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    催化燃燒技術(shù)是指在較低溫度下，在催化劑的作用下使廢氣中的可燃組分徹底氧化分解，從而使氣體得到凈化處理的一種廢氣處理方法。催化燃燒廢氣處理是典型的氣-固相催化反應(yīng),其實(shí)質(zhì)是活性氧參與深度氧化作用。在催化燃燒過程中,催化劑的作用是降低反應(yīng)的活化能,同時(shí)使反應(yīng)物分子富集于催化劑表面,以提高反應(yīng)速率。借助催化劑可使有機(jī)廢氣在較低的起燃溫度條件下發(fā)生無焰燃燒,并氧化分解為CO2 和H2O,同時(shí)放出大量熱量。
    有機(jī)廢氣催化燃燒處理工藝流程圖

    根據(jù)有機(jī)廢氣的預(yù)熱方式及富集方式,催化燃燒工藝流程可分為3種：
    1、預(yù)熱式。
    預(yù)熱式是催化燃燒的最基本的流程形式，其基本原理見圖1。有機(jī)廢氣溫度在100℃以下、濃度也較低時(shí)，熱量不能自給，因此在進(jìn)入反應(yīng)器前需要在預(yù)熱室加熱升溫。通常采用煤氣或電加熱將廢氣升溫至催化反應(yīng)所需的起燃溫度；燃燒凈化后的氣體在熱交換器內(nèi)與未處理的廢氣進(jìn)行熱交換，以回收部分熱量。


    2、自身熱平衡式。
    有機(jī)廢氣溫度高且有機(jī)物含量較高，通常只需要在催化燃燒反應(yīng)器中設(shè)置電加熱器供起燃時(shí)使用，通過熱交換器回收部分凈化氣體所產(chǎn)生的熱量，正常操作下就能夠維持熱平衡，不需要補(bǔ)充熱量，其流程見圖2.


    3、吸附-催化燃燒。
    當(dāng)有機(jī)廢氣的流量大、濃度低、溫度低、采用催化燃燒需消耗大量的燃料時(shí)，可先采用吸附手段將有機(jī)廢氣吸附于吸附劑上并進(jìn)行濃縮，然后通過熱空氣吹掃，使有機(jī)廢氣脫附成為高濃度有機(jī)廢氣（可濃縮10倍以上）后再進(jìn)行催化燃燒。不需要補(bǔ)充熱源就可以維持正常運(yùn)行，其工藝流程見圖
    三沙市有機(jī)廢氣催化燃燒裝置
    永綠環(huán)保直接催化燃燒裝置


    煤爐的燃燒室、氣體燃料爐的燒嘴和液體燃料爐的噴嘴等燃燒所要使用的裝置，叫做燃燒裝置.
    工具/原料
    ①燃燒器，供給燃料和助燃劑，并為二者混合創(chuàng)造條件或使二者混合;
    ②燃燒室，用來完成混合、著火燃燒的全部過程。
    方法/步驟:
    第一部分：催化燃燒系統(tǒng)
    主要由催化燃燒床（由電加熱室、催化室和熱交換器組成）、阻火器、溫度探測(cè)器和相應(yīng)的電動(dòng)閥門、保溫管道組成。
    主要功能是利用催化燃燒床中電加熱器來加熱生產(chǎn)線產(chǎn)生的廢氣，使其中的有機(jī)廢氣在催化劑的作用下于280-300℃左右轉(zhuǎn)化為CO2和H2O并釋放出大量熱量。熱量通過熱交換器對(duì)熱量再利用。
    第二部分：控制系統(tǒng)
    主要由PLC電控柜、溫度顯示儀表、電動(dòng)閥門執(zhí)行器及面板模擬流程圖等組成，功能是：控制工作過程中管道中有關(guān)閥門的開關(guān)。
    按工藝條件的要求，控制電加熱器啟動(dòng)和停止，控制和指示催化床加熱溫度、反應(yīng)溫度、氣流進(jìn)口溫度和氣流出口溫度。
    設(shè)備運(yùn)行過程中異常情況的報(bào)警和自動(dòng)停機(jī)。與總控制系統(tǒng)互給信號(hào),實(shí)現(xiàn)互動(dòng)連接
    注意事項(xiàng):
