催化燃燒設備生產過程中的注意事項
催化燃燒設備由PLC控制器、文本顯示器、變頻調速器、點火器、紫外線傳感器、熱電偶等電控設備以及風機,另外由零壓閥調節燃氣與空氣的比例。催化燃燒電氣控制系統工作過程分為三個狀態:燃燒器工作狀態、停止狀態及參數設定狀態。在工作狀態中又分為點火過程和燃燒過程。由安裝的熱電偶檢測出溫度,送文本顯示器顯示。PLc具有模擬量輸入、輸出模塊,檢測火焰燃燒信號和熱電偶溫度信號,將檢測到的信號與設定的信號經過比較運算后,通過0~10V電信號控制變頻器的輸出頻率來調整風機的轉速,保持燃燒器的燃燒溫度,這就是構成以設定溫度為基準的控制系統;自動檢測燃燒器溫度信號與設定的溫度比較,輸出各類報警信號或直接停機。顯示器可以顯示燃氣流量、燃燒溫度和變頻器輸出頻率。設定參數和工作狀態等信息;可以通過顯示器在線調整運行溫度參數,修改設定溫度控制風機的運行。該系統還設有多種保護功能,尤其是較強的邏輯互鎖功能,從而系統工作,并且具有較為完善的控制功能。
催化燃燒裝置生產過程中的注意事項
氣流和溫度均勻分布。要使通過催化劑表面的氣流和溫度分布均勻,并火焰不直接接觸催化劑表面,燃燒室具有足夠的長度和空間。催化燃燒裝置應具有良好的保溫效果。爐體一般用鋼結構的外殼內襯耐火材料,或用雙層夾墻結構。
便于清洗和更換。催化劑反應器一般應設計成裝卸方便的模屜結構,便于清洗和更換催化劑載體。
輔助燃料和助燃。催化燃燒一般采用氣作輔助燃料,也可用燃料油、電加熱等作輔助燃料。助燃一般用凈化后的氣體,如果凈化后的氣體不能作為助燃,則應引入空氣助燃。
較高的轉化速度。由于催化燃燒為不可逆的放熱反應,所以,無論反應進行到什么階段,都應在盡可能高的溫度下進行,以獲得較高的轉化速度。但操作溫度往往受某些條件的限制,如催化劑的耐熱溫度、高溫材料的獲得,熱能的供應,以及是否伴有副反應等。因而實際生產中應根據實際情況恰當地選擇。
催化燃燒是典型的氣-固相催化反應,其實質是活性氧參與的氧化作用。在催化燃燒過程中,催化劑的作用是降低活化能,同時催化劑表面具有吸附作用,使反應物分子富集于表面提高了反應速率,加快了反應的進行。借助催化劑可使廢氣在較低的起燃溫度條件下,發生無焰燃燒,并氧化分解為CO2和H2O,同時放出大量熱能。
當廢氣的流量大、濃度低、溫度低,采用催化燃燒需耗大量燃料時,可先采用吸附手段將廢氣吸附于吸附劑上進行濃縮,然后通過熱空氣吹掃,使廢氣脫附出來成為濃縮了的廢氣(可濃縮10倍以上),再進行催化燃燒。此時,不需要補充熱源,就可維持正常運行。
對于廢氣催化燃燒工藝的選擇主要取決于:燃燒過程的放熱量,即廢氣中可燃物的種類和濃度;起燃溫度,即組分的性質及催化劑活性;熱回收率等。當回收熱量超過預熱所需熱量時,可實現自身熱平衡運轉,無需外界補充熱源,這是經濟的。
對VOC的廢氣治理,有多種處理技術可供使用。但對于VOC濃度低、風量大的廢氣,傳統工藝存在投資運行費用高、處理效率低和處理后存在二次污染等問題。近年來,逐漸發展的廢氣光催化氧化處理技術作為一種新型的空氣污染控制技術,日益廣泛的應用。
根據廢氣預熱方式及富集方式,催化燃燒工藝流程可分為3種。
(1)預熱式。預熱式是催化燃燒的基本流程形式。廢氣溫度在100℃以下,濃度也較低,熱量不能自給,因此在進入反應器前需要在預熱室加熱升溫。燃燒凈化后氣體在熱交換器內與未處理廢氣進行熱交換,以回收部分熱量。該工藝通常采用煤氣或電加熱升溫至催化反應所需的起燃溫度。
(2)自身熱平衡式。當廢氣排出時溫度高于起燃溫度(在300℃左右)且物含量較高,熱交換器回收部分凈化氣體所產生的熱量,在正常操作下能夠維持熱平衡,無需補充熱量,通常只需要在催化燃燒反應器中設置電加熱器供起燃時使用。
(3)吸附-催化燃燒。當廢氣的流量大、濃度低、溫度低,采用催化燃燒需耗大量燃料時,可先采用吸附手段將廢氣吸附于吸附劑上進行濃縮,然后通過熱空氣吹掃,使廢氣脫附成為廢氣(可濃縮10倍以上),再進行催化燃燒。此時,不需要補充熱源,就可維持正常運行引。
對于廢氣催化燃燒工藝的選擇主要取決于:
(1)燃燒過程的放熱量,即廢氣中可燃物的種類和濃度;
(2)起燃溫度,即組分的性質及催化劑活性;
(3)熱回收率等。當回收熱量超過預熱所需熱量時,可實現自身熱平衡運轉,無需外界補充熱源,這是經濟的。