催化燃燒設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理

 

催化燃燒設(shè)備借助催化劑在低溫(200 ~ 400℃)下實現(xiàn)有機物的完全氧化，能耗低，操作簡單，凈化效率高。廣泛應(yīng)用于化工、油漆、***緣材料、漆包線、油漆生產(chǎn)等行業(yè)的有機廢氣凈化，***別是回收價值不***的有機廢氣凈化，可選用多種成型設(shè)備。

催化燃燒設(shè)備的工作原理和內(nèi)部結(jié)構(gòu)

(1)催化劑定義催化劑是一種能夠提高化學(xué)反應(yīng)速率、控制反應(yīng)方向并在反應(yīng)前后保持其化學(xué)性質(zhì)不變的物質(zhì)。

(2)催化機理催化機理是一個非常復(fù)雜的問題，這里只簡單介紹一下。在一個化學(xué)反應(yīng)過程中，催化劑的加入不能改變原有的化學(xué)平衡，只能改變化學(xué)反應(yīng)的速度，而催化劑本身的性質(zhì)在反應(yīng)前后不變。那么，催化劑是如何加速反應(yīng)的呢？由于反應(yīng)前后催化劑沒有變化，催化劑是否參與了反應(yīng)？事實上，催化劑本身參與了反應(yīng)，改變了原有的反應(yīng)方式，降低了反應(yīng)的活化能，加快了反應(yīng)速度。例如，反應(yīng)A+B→C由中間活性粘結(jié)劑(AB)的轉(zhuǎn)變形成，即:

A+B→[AB]→C

反應(yīng)速度慢。當(dāng)加入催化劑k時，反應(yīng)以簡單的方式實現(xiàn):

A+B+2K→[AK]+[BK]→[CK]+K→C+2K

不再需要從[AB]到C的轉(zhuǎn)變，這加快了反應(yīng)速度，而催化劑不改變其性質(zhì)。

(3)催化燃燒設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu):不同的排放場合和不同的廢氣有不同的工藝流程。但無論采用哪種工藝流程，都是由以下工藝單元組成。

①廢氣預(yù)處理:為避免催化劑床層堵塞和催化劑中毒，廢氣在進入床層前進行預(yù)處理，去除廢氣中的粉塵、液滴和催化劑毒物。

②預(yù)熱裝置:預(yù)熱裝置包括廢氣預(yù)熱裝置和催化劑燃燒器預(yù)熱裝置。由于催化劑具有催化活性溫度，稱為催化燃燒的催化劑起燃溫度，使廢氣和床層溫度達到催化燃燒前的起燃溫度，因此設(shè)置預(yù)熱裝置。但對于廢氣本身溫度較高的場合，如漆包線、***緣材料、烤漆等。，溫度可以達到300℃以上，所以沒有必要設(shè)置預(yù)熱裝置。

預(yù)熱裝置加熱的熱氣可采用床內(nèi)換熱器和管道布置的方式。煙氣或電加熱可作為預(yù)熱器的熱源，目前電加熱應(yīng)用廣泛。當(dāng)催化反應(yīng)開始時，廢氣可以盡可能用回收的反應(yīng)熱預(yù)熱。如果反應(yīng)熱較高，應(yīng)設(shè)置余熱回收裝置以節(jié)約能源。

通常，預(yù)熱廢氣的熱源溫度超過催化劑的活性溫度。為了保護催化劑，加熱裝置應(yīng)與催化燃燒設(shè)備保持一定距離，這也可以使廢氣溫度分布均勻。

從預(yù)熱的需要出發(fā)，催化燃燒設(shè)備適用于連續(xù)排氣凈化。如果出現(xiàn)間歇性排氣，不僅每次預(yù)熱都需要能耗，而且反應(yīng)熱無法回收，會造成很***的能源浪費。在設(shè)計和選擇時應(yīng)注意這一點。

③固定床催化反應(yīng)器一般用于催化燃燒設(shè)備。反應(yīng)器應(yīng)按規(guī)范設(shè)計，便于操作、維護和催化劑的裝卸。

在催化燃燒的工藝設(shè)計中，應(yīng)根據(jù)具體情況設(shè)計構(gòu)件施工工藝，對于氣體處理能力***的場合，即預(yù)熱器和反應(yīng)器應(yīng)***立安裝，并通過管道相互連接。對于氣體處理量小的場合，可以采用催化燃燒設(shè)備將預(yù)熱和反應(yīng)結(jié)合起來，但要注意預(yù)熱段和反應(yīng)段之間的距離。

在有機廢氣的催化燃燒中，待處理的有機廢氣在高溫下與空氣混合時容易引起爆炸，這一點非常重要。因此，一方面控制有機物與空氣的混合比在爆炸下限；另一方面，催化燃燒設(shè)備應(yīng)配備監(jiān)測報警裝置和防爆措施。