    設(shè)備選型時(shí)，請(qǐng)注明廢氣成份、濃度及出口溫度。
    設(shè)備安裝場(chǎng)所無腐蝕性氣體，并有良好的防雨措施。
    永綠環(huán)保有機(jī)廢氣催化燃燒 編輯
    在催化劑的作用下，使有機(jī)廢氣中的碳?xì)浠衔镌跍囟容^低的條件下迅速氧化成水和二氧化碳，達(dá)到治理的目的。催化燃燒法處理工業(yè)有機(jī)廢氣是20世紀(jì)40年代末出現(xiàn)的技術(shù)。
    從1949年美國研制出世界上第一套催化燃燒裝置到現(xiàn)在，這項(xiàng)技術(shù)已廣泛地應(yīng)用于油漆、橡膠加工、塑料加工、樹脂加工、皮革加工、食品業(yè)和鑄造業(yè)等部門，也用于汽車廢氣凈化等方面。中國在1973年開始將催化燃燒法用于治理漆包線烘干爐排出的有機(jī)廢氣,隨后又在絕緣材料、印刷工業(yè)等方面進(jìn)行了研究,使催化燃燒法得到了廣泛的應(yīng)用。
    燃燒過程
    催化燃燒過程是在催化燃燒裝置中進(jìn)行的。有機(jī)廢氣先通過熱交換器預(yù)熱到200～400℃，再進(jìn)入燃燒室，通過催化劑床時(shí)，碳?xì)浠衔锏姆肿雍突旌蠚怏w中的氧分子分別被吸附在催化劑的表面而活化。由于表面吸附降低了反應(yīng)的活化能，碳?xì)浠衔锱c氧分子在較低的溫度下迅速氧化，產(chǎn)生二氧化碳和水。
    催化劑編輯
    催化燃燒反應(yīng)的關(guān)鍵是選擇合適的催化劑。對(duì)催化劑的要求是：活性高,特別要低溫活性好,以便在盡可能低的溫度下開始反應(yīng)。燃燒反應(yīng)是放熱反應(yīng)，釋放出大量的熱可使催化劑的表面達(dá)到 500～1000℃的高溫，而催化劑容易因熔融而降低活性，所以要求催化劑能耐高溫。
    永綠環(huán)保催化燃燒是用催化劑使廢氣中可燃物質(zhì)在較低溫度下氧化分解的凈化方法。所以，催化燃燒又稱為催化化學(xué)轉(zhuǎn)化。由于催化劑加速了氧化分解的歷程，大多數(shù)碳?xì)浠衔镌?00~450℃的溫度時(shí)，通過催化劑就可以氧化完全。
    與熱力燃燒法相比，催化燃燒所需的輔助燃料少，能量消耗低，設(shè)備設(shè)施的體積小。但是，由于使用的催化劑的中毒、催化床層的更換和清潔費(fèi)用高等問題，影響了這種方法在工業(yè)生產(chǎn)過程中的推廣和應(yīng)用。
    永綠環(huán)保催化燃燒過程
    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(jī)氣體通過催化層時(shí)，氧和有機(jī)氣體被吸附在多孔材料表層的催化劑上，增加了氧和有機(jī)氣體接觸碰撞的機(jī)會(huì)，提高了活性，使有機(jī)氣體與氧產(chǎn)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)而生成CO2和H2O，同時(shí)產(chǎn)生熱量，從而使得有機(jī)氣體變成無毒無害氣體。
    催化燃燒裝置主要由熱交換器、燃燒室、催化反應(yīng)器、熱回收系統(tǒng)和凈化煙氣的排放煙囪等部分組成，如右圖所示。其凈化原理是：未凈化氣體在進(jìn)入燃燒室以前，先經(jīng)過熱交換器被預(yù)熱后送至燃燒室，在燃燒室內(nèi)達(dá)到所要求的反應(yīng)溫度，氧化反應(yīng)在催化反應(yīng)器中進(jìn)行，凈化后煙氣經(jīng)熱交換器釋放出部分熱量，再由煙囪排入大氣。
    催化燃燒裝置設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮以下幾方面問題：
