RCO催化燃燒設備應用

 

催化燃燒過程

 

在化學反應過程中，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。當加熱到300~450℃的有機氣體通過催化層時，氧氣和有機氣體被吸附在多孔材料表面的催化劑上，增加了氧氣和有機氣體接觸和碰撞的機會，提高了活性，使有機氣體和氧氣發(fā)生強烈的化學反應生成CO2和H2O，同時產(chǎn)生熱量，從而使有機氣體變得無毒無害。

 

RCO催化燃燒設備主要由換熱器、燃燒室、催化反應器、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:未凈化的氣體在進入燃燒室之前，經(jīng)過換熱器預熱后送入燃燒室，在燃燒室中達到所需的反應溫度。氧化反應在催化反應器中進行，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催化燃燒設備的設計應考慮以下幾個方面:

 

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，并確保火焰不直接接觸催化劑表面，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。催化劑反應器一般應設計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，應引入空氣作為助燃物。

 

4.轉(zhuǎn)化速度更高。因為催化燃燒是不可逆的放熱反應，無論反應進行到什么階段，都應該在盡可能高的溫度下進行，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、是否伴有副反應等。因此，在實際生產(chǎn)中應根據(jù)實際情況進行適當?shù)倪x擇。

 

催化劑

 

材料和載體

 

催化劑是一種能改變化學反應速度，而不改變反應前后化學性質(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***、強度高、壽命長的***點。

 

1.高活性。催化劑的活性直接影響催化燃燒的化學轉(zhuǎn)化率。轉(zhuǎn)化率不僅與催化活性物質(zhì)本身的活性有關，還與催化載體的物理形狀直接相關。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一定范圍內(nèi)的溫度變化。

 

3.高強度。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，設計時應盡量選擇使用壽命較長的催化劑。

 

催化燃燒設備的應用

 

RCO催化燃燒設備適用于可燃氣體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氫化合物或有氣味化合物的工業(yè)生產(chǎn)過程。