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光氧催化燃烧设备的技术介绍

2019-04-24 13:31:06

在化学反应过程中,利用催化剂降低燃烧温度,加速有毒有害气体完全氧化的方法,叫做催化燃烧法。由于催化剂的载体是由多孔材料制作的,具有较大的比表面积和合适的孔径,当加热到300~450℃的有机气体通过催化层时,氧和有机气体被吸附在多孔材料表层的催化剂上,增加了氧和有机气体接触碰撞的机会,提高了活性,使有机气体与氧产生剧烈的化学反应而生成CO2和H2O,同时产生热量,从而使得有机气体变成无害气体。

催化燃烧装置主要由热交换器、燃烧室、催化反应器、热回收系统和净化烟气的排放烟囱等部分组成,其净化原理是:未净化气体在进入燃烧室以前,先经过热交换器被预热后送至燃烧室,在燃烧室内达到所要求的反应温度,氧化反应在催化反应器中进行,净化后烟气经热交换器释放出部分热量,再由烟囱排入大气。

催化燃烧装置设计时应考虑以下几方面问题:

1、气流和温度均匀分布。要使通过催化剂表面的气流和温度分布均匀,并保证火焰不直接接触催化剂表面,燃烧室必需具有足够的长度和空间。催化燃烧装置应具有良好的保温效果。炉体一般用钢结构的外壳内衬耐火材料,或用双层夹墙结构。

2、便于清洗和换。催化剂反应器一般应设计成装卸方便的模屉结构,便于清洗和换催化剂载体。

3、辅助燃料和助燃。催化燃烧一般采用天然气作辅助燃料,也可用燃料油、电加热等作辅助燃料。助燃一般用净化后的气体,如果净化后的气体不能作为助燃,则应引入空气助燃。

4、较高的转化速度。由于催化燃烧为不可逆的放热反应,所以,无论反应进行到什么阶段,都应在尽可能高的温度下进行,以获得较高的转化速度。但操作温度往往受某些条件的限制,如催化剂的耐热温度、高温材料的获得,热能的供应,以及是否伴有副反应等。因而实际生产中应根据实际情况恰当地选择。

光氧催化设备日常保养,光氧催化设备采用光解方式处理有机废气,没有高温、高压危险,使用操作简单,便于各种行业的使用管理,特别适合防火、要求高的场合使用。采用高能紫外线光灯,利用特定波长的紫外线对有机物进行转化,不会出现像活性炭吸附达到饱和而出现效果下降的情况,废气转化效率高、处理效果长期稳定。光解处理区采用光解转化有机废气,反应区内只安装灯具,只是进出两端设置隔离层,气流平稳、缓慢,阻力小,选用系统风机的压力要求低,降低配套设施运行能耗和费用。采用“光照”的方式处理有机废气,在光解反应区内将有机物质直接转化,不另外增加中间介质或过程,不产生二次污染,也不需要另外加入其他能耗,只需要亮灯光照即可,灯具的使用寿命长,正常使用可达到5000-8000小时,所以本设备运行费用低,不产生二次污染,属于清洁、低能耗的高技术环保系统。

催化燃烧是典型的气-固相催化反应,其实质是活性氧参与的深度氧化作用。在催化燃烧过程中,催化剂的作用是降低活化能,同时催化剂表面具有吸附作用,使反应物分子富集于表面提高了反应速率,加快了反应的进行。借助催化剂可使有机废气在较低的起燃温度条件下,发生无焰燃烧,并氧化分解为CO2和H2O,同时放出大量热能,从而达到去除废气中的有害物的方法。

在将废气进行催化燃烧的过程中,废气经管道由风机送入热交换器,将废气加热到催化燃烧所需要的起燃温度,再通过催化剂床层使之燃烧,由于催化剂的存在,催化燃烧的起燃温度约为250-300℃,大大低于直接燃烧法的燃烧温度650-800℃,因此能耗远比直接燃烧法为低。

有机废气经前处理后,经过阻火器,进入热交换器,使废气升温到催化反应温度(250-300℃)。然后进入催化反应床,在催化剂的作用下,有机废气进行氧化反应生成无害的水和二氧化碳,并放出一定的热量。反应后的高温气体再次进入热交换器,经换热冷却,以较低的温度经引风机排入大气。


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