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根據(jù)廢氣的預(yù)熱方式及富集方式,催化燃燒工藝流程可分為 3 種。
(1) 預(yù)熱式催化燃燒。預(yù)熱式是催化燃燒的基本流程形式。有機(jī)廢氣溫度在100℃以下、濃度也較低時(shí),熱量不能自給,因此在進(jìn)入反應(yīng)器前需要在預(yù)熱室加熱升溫。通常采用煤氣或電加熱將廢氣升溫至催化反應(yīng)所需的起燃溫度;燃燒凈化后的氣體在熱交換器內(nèi)與未處理的廢氣進(jìn)行熱交換,以回收部分熱量。
(2) 自身熱平衡式催化燃燒。有機(jī)廢氣溫度高且有機(jī)物含量較高,通常只需要在催化燃燒反應(yīng)器中設(shè)置電加熱器供起燃時(shí)使用,通過熱交換器回收部分凈化氣體所產(chǎn)生的熱量,正常操作下能夠維持熱平衡,不需補(bǔ)充熱量。
(3) 吸附-催化燃燒。當(dāng)有機(jī)廢氣的流量大、濃度低、溫度低 , 采用催化燃燒需消耗大量燃料時(shí),可先采用吸附手段將有機(jī)廢氣吸附于吸附劑上進(jìn)行濃縮,然后通過熱空氣吹掃,使有機(jī)廢氣脫附成為高濃度有機(jī)廢氣(可濃縮10倍以上)后再進(jìn)行催化燃燒。不需要補(bǔ)充熱源就可維持正常運(yùn)行。
催化燃燒過程
在化學(xué)反應(yīng)過程中,利用催化劑降低燃燒溫度,加速有毒有害氣體完全氧化的方法,叫做催化燃燒法。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H2O,同時(shí)產(chǎn)生熱量,從而使得有機(jī)氣體變成無毒無害氣體。
催化燃燒裝置主要由熱交換器、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,如右圖所示。其凈化原理是:未凈化氣體在進(jìn)入燃燒室以前,先經(jīng)過熱交換器被預(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。
催化燃燒和直接燃燒的的區(qū)別
催化燃燒,顧名思義就是借助催化劑可使有機(jī)廢氣在較低的起燃溫度條件下,發(fā)生無焰燃燒,同時(shí)放出大量熱。
催化燃燒與直接燃燒凈化法一樣,均屬于熱力破壞法,其機(jī)理都是氧化和熱裂解、熱分解廢氣中的有機(jī)成分,分解為無毒的二氧化碳和水。但對處理高濃度的有機(jī)廢氣,通常認(rèn)為催化分解是較為理想的方法。其原因是催化燃燒的溫度要比熱焚燒的溫度低得多,而且、能耗低、壓降小、所需設(shè)備體積小,避免產(chǎn)生氮氧化物。
催化燃燒系統(tǒng)原理根據(jù)吸附()和催化燃燒(節(jié)能)的兩個(gè)基本原則設(shè) 計(jì),采用雙氣路連續(xù)工作,一個(gè)催化燃燒室,兩個(gè)吸附床。現(xiàn)將有機(jī) 廢氣用活性炭吸附,當(dāng)快達(dá)到飽和時(shí)停止吸附,然后用熱氣流將有機(jī) 物從活性炭上吸附下來使活性炭再生;脫附下來的有機(jī)物已被濃縮( 濃度較原來提高幾十倍)并送往催化燃燒室催化燃燒成二氧化碳及水 蒸氣排出。