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催化燃燒設備組成及原理

蓄熱式催化燃燒法，簡稱RCO，又叫催化燃燒，吸附+脫附+催化燃燒一體化設備。 一、催化燃燒法幾乎適用于所有排放烴類苯類等等臭味化合物的工業生產過程，如：涂裝、印刷、機電、家電、制鞋、塑料、化工行業、有機化學品合成、合成制藥、合成樹脂、汽車、摩托車、“三苯”廢氣、自行車行業、機械、船舶、家電、家具、建材等行業等生產工藝過程中的廢氣處理，催化燃燒適用不同濃度、不同風量廢氣處理。 

二、蓄熱式催化燃燒（RCO）系統組成：RCO催化分解裝置由預處理裝置、預熱裝置、催化燃燒裝置、防爆裝置組成。

1、廢氣預處理：為了避免催化劑床層的堵塞和催化劑中毒，廢氣在進入床層之前必須進行預處理，以除去廢氣中的粉塵、液滴及催化劑的毒物。

1. 預熱裝置：預熱裝置包括廢氣預熱裝置和催化劑燃燒器預熱裝置，因為催化劑都有一個催化活性溫度，對催化燃燒來說稱催化劑起燃溫度，必須使廢氣和床層的溫度達到起燃溫度才能進行催化燃燒，因此，必須設置預熱裝置。但對于排出的廢氣本身溫度就較高的場合，如漆包線、絕緣材料、烤漆等烘干排氣，溫度可達300℃以上，則不必設置預熱裝置。
2. 催化燃燒裝置：一般采用固定床催化反應器，反應器的設計按規范進行，應便于操作，維修就方便，便于裝卸催化劑。
3. 防爆裝置：為膜片泄壓防爆，安裝在主機的頂部，當設備運行發生意外事故時，可及時裂開泄壓，防止意外發生。

三、RCO蓄熱式催化燃燒法作用原理是：

1. 催化燃燒是用催化劑使廢氣中可燃物質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化。由于催化劑加速了氧化分解的歷程，大多數碳氫化合物在300-500℃的溫度時，通過催化劑就可以氧化*。
2. 催化劑首先對VOC分子的吸附，提高了反應物的濃度其次催化氧化階段降低反應的活化能，提高了反應速率，借助催化劑可使有機廢氣在較低的起燃溫度下，發生無氧燃燒，分解成CO2和H20，釋放出大量熱量，能耗較小，某些情況下達到起燃溫度后無需外界供熱，反應溫度在250-400℃。
3. 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*氧化的方法，叫做催化燃燒法。
4. 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，使有機氣體與氧產生劇烈的化學反應而生成CO2和H20，同時產生熱量，從而使得有機氣體變成無毒無害氣體。

催化燃燒設備組成及原理

催化燃燒裝置主要是由熱交換器、燃燒室、催化反應器、熱回收系統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，先經過交換器被預熱后送至燃燒室，在燃燒室內達到所要求的反應溫度，氧化反應在催化反應器中進行，凈化后煙氣經熱交換器釋放出部分熱量，再由煙囪排入大氣。

• 催化燃燒的工藝組成：

     不同的排放場合和不同的廢氣，有不同的工藝流程。但不論采取哪種工藝流程，都由如下工藝單元組成。

1. 廢氣預處理

   為了避免催化劑的堵塞和催化劑中毒，廢氣在進入床層之前必須進行處理，以除去廢氣中的粉塵、液滴及催化劑的毒物。

1. 預熱裝置

   預熱裝置包括預熱裝置和催化劑燃燒器預熱裝置。因為催化劑都有一個催化活性溫度，對催化燃燒來說催化劑起燃溫度，必須使廢氣和床層的溫度達到起燃溫度才能進行催化燃燒，因此，必須設置預熱裝置。但對于排出的廢氣本身溫度就較高的場合，如漆包線、絕緣材料、烤漆烘干排氣，溫度可達300℃以上，則不必設置預熱裝置。預熱裝置加熱后的熱氣可采用換熱器和床層內布管的方式。預熱器的熱源可采用煙道或電加熱，目前采用電加熱較多。當催化反應開始后，可盡量以回收的反應熱來預熱廢氣。在反應熱較大的場合，還應設置廢熱回收裝置，以節約能源。

1. 催化燃燒裝置

 一般采用固定床催化反應器。反應器的設計按規范進行，應便于操作，維修方便，便于裝卸催化劑。

  在進行催化燃燒的工藝設計時，應根據具體情況，對于處理氣量較大的場合，設計成分建立流程，即預熱器、反應器獨立裝設，其間用管道連接，對于處理氣量小的場合，可采用催化焚燒爐把預熱與反應組合在一起，但要注意預熱段反應段間的距離。

  在有機廢氣的催化燃燒中，所要處理的有機物廢氣在高溫下與空氣混合易引起爆炸，安全問題十分重要。因而，一方面必須控制有機物與空氣混合比，使只在爆炸下限，另一方面，催化燃燒系統應設監測報警裝置和在防爆措施。

• 催化燃燒的實質及其優勢

催化燃燒是典型的氣-固相催化反應，它借助催化劑降低了反應的活化能，使其在較低的起燃溫度200-300℃下進行無焰燃燒，有機物質氧化發生在固體催化劑表面，同時產生CO2和H20，并放出大量的熱量，因其氧化反應溫度低，所以大大的抑制了空氣中的N2形成高溫NOx，而且由于催化劑有選擇性催化作用，有可能限制燃料中含氮化合物（RNH)的氧化過程，使其多數形成分子氮（N2）。

催化燃燒設備組成及原理

與傳統的火焰相比，催化燃燒有著很大的優勢：

1. 起燃溫度低、能耗少，燃燒易達穩定，甚至到起燃溫度后無需外界傳熱就能完成氧化反應。
2. 凈化效率高，污染物（如NOx及不*燃燒產物等）的排放水平較低。
3. 適應氧濃度范圍大，噪音小，無二次污染，且燃燒緩和，運轉費用低，操作管理也很方便。