催化剂燃烧原理:
在化学反应过程中,催化剂用于降低燃烧温度,加速气体的完全氧化,称为催化燃烧。催化剂载体由多孔材料制成,比表面积大,孔径合适。当加热到300~450℃的有机气体通过催化层时,氧气和有机气体被吸附在多孔材料表面的催化剂上,增加了氧气和有机气体接触碰撞的机会,提高了活性,使有机气体与氧气产生剧烈的化学反应,产生CO2和H2O,同时产生热量,使有机气体成为无害气体。
催化剂燃烧装置主要由以下几部分组成:热交换器、燃烧室、催化反应器、热回收系统以及净化烟气的排烟囱,如图所示。该方法的净化原理为:未经净化的气体在进入燃烧室之前,先经热交换器预热送到燃烧室,在燃烧室内达到所需的反应温度,在催化反应器中进行氧化反应,烟气经热交换器净化后,通过烟囱排入大气。
在催化燃烧装置的设计中,应注意以下几个问题:
气流及温度分布均匀;为了使催化剂表面的气流和温度均匀分布,保证火焰不直接接触催化剂表面,燃烧室必须有足够的长度和空间。催燃装置应具有较好的隔热效果。炉身一般采用钢质外壳,内衬耐火砖,或双层夹壁结构。
易于清洁和更换;一般情况下,催化剂反应器应设计为便于装卸、易于清洁和更换载体的模屉结构。
辅助燃料及助燃剂。催化剂燃烧一般为辅助燃料,也可以以燃料油、电加热等为辅助燃料。助燃一般用净化后的气体,如果净化后的气体不能作为助燃,则应引入空气助燃。
四是转换速度快。因为催化燃烧是一种不可逆的放热反应,因此,不管反应进行到哪个阶段,都应该在尽可能高的温度下进行,以提高转化速率。但是操作温度常常受到一些条件的限制,比如催化剂的耐热温度,高温材料的获取,热能的供应,副反应的出现等等。因此在实际生产中要根据具体情况进行适当的选择。