催化燃燒設(shè)備的設(shè)計應(yīng)考慮哪些方面

 

催化燃燒設(shè)備的***點

 

***，起燃溫度低，節(jié)約能源

 

與直接燃燒相比，廢氣催化燃燒具有起燃溫度低、能耗低的顯著***點。在某些情況下，催化燃燒達(dá)到起燃溫度后，不需要外部供熱。

 

***二，適用范圍廣

 

催化燃燒可以處理幾乎所有的烴類廢氣和惡臭氣體。吸附-催化燃燒法對化工、涂料、***緣材料排放的低濃度、多組分、無回收價值的廢氣具有******的處理效果。

 

***三，處理無二次污染

 

催化燃燒法處理的廢氣凈化率一般在95%以上，***終產(chǎn)物為CO2和H2O(雜原子化合物等燃燒產(chǎn)物)。由于燃燒溫度低，可以******減少NOX的生成，所以不會造成二次污染。但其缺點是工藝條件嚴(yán)格，廢氣中不允許含有影響催化劑使用壽命和處理效率的塵粒和霧滴，不允許含有毒害催化劑的物質(zhì)，防止催化劑中毒。因此，采用催化燃燒技術(shù)對廢氣進(jìn)行預(yù)處理。

 

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、加速氣體氧化的方法稱為催化燃燒法。由于催化劑的載體是由多孔材料制成的，多孔材料具有較***的比表面積和合適的孔徑，當(dāng)加熱到300~450℃的氣體通過催化層時，氧氣和氣體被吸附在多孔材料表層的催化劑上，增加了氧氣和氣體接觸和碰撞的機(jī)會，提高了活性，使氣體和氧氣劇烈反應(yīng)生成CO2和H2O，同時產(chǎn)生熱量，從而使氣體變成氣體。

 

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。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。

 

催化燃燒裝置的設(shè)計應(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，并且火焰不直接接觸催化劑表面，燃燒室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。催化燃燒一般使用氣體作為輔助燃料，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。因為催化燃燒是不可逆的放熱反應(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一些條件的限制，如催化劑的耐熱溫度、高溫物料的獲取、熱能的供應(yīng)、是否伴隨副反應(yīng)等。因此，在實際生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)實際情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x擇。

 

催化燃燒裝置的工作過程主要分為三種狀態(tài):參數(shù)設(shè)定、燃燒運行和燃燒停止。

 

1.參數(shù)設(shè)置狀態(tài):該狀態(tài)是在燃燒前準(zhǔn)備數(shù)據(jù)。點火溫度和變頻器可以根據(jù)需要單***設(shè)置，以控制風(fēng)機(jī)風(fēng)量。點火溫度是點火過程，啟動頻率是催化燃燒器剛點火時的火焰燃燒，所以燃燒比不容易太低，風(fēng)量不宜過***。

 

2.燃燒運行狀態(tài)

 

(1)燃燒啟動過程:當(dāng)控制系統(tǒng)處于待機(jī)狀態(tài)，收到輸入的啟動命令時，將進(jìn)入燃燒運行狀態(tài)。***先，控制系統(tǒng)進(jìn)行自檢，然后進(jìn)行吹掃。變頻器的輸出信號控制風(fēng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)。風(fēng)量從低速到高速再到低速逐漸變化。新鮮空氣吹過燃燒爐板，爐內(nèi)無殘留氣體。點火過程。具體操作是先啟動變頻器，PLC模擬輸出信號使變頻器的頻率從啟動設(shè)定頻率上升，達(dá)到頻率后再下降，從而完成啟動前的吹掃。之后發(fā)出點火信號，高壓點火器工作，同時打開點火管道閥門，點燃小火。小火經(jīng)紫外線傳感器檢測后點燃后，打開主氣閥。此時，催化燃燒爐板進(jìn)行火焰燃燒，直到檢測到的溫度信號達(dá)到設(shè)定的點火關(guān)閉溫度，點火閥關(guān)閉，點火過程完成，進(jìn)入催化燃燒調(diào)節(jié)階段。

 

(2)空燃比的調(diào)整有文獻(xiàn)表明，催化燃燒中“氣/氣比”的范圍一般在4%-11%之間；在燃燒條件下，當(dāng)空燃比為6%時，氣體可以達(dá)到更***的催化燃燒效果，燃燒系統(tǒng)可以達(dá)到更高的熱效率和更***的排放效果。該系統(tǒng)中氣空比的調(diào)節(jié)由零壓閥實現(xiàn)。當(dāng)風(fēng)機(jī)風(fēng)量改變時，也可以改變?nèi)剂?空氣比，以滿足催化燃燒器燃燒的要求。起動時，通過調(diào)節(jié)輸出變頻器的頻率，可以實現(xiàn)空燃比從火焰燃燒到催化燃燒的變化。

 

(3)燃燒溫度調(diào)節(jié)燃燒器溫度調(diào)節(jié)可以通過文字顯示器的鍵盤輸入，改變變頻器的輸出頻率，調(diào)節(jié)合適的風(fēng)量。當(dāng)風(fēng)量增加，燃燒溫度超過設(shè)定值時，PLC控制變頻器降低輸出頻率，減少風(fēng)量，穩(wěn)定燃燒器溫度。如果變頻器輸出頻率低于設(shè)定值(風(fēng)機(jī)出口風(fēng)量頻率設(shè)為5Hz)，出口風(fēng)量仍高于設(shè)定值，則PLC開始計時；如果在時間內(nèi)降低到設(shè)定值，則可編程控制器放棄計時，繼續(xù)變頻調(diào)速運行；如果在時間內(nèi)溫度仍然高于設(shè)定值，PLC將繼續(xù)調(diào)整，直到達(dá)到設(shè)定值。變頻器的頻率輸出經(jīng)PID運算后由PLC控制；如果溫度不夠，頻率會上升，保持時間。反之亦然。

 

3.燃燒停止?fàn)顟B(tài):燃燒器在收到文本顯示的停止命令時停止。***先關(guān)閉主氣閥，然后吹掃系統(tǒng)以驅(qū)散殘余氣體，并迫使燃燒板冷卻。一段時間后，關(guān)閉風(fēng)機(jī)。變頻器停止工作，完成燃燒器關(guān)閉過程。

 

使用催化燃燒設(shè)備的注意事項:

 

1.活性炭的脫附溫度在80℃-120℃之間，過低影響脫附效果。當(dāng)溫度達(dá)到130℃時，會引起活性炭自燃。

 

2.潮濕高溫廢氣無法處理，因為活性炭只能在常溫下吸附。

 

3.含有磷、鉻、鉛、硫、砷、銻、汞、錫、鹵素、氨等分子的廢氣，以及高濃度的粉塵，含有高粘度油脂的氣體，如藥廠、橡膠廠等行業(yè)，是無法處理的。