催化燃燒設(shè)備的運(yùn)行過(guò)程和設(shè)計(jì)考慮事項(xiàng)
時(shí)間:2022-03-16 作者:富宏元環(huán)保 文章來(lái)源:本站 點(diǎn)擊:102次
分析催化燃燒設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題:
1、在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中,排放的尾氣通過(guò)引風(fēng)機(jī)進(jìn)入設(shè)備的旋轉(zhuǎn)閥,通過(guò)旋轉(zhuǎn)閥將氣體和出入口氣體分開(kāi)。
2、氣體起先通過(guò)陶瓷材料填充層(底層)預(yù)熱后發(fā)生熱量的儲(chǔ)備和熱交換,其溫度幾乎達(dá)到催化層(中層)進(jìn)行催化氧化所設(shè)定的溫度,這時(shí)其中部分污染物氧化分解。
3、廢氣繼續(xù)通過(guò)加熱區(qū)(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(shè)定溫度;其再進(jìn)入催化層完成催化氧化反應(yīng),即反應(yīng)生成CO2和H2O,并釋放大量的熱量,以達(dá)到預(yù)期的處理效果。
4、系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、自動(dòng)切換。通過(guò)旋轉(zhuǎn)閥工作,陶瓷填充層均完成加熱、冷卻、凈化的循環(huán)步驟,熱量得以回收。
5、在催化燃燒設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中,應(yīng)優(yōu)化控制手段,在廢氣進(jìn)爐膛前,盡可能除掉入口噴淋塔帶來(lái)的水分,減少水分汽化所需熱量;同時(shí),還應(yīng)優(yōu)化進(jìn)出風(fēng)時(shí)間、保持燃燒室溫度、增加閥門(mén)密封度等。
6、經(jīng)催化氧化后的氣體進(jìn)入其它的陶瓷填充層,回收熱能后通過(guò)旋轉(zhuǎn)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(jìn)氣風(fēng)管采用計(jì)量泵與蒸發(fā)器組合的方式,人為控制一些不可套用的廢溶劑的蒸發(fā),在廢氣VOC較低時(shí)增加VOC濃度,以達(dá)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(shè)備,在開(kāi)始階段需通過(guò)電加熱器將其溫度升高至反應(yīng)需要的溫度,廢氣在催化催化劑作用發(fā)生氧化放熱反應(yīng)生成H2O和CO2,分解后釋放出的熱量通過(guò)熱交換器加熱進(jìn)入催化床的廢氣,當(dāng)廢氣的濃度達(dá)到相應(yīng)的濃度時(shí),放熱和熱交換所需要熱量達(dá)到平衡,無(wú)需電加熱,通過(guò)自身平衡處理掉廢氣。上述過(guò)程可通過(guò)PLC系統(tǒng)控制柜全自動(dòng)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(guò)程中排出的廢氣。因烘干廢氣溫度和物濃度都較不錯(cuò),對(duì)分解反應(yīng)及熱量回收有利,減少設(shè)備運(yùn)行及投資費(fèi)用。
下面是催化燃燒設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的問(wèn)題:
1、便于清洗和替換。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(yīng)引入空氣助燃。
3、不錯(cuò)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(wú)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,以獲得較不錯(cuò)的轉(zhuǎn)化速度。但操作溫度往往受某些條件的限制,如催化劑的不怕熱溫度、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。
4、氣流和溫度均勻分布。要使通過(guò)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(zhǎng)度和空間。催化燃燒設(shè)備應(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)襯不怕火材料,或用雙層夾墻結(jié)構(gòu)。
催化燃燒設(shè)備主要由熱交換器、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。其凈化原理是:未凈化氣體在進(jìn)入燃燒室以前,先經(jīng)過(guò)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。
催化燃燒設(shè)備所發(fā)生的氣—固相催化反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是活性氧參與的深層氧化作用。在催化燃燒過(guò)程中,催化劑的作用是降低活化能,同時(shí)催化劑表面具有吸附作用,使得反應(yīng)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(fā)生無(wú)焰燃燒,并氧化分解為CO2和H2O,同時(shí)放出大量的熱能,從而達(dá)到除掉廢氣中不好的物質(zhì)的目的。
催化燃燒設(shè)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(shí),就可以先用吸附的手段把廢氣給吸附到吸附劑上面進(jìn)行濃縮,然后通過(guò)熱空氣吹掃,讓廢氣脫附出來(lái)成為濃縮的廢氣,然后再進(jìn)行催化燃燒。
2、自身熱平衡式:在廢氣排出的時(shí)候,溫度都是比較不錯(cuò),而且物的含量也比較不錯(cuò),在正常的操作之下能維持熱平衡,就不需要補(bǔ)充熱量,一般只要在催化燃燒反應(yīng)器當(dāng)中添加電加熱器就可以在起燃時(shí)使用。
3、預(yù)熱式:預(yù)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(jìn)入到反應(yīng)器之前,就先要在預(yù)熱室里加熱升溫,燃燒凈化之后的氣體就會(huì)在熱交換器內(nèi)部與未處理廢氣進(jìn)行熱交換,從而回收一些部分熱量。