催化燃燒設(shè)備組成及原理

蓄熱式催化燃燒法，簡(jiǎn)稱RCO，又叫催化燃燒，吸附+脫附+催化燃燒一體化設(shè)備。 一、催化燃燒法幾乎適用于所有排放烴類苯類等等臭味化合物的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程，如：涂裝、印刷、機(jī)電、家電、制鞋、塑料、化工行業(yè)、有機(jī)化學(xué)品合成、合成制藥、合成樹脂、汽車、摩托車、“三苯”廢氣、自行車行業(yè)、機(jī)械、船舶、家電、家具、建材等行業(yè)等生產(chǎn)工藝過(guò)程中的廢氣處理，催化燃燒適用不同濃度、不同風(fēng)量廢氣處理。 

二、蓄熱式催化燃燒（RCO）系統(tǒng)組成：RCO催化分解裝置由預(yù)處理裝置、預(yù)熱裝置、催化燃燒裝置、防爆裝置組成。

1、廢氣預(yù)處理：為了避免催化劑床層的堵塞和催化劑中毒，廢氣在進(jìn)入床層之前必須進(jìn)行預(yù)處理，以除去廢氣中的粉塵、液滴及催化劑的毒物。

1. 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，因?yàn)榇呋瘎┒加幸粋€(gè)催化活性溫度，對(duì)催化燃燒來(lái)說(shuō)稱催化劑起燃溫度，必須使廢氣和床層的溫度達(dá)到起燃溫度才能進(jìn)行催化燃燒，因此，必須設(shè)置預(yù)熱裝置。但對(duì)于排出的廢氣本身溫度就較高的場(chǎng)合，如漆包線、絕緣材料、烤漆等烘干排氣，溫度可達(dá)300℃以上，則不必設(shè)置預(yù)熱裝置。
2. 催化燃燒裝置：一般采用固定床催化反應(yīng)器，反應(yīng)器的設(shè)計(jì)按規(guī)范進(jìn)行，應(yīng)便于操作，維修就方便，便于裝卸催化劑。
3. 防爆裝置：為膜片泄壓防爆，安裝在主機(jī)的頂部，當(dāng)設(shè)備運(yùn)行發(fā)生意外事故時(shí)，可及時(shí)裂開泄壓，防止意外發(fā)生。

三、RCO蓄熱式催化燃燒法作用原理是：

1. 催化燃燒是用催化劑使廢氣中可燃物質(zhì)在較低溫度下氧化分解的凈化方法。所以，催化燃燒又稱為催化化學(xué)轉(zhuǎn)化。由于催化劑加速了氧化分解的歷程，大多數(shù)碳?xì)浠衔镌?00-500℃的溫度時(shí)，通過(guò)催化劑就可以氧化*。
2. 催化劑首先對(duì)VOC分子的吸附，提高了反應(yīng)物的濃度其次催化氧化階段降低反應(yīng)的活化能，提高了反應(yīng)速率，借助催化劑可使有機(jī)廢氣在較低的起燃溫度下，發(fā)生無(wú)氧燃燒，分解成CO2和H20，釋放出大量熱量，能耗較小，某些情況下達(dá)到起燃溫度后無(wú)需外界供熱，反應(yīng)溫度在250-400℃。
3. 在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中，利用催化劑降低燃燒溫度，加速有毒有害氣體*氧化的方法，叫做催化燃燒法。
4. 由于催化劑的載體是由多孔材料制作的，具有較大的比表面積和合適的孔徑，當(dāng)加熱到300-450℃的有機(jī)氣體通過(guò)催化層時(shí)，氧和有機(jī)氣體被吸附在多孔材料表層的催化劑上，增加了氧和有機(jī)氣體接觸碰撞的機(jī)會(huì)，提高了活性，使有機(jī)氣體與氧產(chǎn)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)而生成CO2和H20，同時(shí)產(chǎn)生熱量，從而使得有機(jī)氣體變成無(wú)毒無(wú)害氣體。

