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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较为经济的操作方法,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。
随着人们的环保意识的提升,在生产和处理环保废气的方法上也在不断完善。特别在有机废气的净化处理当中,常用的处理方法有催化燃烧法,利用催化燃烧设备处理有机废气。
催化燃烧的工艺组成不同的排放场合和不同的废气,有不同的工艺流程。但不论采取哪种工艺流程,都由如下工艺单元组成。
1、废气预处理为了避免催化剂床层的堵塞和催化剂中毒,废气在进入床层之前必须进行预处理,以除去废气中的粉尘、液滴及催化剂的毒物。
2、预热装置包括废气预热装置和催化剂燃烧器预热装置。因为催化剂都有一个催化活性温度,对催化燃烧来说称催化剂起燃温度,必须使废气和床层的温度达到起燃温度才能进行催化燃烧,因此,必须设置预热装置。但对于排出的废气本身温度就较高的场合,如漆包线、烤漆等烘干排气,温度可达300℃以上,则不必设置预热装置。
3、催化燃烧装置一般采用固定床催化反应器。反应器的设计按规范进行,应便于操作,维修方便,便于装卸催化剂。
在进行催化燃烧的工艺设计时,应根据具体情况,对于处理气量较大的场合,设计成分建式流程,即预热器、反应器独立装设,其间用管道连接。对于处理气量小的场合,可采用催化焚烧炉,把预热与反应组合在一起,但要注意预热段与反应段间的距离。
预热装置加热后的热气可采用换热器和床层内布管的方式。预热器的热源可采用烟道气或电加热,目前采用电加热较多。当催化反应开始后,可尽量以回收的反应热来预热废气。在反应热较大的场合,还应设置废热回收装置,以节约能源。
预热废气的热源温度一般都超过催化剂的活性温度。为保护催化剂,加热装置应与催化燃烧装置保持一定距离,这样还能使废气温度分布均匀。
从需要预热这一点出发,催化燃烧法适用于连续排气的净化,若间歇排气,不仅每次预热需要耗能,反应热也无法回收利用,会造成较大的能源浪费,在设计和选择时应注意这一点。
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