催化燃燒廢氣處理設(shè)備的優(yōu)勢及催化劑要求
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催化燃燒設(shè)備有哪些優(yōu)勢呢？其催化劑又有哪些要求呢？今天宏森環(huán)保小編就來為大家揭開謎底。
催化燃燒的實質(zhì)及其優(yōu)勢：
催化燃燒廢氣治理是典型的氣-固相催化反應(yīng)，它借助催化劑降低了反應(yīng)的活化能，使其在較低的起燃溫度200~ 300℃下進行無焰燃燒，有機物質(zhì)氧化發(fā)生在固體催化劑表面，同時產(chǎn)生CO2和H2O，并放出大量的熱量，因其氧化反應(yīng)溫度低，所以大大地抑制了空氣中的N2形成高溫NOx。而且由于催化劑有選擇性催化作用，有可能限制燃料中含氮化合物(RNH)的氧化過程，使其多數(shù)形成分子氮(N2)。催化燃燒設(shè)備采用蜂窩狀活性炭為吸附劑，結(jié)合吸附凈化、脫附再生并濃縮VOCs和催化燃燒的原理,即將大風(fēng)量、低濃度的有機廢氣通過蜂窩狀活性炭吸附以達到凈化空氣的目的，當(dāng)活性炭吸附飽和后再用熱空氣脫附使活性炭得到再生，脫附出濃縮的有機物被送往催化燃燒床進行催化燃燒，有機物被氧化成無害的CO2和H20，燃燒后的熱廢氣通過熱交換器加熱冷空氣，熱交換后降溫到氣體部分排放，部分用于蜂窩狀活性炭的脫附再生，達到廢熱利用和目的。整套裝置由預(yù)濾器、吸附床、催化燃燒床、阻熱器、相關(guān)的風(fēng)機、閥門等組成。
與傳統(tǒng)的火焰燃燒相比,催化燃燒有著很大的優(yōu)勢:
(1)起燃溫度低，能耗少，燃燒易達穩(wěn)定，甚至到起燃溫度后無需外界傳熱就能完成氧化反應(yīng)。
(2)凈化效率高，污染物(如NOx及不完全燃燒產(chǎn)物等)的排放水平較低。
(3)適應(yīng)氧濃度范圍大，噪音小，無二次污染，且燃燒緩和，運轉(zhuǎn)費用低，操作管理也很方便。
催化劑的類型及性能要求：
目前國內(nèi)外主要研究的催化劑基本上有兩大類:一類為貴金屬催化劑，這類催化劑的活性和穩(wěn)定性好，技術(shù)較為成熟，但由于貴金屬價格高，資源短缺，所以，未能將其產(chǎn)業(yè)化;另一類為非金屬催化劑，主要集中在過渡金屬氧化物催化劑、復(fù)氧化物催化劑(鈣鈦型復(fù)氧化物和尖晶石型復(fù)氧化物)的研究方面。目前，尋找來源豐富、價格低廉、性能相當(dāng)?shù)姆琴F金屬催化劑，以替代傳統(tǒng)的貴金屬催
化劑用于催化燃燒過程已成為了研究的一個重要方向。
催化燃燒對催化劑的基本要求是:既能抑制燒結(jié)、保持活性物質(zhì)具有較大的比表面積及良好的熱穩(wěn)定性，又要具有一定的活性，可起到催化劑活性組分或助催化劑的作用。這在某種程度上是互相矛盾的，因為研究已經(jīng)證明氧化物的活性和熱穩(wěn)定性成反比。同時，需有高的機械強度以及對燃料中所含毒素有高的耐腐蝕性。催化燃燒裝置設(shè)計時應(yīng)考慮以下幾方面問題：
1、氣流和溫度均勻分布。要使通過催化劑表面的氣流和溫度分布均勻，并保證火焰不直接接觸催化劑表面，燃燒室必需具有足夠的長度和空間。催化燃燒裝置應(yīng)具有良好的保溫效果。爐體一般用鋼結(jié)構(gòu)的外殼內(nèi)襯耐火材料，或用雙層夾墻結(jié)構(gòu)。
2、便于清洗和更換。催化劑反應(yīng)器一般應(yīng)設(shè)計成裝卸方便的模屜結(jié)構(gòu)，便于清洗和更換催化劑載體。
3、輔助燃料和助燃。催化燃燒一般采用天然氣作輔助燃料，也可用燃料油、電加熱等作輔助燃料。助燃一般用凈化后的氣體，如果凈化后的氣體不能作為助燃，則應(yīng)引入空氣助燃。
4、較高的轉(zhuǎn)化速度。由于催化燃燒為不可逆的放熱反應(yīng)，所以，無論反應(yīng)進行到什么階段，都應(yīng)在盡可能高的溫度下進行，以獲得較高的轉(zhuǎn)化速度。但操作溫度往往受某些條件的限制，如催化劑的耐熱溫度、高溫材料的獲得，熱能的供應(yīng)，以及是否伴有副反應(yīng)等。
