催化燃燒設(shè)備原理及催化劑

催化燃燒設(shè)備原理及催化劑,催化燃燒廢氣處理設(shè)備的催化燃燒工藝描述,催化燃燒處理廢氣的核心原理:
1、吸附過程?吸附是氣體結(jié)合到固體上去的質(zhì)量傳遞過程。氣體(吸附質(zhì))進(jìn)入固體(吸附劑)的孔隙中但并未進(jìn)入其晶格內(nèi)。吸附過程可能是物理過程,也可能是化學(xué)過程。
物理吸附主要是范德華引力起作用,一般沒有選擇性,在吸附過程中沒有電子轉(zhuǎn)移,沒有化學(xué)鍵的生成與破壞?;瘜W(xué)吸附實(shí)際上是一種化學(xué)反應(yīng),具有選擇性,在化學(xué)吸附過程中,氣體和固體表面發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。?最普遍使用的吸附劑是活性炭、分子篩、硅膠和活性氧化鋁。這些吸附劑經(jīng)過處理后表面積極大,可有效吸附碳?xì)浠衔锏任廴疚?。其缺點(diǎn)是對(duì)水有優(yōu)先選擇性吸附作用。所有的吸附劑在一定的高溫下會(huì)發(fā)生變化。在這些溫度下,其吸附能力很弱。污染物可以被解脫出來,從而使吸附劑的活性得到再生,這個(gè)過程成為脫附。

為了進(jìn)行連續(xù)操作,一般提供兩個(gè)或多個(gè)吸附床。一個(gè)或幾個(gè)吸附床在吸附時(shí),另一個(gè)或幾個(gè)吸附床則進(jìn)行再生。在吸附過程中,被收集的污染物滯留在吸附床中,只要吸附床有足夠的容量,污染物就不會(huì)釋放出來。但是當(dāng)吸附床中的污染物濃度達(dá)到飽和時(shí),污染物便開始釋放出來,這種現(xiàn)象稱為穿透。達(dá)到飽和的吸附床需要進(jìn)行再生,一般采用加熱的氣體對(duì)吸附床進(jìn)行脫附,一方面使吸附床重新具有活性,一方面是污染物被解脫出來進(jìn)行回收或分解處理。
2、燃燒過程?當(dāng)氣流中的污染物可被氧化時(shí),燃燒是一種徹底的污染控制方案。碳?xì)浠衔锞蛯儆谶@類污染物。燃燒可以分為直接火焰燃燒和催化燃燒兩類。燃燒即是在氧和熱的作用下將碳?xì)浠衔镛D(zhuǎn)化為水和二氧化碳。其反應(yīng)方程式如下:?CnH2m+(n+m/2)O2=nCO2+H2O+Heat?在燃燒過程中,氣流量和有機(jī)物負(fù)荷是選擇燃燒技術(shù)的重要參數(shù)。一個(gè)衡量污染物負(fù)荷的參數(shù)是低爆炸極限(LEL)或低可燃極限(LFL)。
催化燃燒廢氣處理設(shè)備催化劑的重要作用,催化燃燒反應(yīng)原理是有機(jī)廢氣在較低溫度下在催化劑的作用下被完全氧化和分解,達(dá)到凈化氣體目的。催化燃燒是典型的氣固相催化反應(yīng),其原理是活性氧參與深度氧化作用。在催化燃燒過程中,催化劑的作用是降低反應(yīng)的活化能,同時(shí)使反應(yīng)物分子富集在催化劑表面上以提高反應(yīng)速率。借助于催化劑,有機(jī)廢氣可以在較低的起燃溫度下無焰燃燒并且釋放大量熱量,同時(shí)氧化分解成CO2和H2O。
1.什么是低溫催化劑
低溫催化劑性能指標(biāo):起燃溫度≤200℃,氧化轉(zhuǎn)化效率≥95%,孔密度200-400cpsi,抗壓強(qiáng)度≥8MPa。
2.VOCs催化劑在催化燃燒系統(tǒng)中的作用與影響
通常VOCs的自燃燒溫度較高,通過催化劑的活化,可降低VOCs燃燒的活化能,從而降低起燃溫度,減少能耗,節(jié)約成本。
另外:一般(無催化劑存在)的燃燒溫度都會(huì)在600℃以上,這樣的燃燒會(huì)產(chǎn)生氮氧化物,就是常說的NOx,這也是要嚴(yán)格控制的污染物。催化燃燒是沒有明火的燃燒,一般低于350℃,不會(huì)有NOx生成,因此更為安全和環(huán)保。

3.廢氣預(yù)處理可延長(zhǎng)催化劑和催化燃燒設(shè)備的壽命原因分析
廢氣可能含有一些對(duì)催化劑有害成分,如果已知有這樣的化學(xué)物質(zhì)存在,則要對(duì)廢氣做預(yù)處理,否則這些有害成分會(huì)對(duì)催化劑的壽命產(chǎn)生很大影響。
廢氣應(yīng)經(jīng)過預(yù)處理(除塵除油除濕)再通入催化倉?;覊m、積碳及高沸粘性物附著于催化劑表面,覆蓋催化劑活性位點(diǎn),會(huì)導(dǎo)致催化劑催化作用,因此,應(yīng)盡量避免灰塵及高沸粘性物的引入。
較高濕度環(huán)境中,水蒸氣和油霧漆霧在高溫下容易與催化劑發(fā)生作用,造成催化劑燒結(jié)失活,因此應(yīng)盡量減少水蒸氣和油霧漆霧進(jìn)入催化劑床層。
4.催化燃燒系統(tǒng)廢氣濃度控制的重要性
合適的廢氣濃度可以保證催化燃燒系統(tǒng)安全高效的處理廢氣,同時(shí)有利于延長(zhǎng)設(shè)備和催化劑的使用壽命。
濃度過低:大量的能量用于加熱空氣,能耗高,反應(yīng)放熱不足以維持系統(tǒng)的自熱燃燒,這種工況建議對(duì)廢氣進(jìn)行濃縮。
濃度過高:燃爆風(fēng)險(xiǎn);溫升過高,燃燒溫度過高(長(zhǎng)時(shí)間高于600度),對(duì)設(shè)備和催化劑都有傷害,這種工況建議加新風(fēng)稀釋廢氣至爆炸下限以下。