    1、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，并保證火焰不直接接觸催化劑表面，燃燒室必需具有足夠的長(zhǎng)度和空間。催化燃燒裝置應(yīng)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)。
    2、便于清洗和更換。催化劑反應(yīng)器一般應(yīng)設(shè)計(jì)成裝卸方便的模屜結(jié)構(gòu)，便于清洗和更換催化劑載體。
    3、輔助燃料和助燃。催化燃燒一般采用天然氣作輔助燃料，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(yīng)引入空氣助燃。
    4、較高的轉(zhuǎn)化速度。由于催化燃燒為不可逆的放熱反應(yīng)，所以，無論反應(yīng)進(jìn)行到什么階段，都應(yīng)在盡可能高的溫度下進(jìn)行，以獲得較高的轉(zhuǎn)化速度。但操作溫度往往受某些條件的限制，如催化劑的耐熱溫度、高溫材料的獲得，熱能的供應(yīng)，以及是否伴有副反應(yīng)等。因而實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況恰當(dāng)?shù)剡x擇。
    一、催化燃燒處理塔概述
    永綠環(huán)保催化燃燒處理廣泛用于石油、化工、橡膠、涂裝、印刷等行業(yè)車間里揮發(fā)出的有害有機(jī)廢氣凈化處理中，苯類，醇類，醚類等有機(jī)廢氣均能凈化。該裝置系統(tǒng)設(shè)計(jì)完整，附屬設(shè)備配套齊全，凈化效率高，自動(dòng)化程度高。它能有效地凈化車間環(huán)境、消除污染、改善勞動(dòng)操作條件，確保工人身體健康，并能解決二次污染。最適用于低濃度（50~1000ppm）且回收經(jīng)濟(jì)價(jià)值不大，不宜采用吸附回收處理的有機(jī)廢氣，尤其對(duì)大風(fēng)量的處理場(chǎng)合，均可獲得滿意的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
    二、產(chǎn)品優(yōu)點(diǎn)：
    1、設(shè)計(jì)原理先進(jìn)，用材獨(dú)特，性能穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安全可靠，節(jié)能省力，無二次污染。設(shè)備占地面積小，重量輕。
    2、采用窩蜂陶瓷狀為載體的貴金屬催化劑，阻力小，活性高。當(dāng)有機(jī)蒸汽濃度達(dá)到2000ppm以上時(shí)，可維持自燃。
    3、耗電量小，由于床層阻力小，用低壓風(fēng)機(jī)就可以工作，耗電少，噪音低。
    4、吸附有機(jī)物廢氣的活性炭層，用催化燃燒后的廢氣進(jìn)行脫附再生，吸附后的氣體再送催化燃燒室進(jìn)行凈化，不需外部能量，運(yùn)行費(fèi)用低，節(jié)能效果顯著。
    三、結(jié)構(gòu)
    催化燃燒系統(tǒng)含：熱交換器，催化燃燒凈化器（加熱箱+催化反應(yīng)室），緩沖箱
    四、工作原理
    該工藝主要采用高效催化劑，廢氣在催化劑作用下發(fā)生氧化反應(yīng)，生成無毒無味的二氧化碳（CO2）和水（H2O）；
    其獨(dú)特的高效換熱系統(tǒng)保證了余熱的有效回收，當(dāng)廢氣濃度達(dá)到一定程度時(shí)，換熱系統(tǒng)能使有機(jī)廢氣加熱到催化氧化反應(yīng)的起始溫度，無需電加熱，通過自身熱量平衡處理有機(jī)廢氣。
