催化燃烧设备的设计应考虑哪些方面

催化燃烧设备的设计应考虑哪些方面

 

催化燃烧设备的***点

 

***，起燃温度低，节约能源

 

与直接燃烧相比，废气催化燃烧具有起燃温度低、能耗低的显著***点。在某些情况下，催化燃烧达到起燃温度后，不需要外部供热。

 

***二，适用范围广

 

催化燃烧可以处理几乎所有的烃类废气和恶臭气体。吸附-催化燃烧法对化工、涂料、***缘材料排放的低浓度、多组分、无回收价值的废气具有******的处理效果。

 

***三，处理无二次污染

 

催化燃烧法处理的废气净化率一般在95%以上，***终产物为CO2和H2O(杂原子化合物等燃烧产物)。由于燃烧温度低，可以******减少NOX的生成，所以不会造成二次污染。但其缺点是工艺条件严格，废气中不允许含有影响催化剂使用寿命和处理效率的尘粒和雾滴，不允许含有毒害催化剂的物质，防止催化剂中毒。因此，采用催化燃烧技术对废气进行预处理。

 

催化燃烧过程:

 

在化学反应过程中，利用催化剂降低燃烧温度、加速气体氧化的方法称为催化燃烧法。由于催化剂的载体是由多孔材料制成的，多孔材料具有较***的比表面积和合适的孔径，当加热到300~450℃的气体通过催化层时，氧气和气体被吸附在多孔材料表层的催化剂上，增加了氧气和气体接触和碰撞的机会，提高了活性，使气体和氧气剧烈反应生成CO2和H2O，同时产生热量，从而使气体变成气体。

 

催化燃烧设备主要由换热器、燃烧室、催化反应器、热回收系统和净化烟气的排气烟囱组成。净化原理是:未净化的气体在进入燃烧室之前，经过换热器预热后送入燃烧室，在燃烧室中达到所需的反应温度。氧化反应在催化反应器中进行，净化后的烟气通过换热器释放部分热量，然后通过烟囱排入***气。

 

催化燃烧装置的设计应考虑以下几个方面:

 

1.气流和温度的均匀分布。为了使穿过催化剂表面的气流和温度分布均匀，并且火焰不直接接触催化剂表面，燃烧室具有足够的长度和空间。催化燃烧装置应具有******的保温效果。炉体一般采用内衬耐火材料的钢壳，或双层夹芯墙结构。

 

2.易于清洗和更换。催化剂反应器一般应设计成便于装卸的抽屉式结构，便于清洗和更换催化剂载体。

 

3.辅助燃料和燃烧。催化燃烧一般使用气体作为辅助燃料，燃油和电加热也可以作为辅助燃料。一般来说，净化气体用于助燃。如果净化后的气体不能用作助燃物，应引入空气作为助燃物。

 

4.转化速度更高。因为催化燃烧是不可逆的放热反应，无论反应进行到什么阶段，都应该在尽可能高的温度下进行，以获得更高的转化率。但操作温度往往受到一些条件的限制，如催化剂的耐热温度、高温物料的获取、热能的供应、是否伴随副反应等。因此，在实际生产中应根据实际情况进行适当的选择。

 

催化燃烧装置的工作过程主要分为三种状态:参数设定、燃烧运行和燃烧停止。

 

1.参数设置状态:该状态是在燃烧前准备数据。点火温度和变频器可以根据需要单***设置，以控制风机风量。点火温度是点火过程，启动频率是催化燃烧器刚点火时的火焰燃烧，所以燃烧比不容易太低，风量不宜过***。

 

2.燃烧运行状态

 

(1)燃烧启动过程:当控制系统处于待机状态，收到输入的启动命令时，将进入燃烧运行状态。***先，控制系统进行自检，然后进行吹扫。变频器的输出信号控制风机的旋转。风量从低速到高速再到低速逐渐变化。新鲜空气吹过燃烧炉板，炉内无残留气体。点火过程。具体操作是先启动变频器，PLC模拟输出信号使变频器的频率从启动设定频率上升，达到频率后再下降，从而完成启动前的吹扫。之后发出点火信号，高压点火器工作，同时打开点火管道阀门，点燃小火。小火经紫外线传感器检测后点燃后，打开主气阀。此时，催化燃烧炉板进行火焰燃烧，直到检测到的温度信号达到设定的点火关闭温度，点火阀关闭，点火过程完成，进入催化燃烧调节阶段。

 

(2)空燃比的调整有文献表明，催化燃烧中“气/气比”的范围一般在4%-11%之间；在燃烧条件下，当空燃比为6%时，气体可以达到更***的催化燃烧效果，燃烧系统可以达到更高的热效率和更***的排放效果。该系统中气空比的调节由零压阀实现。当风机风量改变时，也可以改变燃料/空气比，以满足催化燃烧器燃烧的要求。起动时，通过调节输出变频器的频率，可以实现空燃比从火焰燃烧到催化燃烧的变化。

 

(3)燃烧温度调节燃烧器温度调节可以通过文字显示器的键盘输入，改变变频器的输出频率，调节合适的风量。当风量增加，燃烧温度超过设定值时，PLC控制变频器降低输出频率，减少风量，稳定燃烧器温度。如果变频器输出频率低于设定值(风机出口风量频率设为5Hz)，出口风量仍高于设定值，则PLC开始计时；如果在时间内降低到设定值，则可编程控制器放弃计时，继续变频调速运行；如果在时间内温度仍然高于设定值，PLC将继续调整，直到达到设定值。变频器的频率输出经PID运算后由PLC控制；如果温度不够，频率会上升，保持时间。反之亦然。

 

3.燃烧停止状态:燃烧器在收到文本显示的停止命令时停止。***先关闭主气阀，然后吹扫系统以驱散残余气体，并迫使燃烧板冷却。一段时间后，关闭风机。变频器停止工作，完成燃烧器关闭过程。

 

使用催化燃烧设备的注意事项:

 

1.活性炭的脱附温度在80℃-120℃之间，过低影响脱附效果。当温度达到130℃时，会引起活性炭自燃。

 

2.潮湿高温废气无法处理，因为活性炭只能在常温下吸附。

 

3.含有磷、铬、铅、硫、砷、锑、汞、锡、卤素、氨等分子的废气，以及高浓度的粉尘，含有高粘度油脂的气体，如药厂、橡胶厂等行业，是无法处理的。