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沸石转轮催化燃烧为无焰燃烧,因此适用于稳定性要求高的场合,如以H2和O2为原料的燃料电池、用汽油或酒精为原料的怀炉(催化剂为浸Pt石棉)等。如化工NOx的烟雾,可加燃料到烟雾中,通过负载型铂和钯催化剂,催化燃烧使NOx转化为N2气。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。
下面,讲解一下沸石转轮催化燃烧设备工作速率的提升方法:
一、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。
二、辅助燃料和助燃。催化燃烧一般采用自然气作辅助燃料,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。
三、便于清洗和替换。催化剂反应器一般应设计成装卸方便的模屉结构,便于清洗和替换催化剂载体。
四、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。
沸石转轮催化燃烧的气体要经过预处理,除去粉尘、液滴及组分,避免催化床层的堵塞和催化剂的中毒。废气进行催化床层的气体温度要达到所用催化剂的起燃温度,催化反应才能进行。因此对于低于起燃温度的进气,要进行预热使其达到起燃温度。特别是开车时,对冷时气进行预热,因此催化燃烧法适于连续排气的净化,经开车时对进气预热后,即可利用燃烧尾气的热量预热气体。催化燃烧反应放出大量的反应热,因此燃烧尾气温度很高,对这部分热量回收。
沸石转轮催化燃烧的催化燃烧工艺被普遍应用于涂装、印刷、机电、家电、制鞋、塑料及各种化工车间里挥发或泄漏出的废气的净化及臭味的除掉等工程项目当中,适用于较低浓度(50~1000ppm)的、不宜采用直接燃烧或催化燃烧法和吸附回收法处理的废气治理的。
沸石转轮催化燃烧主要适用于处理常温、大风量、中低浓度、易挥发的废气,可处理溶剂种类包括苯类、酮类、酯类、醛类、醚类、烷类及其混合气体。先废气经干式过滤器去掉部分粉尘颗粒物。然后将符合吸附条件的废气送入活性炭吸附箱进行吸附净化,净化后的洁净气体由主排风机排入大气中。吸附装置配有备用吸附箱1套,当活性炭吸附饱和后通过控制阀门切换至催化燃烧脱附状态;脱附系统采用在线脱附(也可采用离线脱附),即吸附过程为连续式处理工艺,在备用吸附装置投入使用同时,饱和吸附箱则进行脱附工作,脱附后活性炭箱预备至下次循环使用。
催化燃烧设备的吸附过程,由于固体表面上存在着未平衡和未饱和的分子引力或化学键力,因此当此固体表面与气体接触时,就能吸引气体分子,使其浓聚并保持在固体表面,此现象称为吸附。利用固体表面的吸附能力,使废气与大表面的多孔性固体物质相接触,废气中的污染物被吸附在固体表面上,使其与气体混合物分离,达到净化目的。废气经空气过滤器除去微小悬浮颗粒后,进入吸附罐顶部,经过罐内活性碳吸附后,除去成分,符合排放标准的净化气体,经风机排出室外。
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