催化燃燒設備設計時應考慮 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度和空間。催化燃燒裝置應具有良好的保溫效果。爐體一般用鋼結構的外殼 內襯耐火材料,或用雙層夾墻結構。
2、便于清洗和更換。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。

3、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。
4、較高的轉化速度。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,以獲得較高的轉化速度。但操作溫度往往受某些條件的限制,如催化劑的耐熱溫度、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。
催化燃燒設備的大致工藝流程
1、預熱式:預熱式是 催化燃燒的較基本流程形式。有機廢氣溫度在100℃以下,濃度也較低,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,燃燒凈化后氣體在熱交換器內與未處理廢氣進行熱交換,以回收部分熱量。該工藝通常采用煤氣或電加熱升溫至催化反應所需的起燃溫度。
2、自身熱平衡式:當有機廢氣排出時溫度較高(在300℃左右),高于起燃溫度,且有機物含量較高,熱交換器回收部分凈化氣體所產生的熱量,在正常操作下能夠維持熱平衡,無需補充熱量,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。
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,使有機廢氣脫附出來成為濃縮了的高濃度有機廢氣(可濃縮10倍以上),再進行催化燃燒。此時,不需要補充熱源,就可維持正常運行。
4、對于有機廢氣催化燃燒工藝的選擇主要取決于:燃燒過程的放熱量,即廢氣中可燃物的種類和濃度;起燃溫度,即有機組分的性質及催化劑活性;熱回收率等。當回收熱量超過預熱所需熱量時,可實現自身熱平衡運轉,無需外界補充熱源,這是 較經濟的。
直接燃燒法是 投加輔助燃料與廢氣一起送入焚燒爐燃燒,直接焚燒工藝成熟,控制的溫度條件下污染物去除效率高,焚燒,但在使用過程中一般會有一下問題:
1、若焚燒含氯、溴代有機物和芳烴類物質時極易產生二惡英類強致癌物質,尤其在焚燒爐啟動和關閉過程中易產生,為避免二惡英類物質產生,須提高燃燒溫度在1200℃以上,若保持如此高的燃燒溫度不僅運轉費用高,而且對焚燒爐的要求也大大提高。
2、焚燒含氯代有機物時會產生氯化氫腐蝕問題,尤其是 在高溫狀態下,氯化氫的腐蝕性能大大增強,不僅對管道存在腐蝕,嚴重的是 會引起焚燒爐的腐蝕。
3、焚燒時存在爆炸的潛在危險,尤其是 易揮發性可燃 氣體,若達到其爆炸遇明火則有可能引起爆炸。
催化燃燒性能特點
1、用金屬鉑、鈀鍍在蜂窩陶瓷載體上作為催化劑、凈化效率高達97-99%,設備壽命長、且可再生、氣體流暢阻力??;
2、安全設施完備:阻火除塵器、泄壓孔、超溫警報等保護設施全;
3、預熱15-30分鐘全功率加熱。工作時只消耗見機功率即可,當廢氣濃度較低時,自動間歇補償加熱;
4、余熱可以返回烘道用來烘干工作,降低原烘道中消耗功率;也可供工廠其它方面熱能回用。
催化燃燒設備選型必須優化和可靠,這為達標排放奠定了基礎。因為有機廢氣的成份繁多,催化燃燒設備的品質直接影響安全運行和凈化效果。所以,環保達標排放是 第二原則。所有催化燃燒設備功能不是 全能的,凈化對象的針對性極強。因此,有機廢氣中含有顆粒物、鹵素廢氣、重金屬等化合物,對有機催化燃燒設備均有干擾,甚至破壞凈化效果。所以,在進入有機催化燃燒設備前,必須把此類化合物進行徹底的凈化除去。
有機廢氣處理工藝前處理系統,光氧催化凈化器在有機廢氣處理中通常會有顆粒物、漆霧、重金屬、鹵素化合物等混合物。因此,在有機廢氣凈化之前應把這些混合物進行嚴格凈化,以免影響后級凈化效果。前處理通常選用前處理器、水簾式凈化器、噴淋凈化器、除塵器、高效除塵器等配套凈化設備及附件。
有機廢氣通常是 易燃易爆、有毒有害氣體,在設計有機廢氣處理工藝中安全要素為原則。所以揮發性有機物的濃度安全指標必須爆炸下限1/4值以下運行。有經驗的設計師會考慮 到突發性濃度揮發。如生產商工藝配方投料失誤,生產線溫度或壓力參數異常等均要有應急控制和措施。尤其在化工行業,這個問題尤為重要。所以,選擇有豐富經驗的有機廢氣凈化顯得尤為重要。電控及自控是 有機廢氣治理工程系統的指揮中心,所以電控原理設計要簡潔、可靠。電氣元件要安全、可靠。應有良好的工作環境。
河北秀彤環保設備有限公司(http://www.xthbcj.com)主營各種除塵設備、廢氣凈化設備、活性炭凈化設備、脫硫脫硝設備、污水處理設備、UV光氧凈化設備、等離子設備、噴淋塔、油煙凈化器、漆霧過濾器、濾筒除塵器、骨架、布袋、電磁閥等系列產品。產品用于化工、鐵路機車、汽車、工程機械、煤礦機械、機加工、電器、電子、造船等眾多行業。