RCO催化燃燒設(shè)備應(yīng)用

 

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稱為催化燃燒法。由于催化劑的載體由多孔材料制成，因此具有較***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，氧氣和有機(jī)氣體被吸附在多孔材料表面的催化劑上，增加了氧氣和有機(jī)氣體接觸和碰撞的機(jī)會，提高了活性，使有機(jī)氣體和氧氣發(fā)生強(qiáng)烈的化學(xué)反應(yīng)生成CO2和H2O，同時產(chǎn)生熱量，從而使有機(jī)氣體變得無毒無害。

 

RCO催化燃燒設(shè)備主要由換熱器、燃燒室、催化反應(yīng)器、熱回收系統(tǒng)和凈化煙氣的排氣煙囪組成，如下圖所示。凈化原理是:未凈化的氣體在進(jìn)入燃燒室之前，經(jīng)過換熱器預(yù)熱后送入燃燒室，在燃燒室中達(dá)到所需的反應(yīng)溫度。氧化反應(yīng)在催化反應(yīng)器中進(jìn)行，凈化后的煙氣通過換熱器釋放部分熱量，然后通過煙囪排入***氣。

 

RCO催化燃燒設(shè)備的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮以下幾個方面:

 

1.氣流和溫度的均勻分布。為了使穿過催化劑表面的氣流和溫度分布均勻，并確?；鹧娌恢苯咏佑|催化劑表面，燃燒室必須具有足夠的長度和空間。催化燃燒裝置應(yīng)具有******的保溫效果。爐體一般采用內(nèi)襯耐火材料的鋼殼，或雙層夾芯墻結(jié)構(gòu)。

 

2.易于清洗和更換。催化劑反應(yīng)器一般應(yīng)設(shè)計(jì)成便于裝卸的抽屜式結(jié)構(gòu)，便于清洗和更換催化劑載體。

 

3.輔助燃料和燃燒。催化燃燒一般使用天然氣作為輔助燃料，燃油和電加熱也可以作為輔助燃料。一般來說，凈化氣體用于助燃。如果凈化后的氣體不能用作助燃物，應(yīng)引入空氣作為助燃物。

 

4.轉(zhuǎn)化速度更高。因?yàn)榇呋紵遣豢赡娴姆艧岱磻?yīng)，無論反應(yīng)進(jìn)行到什么階段，都應(yīng)該在盡可能高的溫度下進(jìn)行，以獲得更高的轉(zhuǎn)化率。但操作溫度往往受到某些條件的限制，如催化劑的耐熱溫度、高溫物料的獲取、熱能的供應(yīng)、是否伴有副反應(yīng)等。因此，在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x擇。

 

催化劑

 

材料和載體

 

催化劑是一種能改變化學(xué)反應(yīng)速度，而不改變反應(yīng)前后化學(xué)性質(zhì)的物質(zhì)。催化劑通常由催化活性物質(zhì)和催化載體組成。通常，催化活性材料是金屬或金屬氧化物。其中，貴金屬催化劑主要有鉑、鈀、釕，常見的金屬催化劑主要有銅、鉻、鎳、釩、錳、鐵、鈷等金屬及氧化物。催化載體是一種多孔材料，其主要作用是使活性物質(zhì)具有***的體表面積。催化載體分為金屬載體、陶瓷載體和碳纖維載體。金屬載體一般呈帶狀、片狀、丸狀、線狀等。其由鎳或鎳鉻合金制成。鉑和鈀通過“電鍍”或“化學(xué)鍍”(即溶液浸漬)鍍在這些載體上，制成便于組裝和拆卸的模具抽屜。陶瓷負(fù)載的催化劑一般以硅鋁氧化物為載體，其結(jié)構(gòu)為片狀和蜂窩狀。通常，在陶瓷結(jié)構(gòu)上涂覆0.13毫米厚的α-氧化鋁層，活性金屬催化劑如鉑和鈀以微晶狀態(tài)沉積或分散在多孔氧化鋁薄層中，模具抽屜易于組裝和拆卸。碳纖維載體可以做成線狀、氈狀、網(wǎng)狀等形狀，載體上涂有催化活性材料，制成一個便于拆裝的模具抽屜。

 

性能要求

 

催化劑是催化燃燒法的重心。***的催化劑必須具有催化活性高、熱穩(wěn)定性***、強(qiáng)度高、壽命長的***點(diǎn)。

 

1.高活性。催化劑的活性直接影響催化燃燒的化學(xué)轉(zhuǎn)化率。轉(zhuǎn)化率不僅與催化活性物質(zhì)本身的活性有關(guān)，還與催化載體的物理形狀直接相關(guān)。因此，在選擇合適的催化活性物質(zhì)時，必須考慮催化劑載體的物理形狀，以保證催化劑具有高活性，達(dá)到催化燃燒凈化的目的。

 

2.熱穩(wěn)定性***。由于廢氣的溫度隨時變化，如果催化劑在一定范圍內(nèi)不能適應(yīng)溫度的變化，催化劑的性能會降低，凈化效率也會降低。因此，催化劑必須能夠適應(yīng)一定范圍內(nèi)的溫度變化。

 

3.高強(qiáng)度。在催化燃燒過程中，催化劑常因高溫、振動、空氣流動等因素而開裂磨損，會降低催化劑的活性，增加催化劑床層的壓降，影響凈化效果。

 

4.使用壽命長。催化活性物質(zhì)***多價格昂貴，設(shè)計(jì)時應(yīng)盡量選擇使用壽命較長的催化劑。

 

催化燃燒設(shè)備的應(yīng)用

 

RCO催化燃燒設(shè)備適用于可燃?xì)怏w和蒸汽等有毒有害氣體的凈化，但對于粉塵顆粒和霧滴等有毒有害氣體，容易造成催化床堵塞，降低催化活性，從而降低凈化效率。催化燃燒凈化方法適用于幾乎所有排放碳?xì)浠衔锘蛴袣馕痘衔锏墓I(yè)生產(chǎn)過程。