催化燃燒方法是一種實(shí)用簡(jiǎn)便的有機(jī)廢氣凈化處理技術(shù),該技術(shù)是將有機(jī)物分子在催化劑表面作用發(fā)生深度氧化轉(zhuǎn)化為無(wú)害的二氧化碳和水的方法,又稱為催化完全氧化或催化深度氧化方法。一種發(fā)明為工業(yè)苯廢氣的催化燃燒技術(shù),應(yīng)用的是低成本的非催化劑,催化劑基本由CuO、MnO2、銅錳尖晶石、ZrO2、CeO2、鋯、固溶體構(gòu)成,可大大降低催化燃燒的反應(yīng)溫度,提高催化活性,還可以大幅度延長(zhǎng)催化劑壽命。一種發(fā)明為催化燃燒催化劑,用于有機(jī)廢氣凈化處理的催化燃燒催化劑,由塊狀的蜂窩陶瓷載體骨架與涂覆其上的涂層以及活性組分組成。該催化劑的涂層由Al2O3、SiO2和一種或幾種堿土金屬氧化物共同形成的復(fù)合氧化物組成,因而具有良好的耐高溫性能,活性組分以浸漬法擔(dān)載,其有效利用率高。在水泥工業(yè)中,水泥熟料的煅燒是通過(guò)煤的燃燒來(lái)實(shí)現(xiàn)的,煤的燃燒狀況直接影響到水泥熟料的燃燒效果。煤在催化劑作用下,加速氧化物放氧,使煤炭迅速燃燒,提高燃燒的強(qiáng)度。給水泥煅燒提供了足夠熱能,同時(shí)也提高了水泥煅燒熱動(dòng)力,加速熱傳遞,促進(jìn)質(zhì)點(diǎn)、固相、氣相、液相反應(yīng),提高了物質(zhì)擴(kuò)散速度和相間反應(yīng)速度。已有研究表明,“CHCT”催化劑在水泥熟料煅燒過(guò)程中通過(guò)對(duì)煤炭的催化燃燒可有效促進(jìn)固相反應(yīng)、液相反應(yīng)以及熟料急冷。另有實(shí)驗(yàn)表明,MnO2的催化效果也較好,其佳添加量為8%~ 16%,且對(duì)水泥熟料的性能不會(huì)產(chǎn)生影響。催化燃燒裝置主要由熱交換器、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,如圖1所示。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。
經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的發(fā)展以及工業(yè)化的需求使得催化技術(shù),特別是催化燃燒技術(shù)日益成為一種不可或缺的工業(yè)技術(shù)手段,并隨著人們生活水平的提高與需求的增長(zhǎng),催化產(chǎn)業(yè)也將不斷地走入千家萬(wàn)戶,走進(jìn)人們的生活。對(duì)催化燃燒的研究,初是從發(fā)現(xiàn)鉑對(duì)燃燒的催化作用而開(kāi)始的。催化燃燒對(duì)于改善燃燒過(guò)程,降低反應(yīng)溫度,促進(jìn)完全燃燒,抑制有毒有害物質(zhì)的形成等方面有著極為重要的作用,并已廣泛地應(yīng)用在了工業(yè)生產(chǎn)與日常生活的諸多方面(2)設(shè)備預(yù)熱應(yīng)是動(dòng)態(tài)的,而不是靜態(tài)的;初始預(yù)熱階段使用的氣體一般是空氣,不是廢氣,系統(tǒng)達(dá)到設(shè)計(jì)溫度后才能切換為廢氣。(1)耗能催化燃燒需要在一定溫度下進(jìn)行,催化燃燒價(jià)錢,低溫氣體必須加熱。風(fēng)量越大,能耗越大,運(yùn)行成本越高。因此,在選擇這種工藝時(shí),在保證收集效率的前提下,盡可能減少?gòu)U氣量,既能提高廢氣濃度和廢氣的單位熱值,又能減少風(fēng)量和能耗。同時(shí)也要考慮從熱尾氣中回收熱量。
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(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)毒無(wú)害氣體。(3)安全有機(jī)廢氣一般。雖然高濃度可以回收有機(jī)燃燒產(chǎn)生的部分熱量,降低能耗,但在處理過(guò)程中必須將其濃度控制在極限以內(nèi)。一般需要設(shè)置防爆板、可燃?xì)怏w探測(cè)器、緊急排空閥、稀釋閥、防火閥等。2、便于清洗和更換。催化劑反應(yīng)器一般應(yīng)設(shè)計(jì)成裝卸方便的模屜結(jié)構(gòu),便于清洗和更換催化劑載體。
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