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活性炭吸附催化燃烧设备

活性炭吸附催化燃烧设备

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活性炭吸附催化燃烧设备


催化剂的类型及性能要求,目前主要研究的催化剂基本上有两大类:一类为贵金属催化剂,这类催化剂的活性和稳定性好,技术较为成熟,但由于贵金属价格高,资源短缺,所以,未能将其产业化;另一类为非金属催化剂,主要集中在过渡金属氧化物催化剂、复氧化物催化剂(钙钛型复氧化物和尖晶石型复氧化物)的研究方面。目前,寻找来源丰富、价格低廉、性能相当的非贵金属催化剂,以替代传统的贵金属催化剂用于催化燃烧过程已成为了研究的一个重要方向。

催化燃烧是用催化剂使废气中质在较低温度下氧化分解的净化方法。所以,催化燃烧又称为催化化学转化。由于催化剂加速了氧化分解的历程,大多数碳氢化合物在300~450℃的温度时,通过催化剂就可以氧化完全。与热力燃烧法相比,催化燃烧所需的辅助燃料少,能量消耗低,设备设施的体积小。但是,由于使用的催化剂的中毒、催化床层的更换和清洁费用高等问题,影响了这种方法在工业生产过程中的推广和应用。

催化燃烧装置主要由热交换器、燃烧室、催化反应器、热回收系统和净化烟气的排放烟囱等部分组成,如右图所示。其净化原理是:未净化气体在进入燃烧室以前,先经过热交换器被预热后送至燃烧室,在燃烧室内达到所要求的反应温度,氧化反应在催化反应器中进行,净化后烟气经热交换器释放出部分热量,再由烟囱排入大气。

催化燃烧装置设计时应考虑以下几方面问题:

1、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,并保证火焰不直接接触催化剂表面,燃烧室必需具有足够的长度和空间。催化燃烧装置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。

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

3、辅助燃料和助燃。催化燃烧一般采用天然气作辅助燃料,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。催化剂是催化燃烧法的核心,一种好的催化剂必须具备催化活性高、热稳定性好、强度高、寿命长等特性。

4、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。


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