    該裝置是將濃縮的有機(jī)廢氣引入主要設(shè)備。有機(jī)廢氣經(jīng)內(nèi)裝加熱裝置從活性炭層中將有機(jī)物分離后，通過催化劑的作用分解成水和二氧化碳，同時(shí)釋放能量，由熱交換裝置置換能量，用于維護(hù)設(shè)備自燃的能源。
    當(dāng)催化床溫度達(dá)到250～300℃時(shí)，催化燃燒床開始反應(yīng)，利用廢氣燃燒產(chǎn)生的熱空氣循環(huán)使用，此時(shí)電加熱停止，不需要外加熱，單床脫附，脫附時(shí)間為2~3小時(shí)，設(shè)定時(shí)間活性炭吸附箱定時(shí)自動(dòng)切換脫附，內(nèi)部裝填的陶瓷蜂窩體貴金屬催化劑使用壽命為8000小時(shí)。整個(gè)脫附系統(tǒng)采用多點(diǎn)溫度控制，保證脫附效果的穩(wěn)定。
    催化劑的活性物質(zhì)
    一般都涂在載體上，所以它的形狀也依載體而異。載體有γ-Al2O3制成的球體、圓柱體和各種異形體，有用表面覆蓋活性氧化鋁薄膜的多孔陶瓷蜂窩體，也有用耐熱合金絲制成的膨體球和金屬波紋板等。載體可減少催化劑的用量，起支撐作用。它應(yīng)具有比表面積大、耐高溫、機(jī)械強(qiáng)度大和流體阻力小等特性。
    反應(yīng)程度編輯
    不同的碳?xì)浠衔锿ㄟ^催化劑時(shí)反應(yīng)的難易程度也不相同。難度大小一般按下列順序排列:側(cè)鏈>直鏈;炔烴>烯烴>烷烴；Cn>…>C3>C2>C1；脂肪族>脂環(huán)族>芳香族。
    相同的碳?xì)浠衔锿ㄟ^不同的催化劑時(shí)反應(yīng)的難易程度也有差別。難度大小一般按下列順序排列：
    甲烷：Pd>Pt>Co3O4>PdO>Cr2O3>Mn2O3>CuO>CeO2>Fe2O3>V2O5>NiO>MoO3>TiO2
    乙烯:Pd>Pt>Co3O4>Cr2O3>Ag2O>Mn2O3>CuO>NiO>V2O5>CdO>Fe2O3>MoO3>WO>TiO>ZnO
    丙烷：Pt>Pd>Ag2O>Co3O4>CuO>MnO2>Cr2O3>CdO>V2O5>Fe2O3>NiO>>CeO2>Al2O3>ThO2
    異戊二烯:Pd>Pt>>MnO2>Co3O4>Cr2O3>CeO2>NiO>Fe2O3
    處理不同的工業(yè)有機(jī)廢氣應(yīng)當(dāng)根據(jù)上述排列順序選擇適當(dāng)?shù)拇呋瘎?br>優(yōu)點(diǎn)編輯
    ①可以降低有機(jī)廢氣的起始燃燒溫度。例如甲醇、甲醛在以氧化鋁為載體的Pt催化劑(Pt/Al2O3)的作用下,室溫下就開始燃燒,而直接燃燒法起始燃燒點(diǎn)通常為300～600℃。②燃燒不受碳?xì)浠衔餄舛鹊南拗?。③基本上不?huì)造成二次污染。④設(shè)備較簡(jiǎn)單，投資少，見效快。
    催化燃燒法存在的主要問題是催化劑易中毒和不耐高溫。易使催化劑中毒的物質(zhì)有焦油、油煙、粉塵、鉛化合物和硫、磷、鹵族元素的化合物等。為了保持催化劑的活性，一般都采用前處理的辦法，預(yù)先除掉有毒物質(zhì)。近幾年來，含稀土元素的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的復(fù)合氧化物催化劑的研制在提高耐高溫性能等方面有所進(jìn)展。中國研制的稀土元素催化劑已用于有機(jī)廢氣的治理。
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