催化燃烧设备的原理工艺和处理注意事项

发布时间：2019-06-12

催化燃烧设备的使用越来越频繁，这一点早已不是什么秘密。这是因为现今废气处理技术中，主要有燃烧、冷凝、吸附、膜处理技术等。除燃烧技术外，其它处理方法主要适合于物种较单一、废气工况较稳定的场合，而且可适用工况范围均较小。但是大多数工业废气存在物种复杂、工况波动大，回收价值不高的问题，对于这一类尾气较适合采用燃烧技术。另外，与普通的热力焚烧处理技术相比，催化燃烧技术具有很多优点，据市场分析数据，催化燃烧技术在废气环保处理技术中已占50～60%之多，成为主流成熟的废气处理技术。

催化燃烧过程的燃烧过程是在催化燃烧设备进行。废气通过热交换器预热至200～400℃，然后进入燃烧室。当它通过催化剂床时，混合气体中的烃分子和氧分子分别吸附在催化剂表面上并活化。由于表面吸附降低了反应的活化能，碳氢化合物和氧分子在较低温度下被氧化，产生二氧化碳和水。催化剂燃烧反应的关键是选择合适的催化剂。催化剂的需求：高活动，尤其是低温活性好，所以开始的时候温度尽可能低。燃烧是一种放热反应，释放大量的热量可使催化剂表面达到500～1000摄氏度，而且催化剂易熔化，活性降低，因此要求催化剂能够承受高温。

用于催化燃烧的催化剂可分为1：1贵金属：铂、钯、钌等。贵金属催化剂具有较高的活性和氧化容易回收，等等，虽然有稀缺资源，昂贵的和糟糕的抗毒性缺点，但仍然是世界上主要的催化剂。非贵金属：过渡元素氧化物和稀土元素氧化物。单组分氧化物，如氧化铜(CuO)和氧化镍(NIO)。单组分氧化物的耐热性差，活性低，限制了其应用。后切换到两个或两个以上的金属氧化物的混合物，如二氧化锰-氧化铜(3：2)化合物，三氧化二铁-铬酸复杂，铜氧化物、三氧化铬复杂，尖晶石复杂钴、锰、铜、锰、镍、锌铬酸盐等。虽然复合氧化物可以   某些催化性能，但氧化活性仍低于贵金属。此外，还存在钍、镍、钼、硫化钴等金属硫化物。一般只适用于这类催化剂催化燃烧的碳氢化合物，硫、使用温度限制在300~400℃，高温，容易分解。

催化燃烧设备原理及工艺

根据废气的预热方式及富集方式，催化燃烧工艺流程可分为3种：

1、预热式。

预热式是催化燃烧的基本的流程形式，废气温度在100℃以下、浓度也较低时，热量不能自给，因此在进入反应器前需要在预热室加热升温。通常采用煤气或电加热将废气升温至催化反应所需的起燃温度；燃烧净化后的气体在热交换器内与未处理的废气进行热交换，以回收部分热量。

2、自身热平衡式。

废气温度高且物含量较高，通常只需要在催化燃烧反应器中设置电加热器供起燃时使用，通过热交换器回收部分净化气体所产生的热量，正常操作下就能够维持热平衡，不需要补充热量。

3、吸附-催化燃烧。

当废气的流量大、浓度低、温度低、采用催化燃烧需消耗大量的燃料时，可先采用吸附手段将废气吸附于吸附剂上并进行浓缩，然后通过热空气吹扫，使废气脱附成为废气(可浓缩10倍以上)后再进行催化燃烧。不需要补充热源就可以维持正常运行。

催化燃烧设备设计时应考虑以下几方面问题

1、辅助燃料和助燃。催化燃烧一般采用   气作辅助燃料，也可用燃料油、电加热等作辅助燃料。助燃一般用净化后的气体，如果净化后的气体不能作为助燃，则应引入空气助燃。

2、气流和温度均匀分布。要使通过催化剂表面的气流和温度分布均匀，并火焰不直接接触催化剂表面，燃烧室   具有足够的长度和空间。催化燃烧设备应具有良好的保温效果。炉体一般用钢结构的外壳内衬耐火材料，或用双层夹墙结构。

3、较高的转化速度。由于催化燃烧为不可逆的放热反应，所以，无论反应进行到什么阶段，都应在尽可能高的温度下进行，以获得较高的转化速度。但操作温度往往受某些条件的限制，如催化剂的耐热温度、高温材料的获得，热能的供应，以及是否伴有副反应等。因而实际生产中应根据实际情况恰当地选择。

4、便于清洗和换。催化剂反应器一般应设计成装卸方便的模屉结构，便于清洗和换催化剂载体。

催化燃烧处理注意事项

1、废气成分中，不能含有下列物质；有高粘性的油脂类。如磷、铋、砷、锑、汞、铅、锡；的粉尘；

2、设备选型时，注明废气的成分、浓度及出口温度；

3、设备安装场所无腐蚀性气体，并有良好的防雨措施；

4、设备所需电源为：三相交流380V频率50Hz；