催化燃燒設(shè)備組成及原理

催化燃燒裝置主要是由熱交換器、燃燒室、催化反應(yīng)器、熱回收系統(tǒng)和凈化煙氣的排放煙囪等部分組成，其凈化原理是：未凈化氣體在進(jìn)入燃燒室以前，先經(jīng)過(guò)交換器被預(yù)熱后送至燃燒室，在燃燒室內(nèi)達(dá)到所要求的反應(yīng)溫度，氧化反應(yīng)在催化反應(yīng)器中進(jìn)行，凈化后煙氣經(jīng)熱交換器釋放出部分熱量，再由煙囪排入大氣。

• 催化燃燒的工藝組成：

     不同的排放場(chǎng)合和不同的廢氣，有不同的工藝流程。但不論采取哪種工藝流程，都由如下工藝單元組成。

1. 廢氣預(yù)處理

   為了避免催化劑的堵塞和催化劑中毒，廢氣在進(jìn)入床層之前必須進(jìn)行處理，以除去廢氣中的粉塵、液滴及催化劑的毒物。

1. 預(yù)熱裝置

   預(yù)熱裝置包括預(yù)熱裝置和催化劑燃燒器預(yù)熱裝置。因?yàn)榇呋瘎┒加幸粋€(gè)催化活性溫度，對(duì)催化燃燒來(lái)說(shuō)催化劑起燃溫度，必須使廢氣和床層的溫度達(dá)到起燃溫度才能進(jìn)行催化燃燒，因此，必須設(shè)置預(yù)熱裝置。但對(duì)于排出的廢氣本身溫度就較高的場(chǎng)合，如漆包線、絕緣材料、烤漆烘干排氣，溫度可達(dá)300℃以上，則不必設(shè)置預(yù)熱裝置。預(yù)熱裝置加熱后的熱氣可采用換熱器和床層內(nèi)布管的方式。預(yù)熱器的熱源可采用煙道或電加熱，目前采用電加熱較多。當(dāng)催化反應(yīng)開始后，可盡量以回收的反應(yīng)熱來(lái)預(yù)熱廢氣。在反應(yīng)熱較大的場(chǎng)合，還應(yīng)設(shè)置廢熱回收裝置，以節(jié)約能源。

1. 催化燃燒裝置

 一般采用固定床催化反應(yīng)器。反應(yīng)器的設(shè)計(jì)按規(guī)范進(jìn)行，應(yīng)便于操作，維修方便，便于裝卸催化劑。

  在進(jìn)行催化燃燒的工藝設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體情況，對(duì)于處理氣量較大的場(chǎng)合，設(shè)計(jì)成分建立流程，即預(yù)熱器、反應(yīng)器獨(dú)立裝設(shè)，其間用管道連接，對(duì)于處理氣量小的場(chǎng)合，可采用催化焚燒爐把預(yù)熱與反應(yīng)組合在一起，但要注意預(yù)熱段反應(yīng)段間的距離。

  在有機(jī)廢氣的催化燃燒中，所要處理的有機(jī)物廢氣在高溫下與空氣混合易引起爆炸，安全問(wèn)題十分重要。因而，一方面必須控制有機(jī)物與空氣混合比，使只在爆炸下限，另一方面，催化燃燒系統(tǒng)應(yīng)設(shè)監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置和在防爆措施。

• 催化燃燒的實(shí)質(zhì)及其優(yōu)勢(shì)

催化燃燒是典型的氣-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(jìn)行無(wú)焰燃燒，有機(jī)物質(zhì)氧化發(fā)生在固體催化劑表面，同時(shí)產(chǎn)生CO2和H20，并放出大量的熱量，因其氧化反應(yīng)溫度低，所以大大的抑制了空氣中的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(guò)程，使其多數(shù)形成分子氮（N2）。

催化燃燒設(shè)備組成及原理

與傳統(tǒng)的火焰相比，催化燃燒有著很大的優(yōu)勢(shì)：

1. 起燃溫度低、能耗少，燃燒易達(dá)穩(wěn)定，甚至到起燃溫度后無(wú)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*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(wú)二次污染，且燃燒緩和，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低，操作管理也很方便。