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催化燃燒設備的運行過程和設計考慮事項

時間:2022-03-16 作者:富宏元環保 文章來源:本站 點擊:102次

分析催化燃燒設備在運行過程中可能出現的問題:

1、在工業生產過程中,排放的尾氣通過引風機進入設備的旋轉閥,通過旋轉閥將氣體和出入口氣體分開。

2、氣體起先通過陶瓷材料填充層(底層)預熱后發生熱量的儲備和熱交換,其溫度幾乎達到催化層(中層)進行催化氧化所設定的溫度,這時其中部分污染物氧化分解。

3、廢氣繼續通過加熱區(上層,可采用電加熱方式或自然氣加熱方式)升溫,并維持在設定溫度;其再進入催化層完成催化氧化反應,即反應生成CO2和H2O,并釋放大量的熱量,以達到預期的處理效果。

4、系統連續運轉、自動切換。通過旋轉閥工作,陶瓷填充層均完成加熱、冷卻、凈化的循環步驟,熱量得以回收。

5、在催化燃燒設備運行過程中,應優化控制手段,在廢氣進爐膛前,盡可能除掉入口噴淋塔帶來的水分,減少水分汽化所需熱量;同時,還應優化進出風時間、保持燃燒室溫度、增加閥門密封度等。

6、經催化氧化后的氣體進入其它的陶瓷填充層,回收熱能后通過旋轉閥排放到大氣中,凈化后排氣溫度僅略高于廢氣處理前的溫度。

7、還可在進氣風管采用計量泵與蒸發器組合的方式,人為控制一些不可套用的廢溶劑的蒸發,在廢氣VOC較低時增加VOC濃度,以達到不使用燃料就能維持正常燃燒的目的,從而減少燃料消耗。

將廢氣直接引入催化燃燒設備,在開始階段需通過電加熱器將其溫度升高至反應需要的溫度,廢氣在催化催化劑作用發生氧化放熱反應生成H2O和CO2,分解后釋放出的熱量通過熱交換器加熱進入催化床的廢氣,當廢氣的濃度達到相應的濃度時,放熱和熱交換所需要熱量達到平衡,無需電加熱,通過自身平衡處理掉廢氣。上述過程可通過PLC系統控制柜全自動操作。催化分解法已成為凈化廢氣的手段,特別適宜治理噴涂、油墨印刷等在烘干過程中排出的廢氣。因烘干廢氣溫度和物濃度都較不錯,對分解反應及熱量回收有利,減少設備運行及投資費用。

下面是催化燃燒設備設計時應考慮的問題:

1、便于清洗和替換。催化劑反應器一般應設計成裝卸方便的模屜結構,便于清洗和換催化劑載體。

2、輔助燃料和助燃。催化燃燒一般采用氣作輔助燃料,也可用燃料油、電加熱等作輔助燃料。助燃一般用凈化后的氣體,如果凈化后的氣體不能作為助燃,則應引入空氣助燃。

3、不錯的轉化速度。由于催化燃燒為不可逆的放熱反應,所以,無論反應進行到什么階段,都應在盡可能高的溫度下進行,以獲得較不錯的轉化速度。但操作溫度往往受某些條件的限制,如催化劑的不怕熱溫度、高溫材料的獲得,熱能的供應,以及是否伴有副反應等。因而實際生產中應根據實際情況恰當地選擇。

4、氣流和溫度均勻分布。要使通過催化劑表面的氣流和溫度分布均勻,并確定火焰不直接接觸催化劑表面,燃燒室需要具有足夠的長度和空間。催化燃燒設備應具有良好的保溫效果。爐體一般用鋼結構的外殼內襯不怕火材料,或用雙層夾墻結構。

催化燃燒設備主要由熱交換器、燃燒室、催化反應器、熱回收系統和凈化煙氣的排放煙囪等部分組成。其凈化原理是:未凈化氣體在進入燃燒室以前,先經過熱交換器被預熱后送至燃燒室,在燃燒室內達到所要求的反應溫度,氧化反應在催化反應器中進行,凈化后煙氣經熱交換器釋放出部分熱量,再由煙囪排入大氣。

催化燃燒設備所發生的氣—固相催化反應的實質是活性氧參與的深層氧化作用。在催化燃燒過程中,催化劑的作用是降低活化能,同時催化劑表面具有吸附作用,使得反應物富集于表面。借助催化劑的作用使得廢氣在較低的起燃溫度條件下,發生無焰燃燒,并氧化分解為CO2和H2O,同時放出大量的熱能,從而達到除掉廢氣中不好的物質的目的。

催化燃燒設備的工藝流程:

1、吸附-催化燃燒:廢氣的流量大、濃度與溫度低,那么在采用催化燃燒就要消耗大量燃料時,就可以先用吸附的手段把廢氣給吸附到吸附劑上面進行濃縮,然后通過熱空氣吹掃,讓廢氣脫附出來成為濃縮的廢氣,然后再進行催化燃燒。

2、自身熱平衡式:在廢氣排出的時候,溫度都是比較不錯,而且物的含量也比較不錯,在正常的操作之下能維持熱平衡,就不需要補充熱量,一般只要在催化燃燒反應器當中添加電加熱器就可以在起燃時使用。

3、預熱式:預熱式就是催化燃燒的基本流程形式。廢氣溫度比較低,濃度也較低,且熱量不能自給,然后進入到反應器之前,就先要在預熱室里加熱升溫,燃燒凈化之后的氣體就會在熱交換器內部與未處理廢氣進行熱交換,從而回收一些部分熱量。

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