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催化燃烧设备的性能特点和设计时考虑因素

发布时间:2019-02-11
催化燃烧设备是一种典型的气固相催化反应,其本质是活性氧的深度氧化。过程中,催化燃烧设备催化剂是降低活化能,和催化剂的表面,吸附浓缩的反应物分子表面,提高反应速率,加快反应。..

催化燃烧设备是一种典型的气固相催化反应,其本质是活性氧的深度氧化。过程中,催化燃烧设备催化剂是降低活化能,和催化剂的表面,吸附浓缩的反应物分子表面,提高反应速率,加快反应。在催化剂的帮助下,有机废气可以在较低的点火温度下无火焰燃烧,并被氧化成CO2和H2O,同时释放大量的热能以去除废气中的有害物质。

该工艺原理是在低温有机废气(250~300℃)的催化作用下,可完全氧化气态污染物。去除率可达99%以上,热回收效率可达90%以上。热回收是利用陶瓷材料的高传热系数特征作为传热介质,为了得到一个完整的热导率。该再生催化氧化供给环保设备将化学反应与固定床反应器中的再生换热相结合,大大提高了热能利用率,反应热回收率高,实现了节能减排。还原效率。有机废气净化后的产物是无害的CO2和H2O,不会造成二次污染。在净化高浓度废气的同时,可以从反应器中部的高温区去除部分反应热,在净化废气的同时产生较高的热能,取得了较好的经济效益。对于一个简单的可逆放热反应,由于较低的出口温度,以得到一个单程转化率高于优稳态操作,可以提高复杂反应的选择性的过程或者提高收益率。RCO催化燃烧设备中使用的催化剂为贵金属蜂窝陶瓷催化剂,具有较强的催化活性,去除率在95%以上。

催化燃烧设备由PLC控制器、文本显示器、变频调速器、点火器、紫外线传感器、热电偶等电控设备以及风机,另外由零压阀调节燃气与空气的比例。催化燃烧电气控制系统工作过程分为三个状态:燃烧器工作状态、停止状态及参数设定状态。在工作状态中又分为点火过程和燃烧过程。由安装的热电偶检测出温度,送文本显示器显示。PLC具有模拟量输入、输出模块,检测火焰燃烧信号和热电偶温度信号,将检测到的信号与设定的信号经过比较运算后,通过0~10V电信号控制变频器的输出频率来调整风机的转速,保持燃烧器的燃烧温度,这就是构成以设定温度为基准的控制系统;自动检测燃烧器温度信号与设定的温度比较,输出各类报警信号或直接停机。显示器可以显示燃气流量、燃烧温度和变频器输出频率。设定参数和工作状态等信息;可以通过显示器在线调整运行温度参数,修改设定温度控制风机的运行。该系统还设有多种保护功能,尤其是较强的逻辑互锁功能,从而保证系统工作可靠,并且具有较为完善的控制功能。

催化燃烧性能特点

1、用金属铂、钯镀在蜂窝陶瓷载体上作为催化剂、净化效率高达97-99%,设备寿命长、且可气体流畅阻力小;

2、设施完备:阻火除尘器、泄压孔、超温报警等保护设施全;

3、预热15-30分钟全功率加热。工作时只消耗见机功率即可,当废气浓度较低时,自动间歇补偿加热;

4、余热可以返回烘道用来烘干工作,降低原烘道中消耗功率;也可供工厂其它方面热能回用

催化燃烧设备的大致工艺流程

1、预热式:预热式是催化燃烧的最基本流程形式。有机废气温度在100℃以下,浓度也较低,热量不能自给,因此在进入反应器前需要在预热室加热升温,燃烧净化后气体在热交换器内与未处理废气进行热交换,以回收部分热量。该工艺通常采用煤气或电加热升温至催化反应所需的起燃温度。

2、自身热平衡式:当有机废气排出时温度较高(在300℃左右),高于起燃温度,且有机物含量较高,热交换器回收部分净化气体所产生的热量,在正常操作下能够维持热平衡,无需补充热量,通常只需要在催化燃烧反应器中设置电加热器供起燃时使用。

3、吸附-催化燃烧:当有机废气的流量大、浓度低、温度低,采用催化燃烧需耗大量燃料时,可先采用吸附手段将有机废气吸附于吸附剂上进行浓缩,然后通过热空气吹扫,使有机废气脱附出来成为浓缩了的高浓度有机废气(可浓缩10倍以上),再进行催化燃烧。此时,不需要补充热源,就可维持正常运行。

4、对于有机废气催化燃烧工艺的选择主要取决于:燃烧过程的放热量,即废气中可燃物的种类和浓度;起燃温度,即有机组分的性质及催化剂活性;热回收率等。当回收热量超过预热所需热量时,可实现自身热平衡运转,无需外界补充热源,这是最经济的。

催化燃烧设备设计时应考虑以下几方面问题:

1、气流和温度均匀分布。要使通过催化剂表面的气流和温度分布均匀,并保证火焰不直接接触催化剂表面,燃烧室必需具有足够的长度和空间。催化燃烧设备应具有良好的保温效果。炉体一般用钢结构的外壳内衬耐火材料,或用双层夹墙结构。

2、便于清洗和更换。催化剂反应器一般应设计成装卸方便的模屉结构,便于清洗和换催化剂载体。

3、辅助燃料和助燃。催化燃烧一般采用气作辅助燃料,也可用燃料油、电加热等作辅助燃料。助燃一般用净化后的气体,如果净化后的气体不能作为助燃,则应引入空气助燃。

4、较高的转化速度。由于催化燃烧为不可逆的放热反应,所以,无论反应进行到什么阶段,都应在尽可能高的温度下进行,以获得较高的转化速度。但操作温度往往受某些条件的限制,如催化剂的耐热温度、高温材料的获得,热能的供应,以及是否伴有副反应等。因而实际生产中应根据实际情况恰当地选择。


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