RCO催化燃燒設(shè)備的催化原理及裝置組成

 

(1)催化劑定義催化劑是一種能夠提高化學(xué)反應(yīng)速率、控制反應(yīng)方向并在反應(yīng)前后保持其化學(xué)性質(zhì)不變的物質(zhì)。

 

(2)催化機理催化機理是一個非常復(fù)雜的問題，這里只簡單介紹一下。在一個化學(xué)反應(yīng)過程中，催化劑的加入并不能改變原來的化學(xué)平衡，只能改變化學(xué)反應(yīng)的速度，而催化劑本身的性質(zhì)在反應(yīng)前后并沒有改變。那么，催化劑是如何加速反應(yīng)的呢？既然反應(yīng)前后催化劑沒有變化，那么催化劑是否參與了反應(yīng)？事實上，催化劑本身參與了反應(yīng)，改變了反應(yīng)的原始方式，降低了反應(yīng)的活化能，加快了反應(yīng)速度。比如反應(yīng)A+B→C是中間活性粘結(jié)劑(AB)轉(zhuǎn)變形成的，即A+B→[AB]→C反應(yīng)速度慢。加入催化劑K，反應(yīng)可以從簡單的方式實現(xiàn):A+B+2K→[AK]+[BK]→[CK]+K→C+2K，不再需要從[AB]到C的轉(zhuǎn)變，從而加快了反應(yīng)速度，而催化劑并不改變其性質(zhì)。

 

(3)催化燃燒過程由不同的排放場合和不同的廢氣組成，有不同的工藝流程。但無論采用哪種工藝流程，都是由以下工藝單元組成。

 

①廢氣預(yù)處理為了避免催化劑床層堵塞和催化劑中毒，廢氣進入床層前必須進行預(yù)處理，以去除廢氣中的粉塵、液滴和催化劑毒物。

 

②預(yù)熱裝置預(yù)熱裝置包括廢氣預(yù)熱裝置和催化劑燃燒器預(yù)熱裝置。因為所有的催化劑都有一個催化活性溫度，這就是催化燃燒的催化劑起燃溫度，廢氣和床層的溫度必須達(dá)到起燃溫度才能進行催化燃燒。因此，必須設(shè)置預(yù)熱裝置。但對于廢氣本身溫度較高的場合，如漆包線、***緣材料、烤漆等，溫度可以達(dá)到300℃以上，所以沒有必要設(shè)置預(yù)熱裝置。

 

預(yù)熱裝置加熱的熱氣可采用換熱器和床內(nèi)布管的方式。煙氣或電加熱可作為預(yù)熱器的熱源，目前電加熱應(yīng)用廣泛。當(dāng)催化反應(yīng)開始時，廢氣可以盡可能地用回收的反應(yīng)熱預(yù)熱。反應(yīng)熱高時，應(yīng)設(shè)置余熱回收裝置，以節(jié)約能源。

 

預(yù)熱后廢氣的熱源溫度一般超過催化劑的活性溫度。為了保護催化劑，加熱裝置應(yīng)與催化燃燒裝置保持一定的距離，這也可以使廢氣溫度分布均勻。

 

從預(yù)熱的需要出發(fā)，催化燃燒法***適合連續(xù)排氣凈化。如果排氣是間歇性的，不僅每次預(yù)熱都需要能耗，而且反應(yīng)熱無法回收，會造成很***的能源浪費。這一點在設(shè)計選型時要注意。

 

③催化燃燒裝置一般采用固定床催化反應(yīng)器。反應(yīng)器應(yīng)按規(guī)范設(shè)計，便于操作、維護和催化劑的裝卸。

 

在催化燃燒的工藝設(shè)計中，應(yīng)根據(jù)具體情況設(shè)計構(gòu)件施工工藝，對于氣體處理能力***的場合，即預(yù)熱器和反應(yīng)器應(yīng)***立安裝，并通過管道相互連接。在氣體處理量較小的情況下，可以采用催化焚燒爐將預(yù)熱和反應(yīng)結(jié)合起來，但要注意預(yù)熱段和反應(yīng)段的距離。

 

在有機廢氣的催化燃燒中，待處理的有機廢氣在高溫下與空氣混合時容易爆炸，因此安全問題非常重要。因此，一方面必須控制有機物與空氣的混合比在爆炸下限；另一方面，催化燃燒系統(tǒng)應(yīng)配備監(jiān)控報警裝置和防爆措施。