分析催化燃烧装置的构成
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,如图1所示。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。
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毒无害气体。
活性炭脱附吸附催化燃烧分为吸附、脱附、燃烧三个步骤:
1、吸附过程, 吸附过程就是将废气气体结合到固体上去的质量传递过程。废气气体(吸附质)进入固体(吸附剂)的孔隙中,但并未进入其晶格内。而且普遍使用的吸附剂是活性炭、分子筛、硅胶和活性氧化铝等。按成本考虑目前使用活性炭材料的比较多,有机废气催化燃烧装置的这些吸附剂,经过处理后表面积增大,可有效吸附有机组分污染物。
2、脱附过程:就是在吸附剂饱和的状态下,进行脱附流程,附着于吸附剂上的在脱附作用下分离,通过管道进入燃烧室。
3、催化燃烧:被分离出的废气直接进入燃烧室,在催化剂的作用下进行无焰燃烧,从而净化分解。经净化后的气体返回吸附室排出。
蓄热是催化燃烧的基本流动形式吗?
催化燃烧设备是主要用于废气处理的设备。由于催化燃烧装置中添加了金属催化剂,该催化装置可在250~350℃对废气进行催化氧化反应。由于热交换器的热交换功能,催化燃烧设别可以回收气体氧化分解后的热量,因此催化燃烧设备不需要长时间加热。催化燃烧设备通常只消耗风扇功率。
催化燃烧是一种典型的气固催化反应。催化燃烧通过催化剂降低反应活化能,丰富了催化剂表面的反应物分子,提高反应速率,使无焰燃烧能够在200-300℃的较低点火温度下进行,氧化分解为CO2和H2O,并释放大量的热量。
根据工艺流程的不同,催化燃烧设备分为“活性炭吸附浓缩+催化燃烧”和“沸石转轮吸附浓缩+催化燃烧”两大类。活性炭吸附浓缩+催化燃烧有根据处理废气温度分为蓄热式催化燃烧(RCO)和常规催化燃烧(CO)两类。
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