催化劑在RCO蓄熱催化燃燒設備中的作用

 

在RCO蓄熱催化燃燒設備中，有機廢氣在進入催化燃燒之前通過熱交換器，以提高廢氣的溫度。如果溫度仍然達不到催化燃燒的條件，就需要用氣體(或電)加熱。當廢氣的溫度達到催化燃燒溫度時，在催化劑的作用下會在燃燒室中燃燒，燃燒后的高溫煙氣會與入口煙氣進行熱交換。處理后的清潔廢氣可直接排放或用于加熱其他部件。適用于處理高濃度、小風量、高廢氣溫度的有機廢氣，對氣體溫度要求高，為了提高廢氣溫度要消耗大量能量。吸附-催化燃燒法目前應用廣泛，主要采用顆粒炭或蜂窩炭作為吸附劑。為了保證生產(chǎn)的連續(xù)性，通常交替使用兩個吸附床。由于切換周期長，吸附床體積大、吸附劑用量大、設備重、投資大、操作麻煩。由于長床體積大，容易發(fā)生吸附熱積聚引起的燃燒和爆炸。針對這些問題，現(xiàn)有新裝置的吸附器采用多單元分流組合結構，以新材料——活性炭纖維為吸附劑，采用PLC計算機實現(xiàn)整個系統(tǒng)的連續(xù)運行。

 

一、介紹了催化劑在蓄熱式催化燃燒設備中的作用

 

1.在催化燃燒過程中，催化劑的作用是降低活化能，同時催化劑外表面具有吸附作用，使混響分子在外表面富集，從而提高混響速率，加快混響。

 

2.有機廢氣處理中常用的催化劑有蜂窩狀鈀金屬催化劑和鉑金屬催化劑。催化燃燒方式包括電加熱和燃氣加熱，燃燒方式包括直接催化燃燒和蓄熱催化燃燒。

 

3.一般適用于風量小、濃度高、溫度高的氣態(tài)有機物，廢氣中不能含有硫、鉛、汞、砷、鹵素等會使催化劑中毒的物質。在催化燃燒過程中，催化劑的作用是降低反應活化能，富集催化劑表面的反應物分子，提高反應速率。

 

4.在催化劑的幫助下，有機廢氣可以在低起燃溫度下無焰燃燒，氧化分解成CO2和H2O，同時釋放出大量的熱量。原理是廢氣通過催化劑時，先吸附在催化劑表面，然后在相應的溫度下發(fā)生催化燃燒，達到凈化的目的。

 

5.催化燃燒是可燃物在低溫(200 ~ 400℃)下借助催化劑完全氧化，其本質是活性氧深度氧化。

 

RCO蓄熱催化燃燒設備主要由換熱器、燃燒室、催化反應器、熱回收系統(tǒng)和凈化煙氣排氣煙囪組成。它的凈化原理是:未凈化的氣體在進入燃燒室之前，先經(jīng)過換熱器預熱，然后送到燃燒室，在那里達到所需的反應溫度。氧化反應在催化反應器中進行。凈化后的煙氣通過熱交換器釋放部分熱量，然后通過煙囪排入大氣。在實際生產(chǎn)中，應根據(jù)實際情況進行適當選擇。因為催化燃燒是不可逆的放熱反應，無論反應進行到什么階段，都應該在盡可能高的溫度下進行，以獲得更高的轉化率。但操作溫度往往受到一些條件的限制，如催化劑的耐熱溫度、高溫物料的獲取、熱能的供應、是否伴隨副反應等。

 

二、RCO蓄熱催化燃燒設備的催化反應條件

 

1.起燃時間短，0.5小時開始。

 

2.反應溫度低，催化反應條件達到300-350℃。

 

3.廣泛應用于噴涂、印刷、化工等行業(yè)。

 

4.占地面積小，可與吸附濃縮設備配套使用。

 

5.催化燃燒爐根據(jù)其內部結構分為換熱器、燃燒器(或電加熱)、催化劑和保溫模塊。

 

催化燃燒是一種典型的氣固催化反應，借助催化劑降低反應活化能，使其在200 ~ 300℃的較低起燃溫度下無焰燃燒。有機物質的氧化發(fā)生在固體催化劑的表面，同時產(chǎn)生CO2和H2O，并釋放出大量的熱量。由于其氧化反應溫度低，空氣中的N2被有效控制形成高溫氮氧化物。此外，由于催化劑的選擇性催化作用，有可能限制燃料中含氮化合物(RNH)的氧化過程，并使大多數(shù)含氮化合物形成分子氮(N2)。