催化燃燒一體機(jī)的應(yīng)用及工藝流程
催化燃燒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(xué)轉(zhuǎn)化。由于催化劑加速了氧化分解的歷程，大多數(shù)碳?xì)浠衔镌?/span>300~450℃的溫度時(shí)，通過(guò)催化劑就可以氧化。
催化燃燒一體機(jī)主要由熱交換器、燃燒室、催化反應(yīng)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(jìn)入燃燒室以前，先經(jīng)過(guò)熱交換器被預(yù)熱后送至燃燒室，在燃燒室內(nèi)達(dá)到所要求的反應(yīng)溫度，氧化反應(yīng)在催化反應(yīng)器中進(jìn)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。
催化燃燒一體機(jī)主要可以應(yīng)用于以下幾個(gè)方便：
一、用于有機(jī)溶劑的凈化處理如：苯類、醇類、酯類、酚類、醚類、烷類等混合性有機(jī)廢氣；
二、適用于漆包線、機(jī)械、電機(jī)、化工、儀表、汽車、發(fā)動(dòng)機(jī)、塑料、電器等行業(yè)的有機(jī)廢氣凈化；
三、適用于各種烘道、印刷油墨、電機(jī)絕緣處理等烘干流水線等。
下面我們來(lái)了解一下催化燃燒一體機(jī)大致的工藝流程：
一、預(yù)熱式：預(yù)熱式是催化燃燒的基本流程形式。有機(jī)廢氣溫度在100℃以下，濃度也較低，熱量不能自給，因此在進(jìn)入反應(yīng)器前需要在預(yù)熱室加熱升溫，燃燒凈化后氣體在熱交換器內(nèi)與未處理廢氣進(jìn)行熱交換，以回收部分熱量。該工藝通常采用煤氣或電加熱升溫至催化反應(yīng)所需的起燃溫度。
二、自身熱平衡式：當(dāng)有機(jī)廢氣排出時(shí)溫度較高（在300℃左右），高于起燃溫度，且有機(jī)物含量較高，熱交換器回收部分凈化氣體所產(chǎn)生的熱量，在正常操作下能夠維持熱平衡，無(wú)需補(bǔ)充熱量，通常只需要在催化燃燒反應(yīng)器中設(shè)置電加熱器供起燃時(shí)使用。
三、吸附-催化燃燒：當(dāng)有機(jī)廢氣的流量大、濃度低、溫度低，采用催化燃燒需耗大量燃料時(shí)，可先采用吸附手段將有機(jī)廢氣吸附于吸附劑上進(jìn)行濃縮，然后通過(guò)熱空氣吹掃，使有機(jī)廢氣脫附出來(lái)成為濃縮了的高濃度有機(jī)廢氣（可濃縮10倍以上），再進(jìn)行催化燃燒。此時(shí)，不需要補(bǔ)充熱源，就可維持正常運(yùn)行。
四、對(duì)于有機(jī)廢氣催化燃燒工藝的選擇主要取決于：燃燒過(guò)程的放熱量，即廢氣中可燃物的種類和濃度；起燃溫度，即有機(jī)組分的性質(zhì)及催化劑活性；熱回收率等。當(dāng)回收熱量超過(guò)預(yù)熱所需熱量時(shí)，可實(shí)現(xiàn)自身熱平衡運(yùn)轉(zhuǎn)，無(wú)需外界補(bǔ)充熱源，這是較經(jīng)濟(jì)的。
催化燃燒是典型的氣-固相催化反應(yīng)，其實(shí)質(zhì)是活性氧參與的深度氧化作用。在催化燃燒過(guò)程中，催化劑的作用是降低活化能，同時(shí)催化劑表面具有吸附作用，使反應(yīng)物分子富集于表面提高了反應(yīng)速率，加快了反應(yīng)的進(jìn)行。借助催化劑可使有機(jī)廢氣在較低的起燃溫度條件下，發(fā)生無(wú)焰燃燒，并氧化分解為CO2和H2O，同時(shí)放出大量熱能，從而達(dá)到去除廢氣中的有害物的方法。在將廢氣進(jìn)行催化燃燒的過(guò)程中，廢氣經(jīng)管道由風(fēng)機(jī)送入熱交換器，將廢氣加熱到催化燃燒所需要的起燃溫度，再通過(guò)催化劑床層使之燃燒，由于催化劑的存在，催化燃燒的起燃溫度約為250-300℃，大大低于直接燃燒法的燃燒溫度650-800℃，因此能耗遠(yuǎn)比直接燃燒法為低。
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(shè)備設(shè)施的體積小。在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中，利用催化劑降低燃燒溫度，加速有毒有害氣體氧化的方法，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(dāng)加熱到300~450℃的有機(jī)氣體通過(guò)催化層時(shí)，氧和有機(jī)氣體被吸附在多孔材料表層的催化劑上，增加了氧和有機(jī)氣體接觸碰撞的機(jī)會(huì)，提高了活性，使有機(jī)氣體與氧產(chǎn)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)而生成CO2和H2O，同時(shí)產(chǎn)生熱量，從而使得有機(jī)氣體變成無(wú)害氣體。
