催化燃燒設備設計時應考慮問題

催化燃燒設備是用催化劑使廢氣中可燃物質(zhì)在較低溫度下氧化分 解的凈化方法。所以，催化燃燒又稱為催化化學轉(zhuǎn)化。由于催化劑加速了氧化分 解的歷程，大多數(shù)碳氫化合物在300~450℃的溫度時，通過催化劑就可以氧化。催化燃燒設備主要由熱交換器、燃燒室、催化反應器、熱回收系統(tǒng)和凈化煙氣的排放煙囪等部分組成，其凈化原理是：未凈化氣體在進入燃燒室以前，先經(jīng)過熱交換器被預熱后送至燃燒室，在燃燒室內(nèi)達到所要求的反應溫度，氧化反應在催化反應器中進行，凈化后煙氣經(jīng)熱交換器釋放出部分熱量，再由煙囪排入大氣。
　　與熱力燃燒法相比，催化燃燒所需的輔助燃料少，能量消耗低，設備設施的體積小。在化學反應過程中，利用催化劑降低燃燒溫度，加速氣體氧化的方法，叫做催化燃燒法。由于催化劑的載體是由多孔材料制作的，具有較大的比表面積和合適的孔徑，當加熱到300~450℃的氣體通過催化層時，氧和氣體被吸附在多孔材料表層的催化劑上，增加了氧和氣體接觸碰撞的機會，提高了活性，使氣體與氧產(chǎn)生劇烈的化學反應而生成CO2和H2O，同時產(chǎn)生熱量，從而使得氣體變成氣體。
　　催化燃燒設備人工加油潤滑裝置結(jié)構(gòu)簡單，它主要應用在一般機械設備的分散潤滑部位。人工加油潤滑，潤滑劑利用率低。一般用于低負荷、低速摩擦副的潤滑。常用的人工加油潤滑裝置已標準化。催化燃燒設備集中潤滑裝置主要用于設備上有大量潤滑點的潤滑系統(tǒng)，有間歇潤滑和連續(xù)潤滑兩種形式。集中潤滑減少了操作工人的手工勞動，提高了潤滑的性。按使用潤滑材料不同，有稀油集中潤滑裝置和干油集中潤滑裝置。潤滑系統(tǒng)因設備而異，系統(tǒng)的主要元件也已大部分實現(xiàn)了標準化，給設備潤滑系統(tǒng)的維護帶來了方便。
　　催化燃燒設備應用的反應是典型的氣—固相催化反應，其實質(zhì)是在相應溫度下，共同吸附于催化劑表面的物（VOC）與來自空氣中的氧發(fā)生催化氧反應反應，全部氧反應分離成的CO2和H2O，并釋放反應熱的過程。借助催化劑可大幅降低物的起燃溫度，進行無焰燃燒，減少預熱能耗及NOx的生成。催化燃燒處理方式是借助催化劑的催化作用對尾氣中物進行低溫高速、節(jié)能環(huán)保型的處理，從而實現(xiàn)達標排放的目的。
　　催化燃燒設備設計時應考慮以下幾方面問題：
　　一、氣流和溫度均勻分布。要使通過催化劑表面的氣流和溫度分布均勻，并火焰不直接接觸催化劑表面，燃燒室必 需具有足夠的長度和空間。催化燃燒裝置應具有良好的保溫效果。爐體一般用鋼結(jié)構(gòu)的外殼內(nèi)襯耐火材料，或用雙層夾墻結(jié)構(gòu)。
　　二、便于清洗和換。催化劑反應器一般應設計成裝卸方便的模屜結(jié)構(gòu)，便于清洗和換催化劑載體。
　　三、輔助燃料和助燃。催化燃燒一般采用氣作輔助燃料，也可用燃料油、電加熱等作輔助燃料。助燃一般用凈化后的氣體，如果凈化后的氣體不能作為助燃，則應引入空氣助燃。
　　四、較高的轉(zhuǎn)化速度。由于催化燃燒為不可逆的放熱反應，所以，無論反應進行到什么階段，都應在盡可能高的溫度下進行，以獲得較高的轉(zhuǎn)化速度。但操作溫度往往受某些條件的限制，如催化劑的耐熱溫度、高溫材料的獲得，熱能的供應，以及是否伴有副反應等。因而實際生產(chǎn)中應根據(jù)實際情況恰當?shù)剡x擇