催化燃烧设备的适用范围与作业原理

随着工业发展，我国环境问题也慢慢暴露处理。空气污染俨然已成为代表性的问题之一。工业废气是空气污染物的主要来源。废气中难处理的就是废气。废气给人带来的伤害是很大的，它能给人的呼吸、血液等系统和器官造成暂时性和病变，其中苯系类为严重，它能使人体直接致癌，危害很大。为此，各国颁布了相应的法令，限制该类气体的排放。我国于97年颁布并实施的《大气污染综合排放标准》，限定33种污染物的排放限值，其中包括苯、甲苯、二甲苯等挥发性废气。

在现代工业发达的，废气排放量增加，其治理问题渐渐为人们所重视。废气种类多，往往组成复杂、浓度呈无规律的变化，这就给治理带来了难度。近年来，有关居住区居民对废气的污染问题投诉越来越多。因此，寻求废气处理技术已经迫在眉睫。

催化燃烧设备的特色：起燃温度低，节省能源废气催化燃烧与直接燃烧比较，具有起燃温度低，能耗也小的明显特色。在某些情况下，到达起燃温度后便无需外界供热。催化燃烧设备催化剂的主要功能指标：在空速较不错，温度较低的条件下，废气的燃烧反响转化率挨近1，标明该催化剂的活性较不错。催化剂的活性分诱导活化、安稳、变老失活3个阶段，有的运用限期，工业上有用催化剂的寿命一般在2年以上。运用期的长短与好活性结构的安稳性有关，而安稳性取决于不怕热、抗毒的才能。催化燃烧设备对催化燃烧所用催化剂则要求具有较不错的不怕热和抗毒的功能。废气的催化燃烧一般不会在很严厉的操作条件下进行，这是因为废气的浓度、流量、成分等往往不安稳，因此要求催化剂具有较宽的操作条件适应性。催化燃烧工艺的操作空速大，气流对催化剂的冲击力较不错，一起因为床层温度会升降，构成热胀冷缩，易使催化剂载体决裂，因此催化剂要具有大的机械强度和杰出的抗热胀冷缩功能。

催化燃烧是用催化剂使废气中可燃物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。

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。

在化学反应过程中，利用催化剂降低燃烧温度，加速不好的不好的气体氧化的方法，叫做催化燃烧法。由于催化剂的载体是由多孔材料制作的，具有大的比表面积和适当的孔径，当加热到300~450℃的气体通过催化层时，氧和气体被吸附在多孔材料表层的催化剂上，增加了氧和气体接触碰撞的机会，提升了活性，使气体与氧产生剧烈的化学反应而生成CO2和H2O，同时产生热量，从而使得气体变成没有危害气体。

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。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。

催化燃烧设备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，并确定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不怕火材料，或用双层夹墙结构。

2、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。

3、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。

4、较不错的转化速度。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，以获得较不错的转化速度。但操作温度往往受某些条件的限制，如催化剂的不怕热温度、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。