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催化燃烧设备设计时应考虑的几个问题

    催化燃烧法是一种在化学反应过程中,利用催化剂降低燃烧温度,加速有毒有害气体的完全氧化的方法。因为催化剂是由多孔材料制成的,其比表面积大,孔径适中,当被加热到300~450℃的有机气体通过催化层时,氧和有机气体被吸附在多孔材料表面的催化剂上,增加了氧和有机气体的接触碰撞,提高了活性,使有机气体与氧发生激烈的化学反应,产生CO2和H2O,同时产生热量,使有机气体变成无毒无害气体。催化燃烧设备主要由以下部分组成:换热器、燃烧室、催化反应器、热回收系统和烟气净化排出的烟囱。

    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,在催化燃烧设备中进行氧化反应,烟气经热交换器净化后,通过烟囱排入大气。在催化燃烧设备的设计中,需要考虑以下几个问题:

1.气流和温度的均匀分布;为了使流经催化剂表面的气流和温度分布均匀,并保证火焰不直接接触催化剂表面,需要有足够的燃烧室长度和空间。催化燃烧设备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。2.易于清洁和更换;一般情况下,催化燃烧设备应设计为便于装卸、易于清洁和更换载体的模屉结构。辅助燃料及助燃。3.催化剂燃烧一般使用天然气作为辅助燃料,也可用燃油、电加热等作为辅助燃料。助燃一般采用净化气体,若净化气体不能起助燃作用,则应引入空气助燃。4.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。

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