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根據(jù)廢氣的預熱方式及富集方式,催化燃燒工藝流程可分為 3 種。
(1) 預熱式催化燃燒。預熱式是催化燃燒的基本流程形式。有機廢氣溫度在100℃以下、濃度也較低時,熱量不能自給,因此在進入反應器前需要在預熱室加熱升溫。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)與未處理的廢氣進行熱交換,以回收部分熱量。
(2) 自身熱平衡式催化燃燒。有機廢氣溫度高且有機物含量較高,通常只需要在催化燃燒反應器中設置電加熱器供起燃時使用,通過熱交換器回收部分凈化氣體所產(chǎn)生的熱量,正常操作下能夠維持熱平衡,不需補充熱量。
(3) 吸附-催化燃燒。當有機廢氣的流量大、濃度低、溫度低 , 采用催化燃燒需消耗大量燃料時,可先采用吸附手段將有機廢氣吸附于吸附劑上進行濃縮,然后通過熱空氣吹掃,使有機廢氣脫附成為高濃度有機廢氣(可濃縮10倍以上)后再進行催化燃燒。不需要補充熱源就可維持正常運行。
催化燃燒過程
在化學反應過程中,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)生劇烈的化學反應而生成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。
催化燃燒裝置主要由熱交換器、燃燒室、催化反應器、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:未凈化氣體在進入燃燒室以前,先經(jīng)過熱交換器被預熱后送至燃燒室,在燃燒室內(nèi)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(jīng)熱交換器釋放出部分熱量,再由煙囪排入大氣。
催化燃燒和直接燃燒的的區(qū)別
催化燃燒,顧名思義就是借助催化劑可使有機廢氣在較低的起燃溫度條件下,發(fā)生無焰燃燒,同時放出大量熱。
催化燃燒與直接燃燒凈化法一樣,均屬于熱力破壞法,其機理都是氧化和熱裂解、熱分解廢氣中的有機成分,分解為無毒的二氧化碳和水。但對處理高濃度的有機廢氣,通常認為催化分解是較為理想的方法。其原因是催化燃燒的溫度要比熱焚燒的溫度低得多,而且、能耗低、壓降小、所需設備體積小,避免產(chǎn)生氮氧化物。
催化燃燒系統(tǒng)原理根據(jù)吸附()和催化燃燒(節(jié)能)的兩個基本原則設 計,采用雙氣路連續(xù)工作,一個催化燃燒室,兩個吸附床。現(xiàn)將有機 廢氣用活性炭吸附,當快達到飽和時停止吸附,然后用熱氣流將有機 物從活性炭上吸附下來使活性炭再生;脫附下來的有機物已被濃縮( 濃度較原來提高幾十倍)并送往催化燃燒室催化燃燒成二氧化碳及水 蒸氣排出。