催化燃燒設(shè)備是指在催化劑作用下燃燒的裝置或設(shè)備。其工作原理是借助催化劑使有機廢氣在較低的起燃溫度下進行無焰燃燒,使有機廢氣分解為無毒的二氧化碳和水蒸汽。催化燃燒與直接燃燒相比,催化燃燒溫度較低,燃燒比較完全。
催化燃燒法采用適當(dāng)?shù)拇呋瘎?,使有害氣體中的可燃物質(zhì)在較低的溫度下分解、氧化的燃燒方法。
一、催化燃燒裝置設(shè)計使用時注意事項
催化燃燒裝置在化學(xué)反應(yīng)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,叫做催化燃燒法。由于催化劑的載體是由多孔材料制作的,具有較大的比表面積和合適的孔徑,當(dāng)加熱到300-450℃的有機氣體通過催化層時,氧和有機氣體被吸附在多孔材料表層的催化劑上,增加了氧和有機氣體接觸碰撞的機會,提高了活性,使有機氣體與氧產(chǎn)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)而生成CO2和H2O,同時產(chǎn)生熱量,從而使得有機氣體變成無毒無害氣體。
(1)加熱裝置
催化燃燒設(shè)備
催化燃燒設(shè)備一般采用電加熱的方式,也可用燃料油、天燃氣等作為輔助燃料。但由于燃料油、天燃氣具有一定的危險性所以用電加熱的方式比較安全,而且電加熱方法對溫度也有很好的控制效果。
(2)氣流和溫度均勻分布
廢氣和溫度需要均勻的分布于催化燃燒裝置內(nèi)部,這就要求催化燃燒裝置必需具有足夠的長度和空間。催化燃燒裝置也應(yīng)該具有良好的保溫效果。爐體一般用鋼結(jié)構(gòu)的外殼內(nèi)襯耐火材料,或用雙層夾墻結(jié)構(gòu)。
?。?)較高的轉(zhuǎn)化速度。
催化燃燒裝置必須保證催化燃燒反應(yīng)所需的溫度,以達到較好的廢氣處理效果。由于催化燃燒反應(yīng)為不可逆的放熱反應(yīng),所以,無論反應(yīng)進行到什么階段,都應(yīng)在盡可能高的溫度下進行,以獲得較高的轉(zhuǎn)化速度。
?。?)便于清洗和更換
催化燃燒裝置一般應(yīng)設(shè)計成裝卸方便的模屜結(jié)構(gòu),便于清洗和更換催化劑載體。
二、催化燃燒裝置使用時的注意事項
不安全因素
(1)有機氣體的爆炸下限與溫度有關(guān)。通常,溫度愈高,反應(yīng)速度愈快,爆炸極限范圍愈大。當(dāng)進入催化燃燒裝置的有機廢氣濃度過大時,催化燃燒裝置的溫度將會升高,加之自前國產(chǎn)催化燃燒裝置均未設(shè)置廢氣濃度檢測和控制設(shè)備,而溫度升高后的有機廢氣的爆炸下限值將比手冊給出的值要小,再加上裝置中有機廢氣成分混合的不均勻性,在局部區(qū)域可能超過高溫條件下廢氣的真實爆炸下限,則有爆炸的危險;
?。?)一般來講,大多數(shù)有機廢氣中的有機成份在同樣爆炸下限濃度下,所含的燃燒熱值可視為相同值,每1%的爆炸下限值約含熱值1868千焦/牛?米勺如果完全燃燒,即熱值全部用于使廢氣本身升溫,則1%的爆炸下限值的廢氣燃燒可使廢氣升溫15.3℃;當(dāng)廢氣濃度達到25%的爆炸下限值時,可使廢氣本身溫度升高。