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活性炭催化燃燒設(shè)備是在催化氧化的基礎(chǔ)上，結(jié)合蓄熱式燃燒的有點而研發(fā)的，適用于三苯、酮、酯、醛、酚等各種工業(yè)排放的有機廢氣和異味惡臭氣體。活性炭催化燃燒設(shè)備原理是通過催化氧化的方法將污染物氧化為CO2和H2O，同時利用蓄熱材料反復回用反應產(chǎn)生的熱量，達到減少運行費用的目的。活性炭催化燃燒設(shè)備主要結(jié)構(gòu)由燃燒室、陶瓷填料床、催化劑和切換閥等組成。
催化燃燒器電控制系統(tǒng) [4] 由PLC控制器、文本顯示器、變頻調(diào)速器、點火器、紫外線傳感器、熱電偶等電控設(shè)備以及風機，另外由零壓閥調(diào)節(jié)燃氣與空氣的比例。催化燃燒電氣控制系統(tǒng)工作過程分為三個狀態(tài)：燃燒器工作狀態(tài)、停止狀態(tài)及參數(shù)設(shè)定狀態(tài)。在工作狀態(tài)中又分為點火過程和燃燒過程。由安裝的熱電偶檢測出溫度，送文本顯示器顯示。PLc具有模擬量輸入、輸出模塊，檢測火焰燃燒號和熱電偶溫度號，將檢測到的號與設(shè)定的號經(jīng)過比較運算后，通過0～10 V電號控制變頻器的輸出頻率來調(diào)整風機的轉(zhuǎn)速，保持燃燒器的燃燒溫度，這就是構(gòu)成以設(shè)定溫度為基準的控制系統(tǒng)；自動檢測燃燒器溫度號與設(shè)定的溫度比較，輸出各類報警號或直接停機。顯示器可以顯示燃氣流量、燃燒溫度和變頻器輸出頻率。設(shè)定參數(shù)和工作狀態(tài)等息；可以通過顯示器在線調(diào)整運行溫度參數(shù)，修改設(shè)定溫度控制風機的運行。該系統(tǒng)還設(shè)有多種保護功能，尤其是較強的邏輯互鎖功能，從而保證系統(tǒng)工作可靠，并且具有較為完善的控制功能。
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完全。
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。但是，由于使用的催化劑的中毒、催化床層的更換和清潔費用高等問題，影響了這種方法在工業(yè)生產(chǎn)過程中的推廣和應用。
中文名催化燃燒外文名catalytic combustion別 稱催化化學轉(zhuǎn)化催化燃燒裝置由熱交換器、燃燒室等組成催化劑構(gòu)成催化活性材料和催化載體
目錄
- 1 催化燃燒過程
- 2 催化劑
- ? 材料和載體
- ? 性能要求
- 3 催化燃燒應用
催化燃燒過程
編輯 在化學反應過程中，利用催化劑降低燃燒溫度，加速有毒有害氣體完全氧化的方法，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℃的有機氣體通過催化層時，氧和有機氣體被吸附在多孔材料表層的催化劑上，增加了氧和有機氣體接觸碰撞的機會，提高了活性，使有機氣體與氧產(chǎn)生劇烈的化學反應而生成CO2和H2O，同時產(chǎn)生熱量，從而使得有機氣體變成無害氣體。
催化燃燒裝置設(shè)計時應考慮以下幾方面問題：
1、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，并保證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)。
2、便于清洗和更換。催化劑反應器一般應設(shè)計成裝卸方便的模屜結(jié)構(gòu)，便于清洗和更換催化劑載體。
3、輔助燃料和助燃。催化燃燒一般采用天然氣作輔助燃料，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。
4、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。
催化劑
編輯材料和載體
催化劑是一種能改變化學反應速度，而在反應前后其本身的化學性質(zhì)沒有改變的物質(zhì)。催化劑通常是由催化活性材料和催化載體構(gòu)成。催化活性材料一般是金屬或金屬氧化物。其中貴重金屬催化劑主要有鉑、鈀和釕等，普通金屬催化劑主要有銅、鉻、鎳、釩、錳、鐵、鈷等金屬及氧化物。催化載體是多孔材料，主要作用是使活性材料具有大的體表面積。催化載體分為金屬載體、陶瓷載體和炭纖維載體。金屬載體一般是以鎳或鎳鉻合金為載體做成的帶、片、丸、絲等形狀，通過 “電鍍”或 “化學鍍”（即溶液浸漬）將鉑、鈀鍍在這些載體上，并制成便于裝配、拆卸的模屜。以陶瓷為載體的催化劑，一般是以硅—鋁氧化物為載體，其結(jié)構(gòu)有片粒狀和蜂窩狀兩種。一般在陶瓷結(jié)構(gòu)上涂敷一層僅0.13mm厚的α-氧化鋁薄層，把活性的鉑、鈀等金屬催化劑以晶狀態(tài)沉積或分散在多孔的氧化鋁薄層中，并制成便于裝配、拆卸的模屜。炭纖維載體可制作成線狀、氈狀、網(wǎng)狀等形狀，在載體上涂敷催化活性材料，制成便于裝配、拆卸的模屜。 [1]
性能要求
催化劑是催化燃燒法的核心，一種好的催化劑必須具備催化活性高、熱穩(wěn)定性好、強度高、壽命長等特性。
1、活性高。催化劑的活性好壞直接影響催化燃燒的化學轉(zhuǎn)化率。而轉(zhuǎn)化率不僅與催化活性材料自身的活性有關(guān)，而且與催化載體的物理形狀有著直接關(guān)系。所以，在選擇適應的催化活性材料的同時，還必須考慮催化載體的物理形狀，保證催化劑有較高的活性，達到催化燃燒凈化的目的。
2、熱穩(wěn)定性好。由于廢氣的溫度隨時變化，如果催化劑不能適應一定范圍內(nèi)的溫度變化，催化劑的性能就會下降，凈化效率就會降低。因此，催化劑必須具備適應一定范圍內(nèi)的溫度變化。
3、強度高。在催化燃燒過程中，催化劑往往會因高溫、振動和氣流等因素的作用，使催化劑產(chǎn)生破裂和磨損，破裂和磨損會造成催化劑的活性降低，增加催化劑床層的壓降，影響凈化效果。
4、壽命長。催化活性材料大都比較昂貴，所以，設(shè)計時選用催化劑時應盡量使用壽命較長的催化劑。
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