催化燃烧是放热反应,放热量的大小取决于有机物的种类及其含量。依靠废气燃烧的反应热,维持催化燃烧过程持续进行是经济的操作方法,而能否以自热维持体系的正常反应,则取决于燃烧过程的放热量、催化剂的起燃温度、热量回收率、废气的初始温度。以净化含甲苯的废气为例,设3种废气中分别含有甲苯shy;mg/m3,催化剂的相应起燃温度分别为℃,废气的初始温度分别为30、150℃,热交换器的效率与需补充能量的关系如表2所示(表中t1、t2、t3、t4、t5分别表示废气初始温度、经热交换器预热后的温度、进催化床的温度,出催化床的温度及净化气经热交换器换热后放空的温度)。从表2可见,热交换器的效率越高,催化剂的起燃温度越低,废气的初始温度越高,实现自热运转可能性越大。而5000mg/m3左右的有机物残留量在工业有机废气中是常见的,只要热交换器的换热效率达到50%~60%,就可利用热交换器回收燃烧反应热来维持催化燃烧体系的进行。
催化燃烧的主要优点是操作温度较低,燃料耗量低,保温要求不严格,能减少回火及火灾危险.其缺点是催化剂较贵,需要再生,基本建设投资大.大颗粒物及液滴应预先除去,不能用于使催化剂中毒的气体.
RCO蓄热式催化氧化炉
蓄热式催化氧化炉(Regenerative Catalytic Oxidizer简称RCO),是本公司在消化、吸收国外技术的基础上开发的一种有机废气治理设备。它把蓄热与低温氧化相结合,可以大幅减少热量的损耗,是在低温氧化基础上发展起来的一种有机废气治理工艺和设备。
催化燃烧的工艺原理:
催化燃烧是典型的气-固相催化反应,其实质是活性氧参与的深度氧化作用。在催化燃烧过程中,催化剂的作用是降低活化能,同时催化剂表面具有吸附作用,使反应物分子富集于表面提高了反应速率,加快了反应的进行。借助催化剂可使有机废气在较低的起燃温度条件下,发生无焰燃烧,并氧化分解为CO2和H2O,同时放出大量热能,从而达到去除废气中的有害物的方法。
在将废气进行催化燃烧的过程中,废气经管道由风机送入热交换器进行一次升温,再进加热室将废气加热到催化燃烧所需要的起始温度。经过加热的废气通过催化剂层使之燃烧。由于催化剂的作用,催化燃烧法废气燃烧的起始温度约为200-300℃,大大低于直接燃烧法的燃烧温度670-800℃,因此能耗远比直接燃烧法低。同时在催化剂的活性作用下,反应后的气体产生一定的热量,高温气体再次进入热交换器,经换热冷却,终以较低的温度经风机排入大气。
催化燃烧装置装有温度探头及补冷阀,当炉体催化室反应温度超过设定上,开启补冷阀对进气源进行稀释,保护设备延长使用寿命,防止意外发生。
本装置的主体结构由水喷淋塔、净化装置主机、引风机及电器控制元件组成。净化装置主机是由吸附箱和燃烧炉组成的整体结构,炉体周边整体保温,保温层厚100mm,炉体外表温度≤环境温度+30℃。