深圳催化燃烧废气处理：基于废气处理催化燃烧法的催化原理及装置组成介绍

废气处理催化燃烧法一、催化原理和装置组成1、催化剂定义催化剂是一种可以增加化学反应速率，控制反应方向并且不改变其化学性质的物质。反应前后的性质。 2、催化机理催化机理是一个非常复杂的问题，这里仅作简要介绍。在化学反应过程中，催化剂的添加不能改变原始的化学平衡，仅改变化学反应的速度，并且催化剂本身的性质在反应之前和之后都不会改变。那么，催化剂如何加←快反应速度呢？由于催化剂在反应前后没有变化，因此催化剂是否参与了▓反应？实际上，催化剂本身参与了反应，正是由于催化剂的参与，反应改变了原来的方式，降低了反应的活化能，从而加快了反应速度。例如，反应A + B→C是通过中间活性组合（AB）的转变形成的，即：A + B→[AB]→C，反应速度较慢。当添加催化剂K时，可以通过简单的方式实现反应：A + B + 2K→[AK] + [BK]→[CK] + K→C + 2K，从[AB]到C的转变是不再需要。 ，从而加快了反应速度，并且催化剂不改变性能。 3、催化燃烧的过程组成不同的排放场合和不同的废气具有不同的过程流量。但是，无论采用哪种处理，它都由以下处理单元组成。 ①废气预处理为避免堵塞催化剂床层和催化剂中毒，必须在进入床层●之前对废气进行预处理，以除去废气中的灰尘，液滴和催化剂毒物。

②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。由于催化剂具有催化活性温度，因此称为催化燃烧的催化剂起燃温度。废气和床的温度必须达到起燃温度才能进行催化燃烧。因此，必须安装预热装置。但是，对于漆包线，绝缘材料，烤漆和其他干燥废气等废气本身温度较高的情况，温度可以达到300°C或更高，因此无需设置预热装置。由预热装置加热的热空气可以采用床内换热和管道布置的方法。预热器的热源可以是烟气或电加热，目前更普遍使用电加热。当催化反应开始时，回收的反应热可用于尽可能多地预热废气。在反应热较大的地方，还应安装废热回收装置以节省能源。用＠于预热废气的热源的温度通常超过催化剂的活化温度。为了保护催化剂，加热装置应与催化燃烧装置保持一定距离，以使废气温度均匀分布。从预热的角度出发，催化燃烧方法最适合于连续排气的净化。如果排气是间歇性的，则每次预热不仅需要能量，而且反应热不能被回收，这将导致大量的能量浪费。设计〒和选择时应注意这一点。 ③催化燃烧装置一般采用固定床催化反应器。反应器的设计根据规范进行，并且应易于操作和维护，并有利于催化剂的装载和卸载。在设计催化燃烧过程时，要根据具体情况，针对处理气体量较大的场合，设计组件制造过程，即预热器和反应器分别安装，并在两者之间连接管路。

在处理气体量较小的情况下，可以使用催化焚烧炉（见图16-1 3)）将预热和反应结合起来，但要注意预热段和反应段之间的距离。催化燃烧过程热平衡：催化燃烧是放热反应，释放的热量取决于有机物的类型和含量。依靠废气燃烧的反应热来维持连续的催化燃烧过程是最经济的操作方法，是否可以通过自热来维持。系统的正常反应取决于燃烧过程的放热，催化剂的起燃温度，热☆回收率和废气的初始温度。以含甲苯废气的净化为例，假设三种废气中的甲苯含量为200 0、 100 0、 500 mg / m3，相应的催化剂着火温度为20 0、 25 0、 300℃，废气的初始温度为3 0、 150℃，换热器的效率和补充能量的需要的关系如表2所示（表中t 1、 t 2、 t 3、 t 4、 t5表示废气的初始温度，通过热交换器进行预热后的温度，进入催化床的温度以及催化床的温度和在通过换热器进行热交换后排出纯净气体。从表2可以看出，热交换器的效率越高，催化剂的着火温度越低，实现自热的排气的初始温度越高。操作的可能性越大。而且大约/ m3的有机残留物在工业有机废气中很常见，只要热交换器的热交换效率达到50％到60％，该热交换器就可以用来回收燃烧反应热以保持进展。催化燃烧系统。

