催化燃燒是利用催化劑在低溫下氧化分解廢氣中可燃物質(zhì)的凈化方法。因此，催化燃燒也稱為催化化學(xué)轉(zhuǎn)化。由于催化劑加速了氧化分解過程，在300~450℃時(shí)，大部分碳?xì)浠衔锟梢员淮呋瘎?氧化。與熱燃燒法相比，催化燃燒所需的輔助燃料更少，能耗更低，設(shè)備設(shè)施更小。但由于所用催化劑中毒、催化劑床層更換、清洗成本高等原因，影響了該方法在工業(yè)生產(chǎn)中的推廣應(yīng)用。
在化學(xué)反應(yīng)過程中，利用催化燃燒降低燃燒溫度，加速有毒有害氣體*氧化的方法稱為催化燃燒法。由于催化劑的載體由多孔材料制成，因此具有較大的比表面積和合適的孔徑。當(dāng)加熱到300~450℃的有機(jī)氣體通過催化層時(shí)，氧氣和有機(jī)氣體被吸附在多孔材料表面的催化劑上，增加了氧氣和有機(jī)氣體接觸碰撞的機(jī)會(huì)，提高了活性，使有機(jī)氣體和氧氣發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)生成co2和h2o，同時(shí)產(chǎn)生熱量，從而使有機(jī)氣體變得無(wú)毒無(wú)害。
催化燃燒裝置主要由換熱器、燃燒室、催化反應(yīng)器、熱回收系統(tǒng)和凈化煙氣的排氣煙囪組成，凈化原理是:未凈化的氣體在進(jìn)入燃燒室之前，經(jīng)過換熱器預(yù)熱后送入燃燒室，在燃燒室中達(dá)到所需的反應(yīng)溫度。氧化反應(yīng)在催化反應(yīng)器中進(jìn)行，凈化后的煙氣通過換熱器釋放部分熱量，然后通過煙囪排入大氣。
催化燃燒裝置的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面:
氣流和溫度的均勻分布。為了使穿過催化劑表面的氣流和溫度分布均勻，并確保火焰不直接接觸催化劑表面，燃燒室須有足夠的長(zhǎng)度和空間。催化燃燒裝置應(yīng)具有良好的保溫效果。爐體一般由內(nèi)襯耐火材料的鋼殼制成，或采用雙層夾芯墻結(jié)構(gòu)。易于清潔和更換。催化劑反應(yīng)器一般應(yīng)設(shè)計(jì)成便于裝卸的抽屜式結(jié)構(gòu)，便于清洗和更換催化劑載體。
輔助燃料和燃燒。天然氣一般在催化燃燒中作為輔助燃料，燃油和電加熱也可以作為輔助燃料。通常，凈化氣體用于助燃。如果凈化氣體不能用作助燃物，應(yīng)引入空氣進(jìn)行助燃。更高的轉(zhuǎn)化速度。因?yàn)榇呋紵遣豢赡娴姆艧岱磻?yīng)，無(wú)論反應(yīng)進(jìn)行到什么階段，都應(yīng)該在盡可能高的溫度下進(jìn)行，以獲得更高的轉(zhuǎn)化率。然而，操作溫度往往受到一些條件的限制，例如催化劑的耐熱溫度、高溫材料的獲取、熱能的供應(yīng)以及是否伴有副反應(yīng)。因此，在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x擇。
關(guān)鍵詞：催化劑 換熱器