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催化燃烧设备的废气处理和应用过程

2021-12-16 17:43:09
作者:百瑞兴环保

催化燃烧设备在不同的排放场合和不同的废气,有不同的工艺流程。但不论采取哪种工艺流程,都由如下工艺单元组成。

一、废气预处理:为了避免催化剂床层的堵塞和催化剂中毒,废气在进入床层之前须进行预处理,以除去废气中的粉尘、液滴及催化剂的毒物。

二、催化燃烧设备一般采用固定床催化反应器。反应器的设计按规范进行,应便在定做催化焚烧设备时,如果有环保改造方案要求的,需要把相关数据供给一下,有些废气的治理需要辅助设备配套处理,才能达到排放要求。

三、预热装置:预热装置包括废气预热装置和催化剂燃烧器预热装置。因为催化剂都有一个催化活性温度,对催化燃烧来说称催化剂起燃温度,须使废气和床层的温度达到起燃温度才能进行催化燃烧,因此,须设置预热装置。但对于排出的废气本身温度就较不错的场合,如漆包线、绝缘材料、烤漆等烘干排气,温度可达300℃以上,则不必设置预热装置。

催化燃烧设备也叫燃烧装置,其实就是用来处理废气的一种设备。该设备主要由:燃烧室、催化反应设备、热交换装置、热回收系统和烟气排放设备等部分构成。该设备是需要借助催化剂的,从而才能将有用废气在较低的起燃温度下进行无焰燃烧,其工作原理和流程可以分为以下三种。

一、自身热平衡:

有用废气温度比较不错而且有用物含量也是比较不错的,在通常情况下,只需要在催化燃烧设备的燃烧室中,用电加热器起燃,然后再由交换器进行回收部分净化过的气体所产生的热量。这种工艺的好处是在正常操作下就可以维持住热平衡,不需要额外的补充热量。

二、预热式:

这种属于比较基本的工艺流程,由于催化剂都有一个主要原理:有用废气的温度在100℃以下并且浓度较低的情况下,这种情况下热量一般是不能自给的,因此需要在进入反应器之前,需要在预热室内对其进行加热和升温。一般所采用的预热方式主要有:煤气或电加热,这二种方式可以将废气升温到催化反应所需要的起燃温度,从而达到燃烧氧化分解目的,燃烧氧化后的气体在热交换器内和没有处理的废气进行热交换,从而可以回收部分热量。

三、吸附:

这种方式主要用来处理低浓度、低温度、大流量的有用废气。这种废气当采用催化燃烧来进行处理时需要消耗掉大量的燃料,通常从处理节约燃料角度来考虑,可以采用吸附的方式将废气吸附到吸附剂,比如,我们所熟知的活性炭等。吸附后进行浓缩,再通过热空气吹扫,使其脱附变成浓度较不错的气体后再进行燃烧分解,这种方式也是不需要额外的补充热量可以正常的运行。

催化燃烧设备作为一种治理有用废气污染的手段,在我国取得了相当大的成效。但是,在催化燃烧设备的设计、加工、应用过程中,还存在一些潜在的不稳定因素、事故隐患,严重时装置将发生火灾和爆炸。为此,我国应统一制定关于催化燃烧治理有用废气的浓度控制标准或设计规范。除上述因素外,从技术角度考虑,以下几点不稳定因素也值得注意:

一、有用气体的爆炸下限与温度有关。通常,温度愈高,反应速度愈快,爆炸限度范围愈大。当进入催化燃烧设备的有用废气浓度过大时,催化燃烧设备的温度将会升高,加之自前国产催化燃烧设备均未设置废气浓度检测和控制设备,而温度升高后的有用废气的爆炸下限值将比手册给出的值要小,再加上装置中有用废气成分混合的不均匀性,在局部区域可能超过高温条件下废气的真实爆炸下限,则有爆炸的危险。

二、一般来讲,大多数有用废气中的有用成份在同样爆炸下限浓度下,所含的燃烧热值可视为相同值,每1%的爆炸下限值约含热值1868千焦/牛·米勺如果全部燃烧,即热值全部用于使废气本身升温,则1%的爆炸下限值的废气燃烧可使废气升温15.3℃;当废气浓度达到25%的爆炸下限值时,可使废气本身温度升高。