催化燃烧法的优点1.可以降低有机废气的初始燃烧温度。例如，甲醇和甲醛在室温下在◥氧化铝负载的Pt催化剂（Pt /）的作用下开始燃烧，而直接燃烧的初始燃烧点通常为300-600°C。 2.燃烧不受碳氢化合物浓ぷ度的限制。 3.基本上不会造成二次污染。 4，设备相对简单，投资少，效果快。无论煤炭是用于发电，供热还是用于蒸汽，使用煤炭的主要设备都是锅炉。在我国的大中城市，小型锅炉通常用于取暖，而小型茶炉则用于提※供开水。这样，成千上万的小烟囱都直指天空，随时散发出黑烟，污染了天空。因此，科学家提出，应对空气污染的处理应从锅炉开始。 废气处理催化燃烧净化塔在催化剂的作用下，使有机废气中的碳氢化合物在较低的温度下迅速氧化成水和二氧化碳。催化燃烧法处理工业有机废气是一种在1940年代后期出现的技术。自1949年美国开发出世界上第一台催化燃烧装置以来催化燃烧废气处理，该技术已广泛应用于油漆，橡胶加工，塑料加工催化燃烧废气处理，树脂加工，皮革加工深圳废水处理工程，食品工业和铸造行业。汽车尾气净化等方面。 1973年，中国开始使用催化燃烧法处理漆包线干燥炉排放的有机废气，然后在绝缘材料，印刷工业等方面进行了研究，因此催化燃烧法得到了广泛的应用。

催化燃烧过程：1、吸附过程吸附是一种传质过程，其中气体与固体结合。气体（吸附剂）进入固体（吸附剂）的孔，但不进入其晶格。吸附过程可以是物理过程或化学过程。物理吸附主要是由于范德华力吸引，并且通常没有选择性。在吸附过程中没有电子转移，也没有化学键的形成或破坏。化学吸附实际上是具有选择性的化学反应。在化学吸附过程中，气体与固体表面之间发生化学反应。最常用的吸附剂是活性炭，分子筛，硅胶和活性氧化铝。这些吸附剂经过处理后具有较大的表面积，可以有效地吸附碳氢化合物和其他污染物。其缺点是对水的优先选择吸附。在一定的高温下，所有吸附剂都会发生变化。在这些温度下，其吸附能力非常弱。可以释放污染物，从而可以》再生吸附剂的活性。该过程称为解吸。为了＠ 连续操作，通常提供两个或更多个吸附床。当一个或几个吸附床吸附时，另一或几个吸附床被再生。在吸附过程中，收集的污染物被保留在吸附床上。只要吸附床有足够的容量，污染物就不会被释放。但是，当吸附床中的污染物浓度达到饱和时，污染物便开始释放。这种现象称为突破。饱和吸附床需要再生。通常，加热的气体用于解吸吸附床。一方面，吸附床被活化，另一方面，污染物被释放出来，以进行回收或分解。

2、燃烧过程当气流中的污染物可以被氧化时，燃烧是一项彻底的污染控制程序。碳氢化合物属于此类污染物。燃烧可分为直接火焰燃烧和催化燃烧。燃烧是指在氧气和热量的作用下，碳氢化合物转化为水和二氧化碳。反应方程式如下：+（n + m / 2） O2 = nCO2 + H2O +热在燃烧过程中，气体流量和有机物负荷是选择燃烧技术的重要参数。低爆炸极限（LEL）或低易燃极限（LFL）。气流的低爆炸极限是气体可自燃的最低有机浓度（100％LEL）。美国消防协会规定，气流的LEL不能超过50％当LEL超过25％时，应安装可燃气体监测装置▃，另一个要考虑的因素是气流的能量密度。空气流量必须大于3. 7MJ / m3，气体在点火后可以自行维持燃烧，否则需要提供辅助燃料，另外，考虑燃烧后不产生有毒副产品能量值较低的气体tha n 3. 7MJ / m3可以使用催化剂来帮助氧化和燃烧。经常使用的活性催化剂是铂或钯化合物，并且陶瓷用作活性催化剂。载体。催化剂的使用可以降低燃烧温度并节省运行成本，但是主要缺点是痕量的硫和铅化合物会毒化催化剂，而且特定的催化剂对每种有机污染物的催化燃烧效果也不同。去除某些有机污染物可能无效。

在燃烧过程中，为了节省能量，通常利用燃烧所使用或产生的热量。利用方法包括热交换和热回收。热交换方法是利用热交换器在燃烧后在高温气体和低温气体（需要热源的进气或其他气ξ流）之间传递热能，而热回收方法是利用热量存储设备直接与气流交换进行热交换，因此热利用效率更高。不同燃烧过程的组合形成了四种基本燃烧过程方法：催化燃烧（热交换），直接燃烧（热交换），再生催化燃烧（RCO）和再生燃烧（RTO）。在此基础上，还形成了流道富集燃烧，陶瓷过滤器等方法。