催化燃烧设备原理及工作过程

一、催化燃烧设备原理
含VOCs废气进入装置入口，经过滤器过滤后进入换热器室进行热交换，再进入燃烧器室对废气进行预加热(燃烧用氧气为废气中所含有的空气，也可通过旁路风阀补充空气)，待加热至350℃后由送风机将预热气体抽至催化剂室进行催化。由于部分废气中含有硫、硅、磷等元素，会使贵金属催化剂中毒，因此预加热后的废气在进入催化剂室前需进行预处理。当处理后的废气进入催化剂室并与催化剂接触时，催化剂将废气中的VOCs成CO2和H2O。催化燃烧设备处理后的气体将被送入一次换热器，与从入口来的废气进行热交换，达到节约热源的目的。风机采用以实际报告为主型号，放置于设备本体下游部分，目的在于使上游路径形成负压，防止气体泄漏。
装置排气口预设取样孔，用于对处理后的废气进行成分检测。
2催化燃烧设备性预防
由于催化燃烧设备在燃烧室中采用明火对废气进行预热，因此需考虑废气的相关措施:(1)废气中VOCs含量需控制在LEL(爆炸下卜即的25%以下，以防止爆炸或火灾。(2)回火控制:为防止回火，在设计管道尺寸时应使废气的较低流速始终大于回火速度，或在前期管道主路设置减压阀，使进气压力始终高于下游气体压力。(3)其他措施:采用回火防止器、稀释空气等方法。(4)设置轻故障或重故障警报及联锁控制系统，当有回火情况发生时，蜂鸣器将发出警报指示。
3催化燃烧设备的优缺点
催化燃烧废气处理技术是20世纪40年代末出现的。从1949年美国研制出世界上一套催化燃烧设备到现在，该技术已广泛地应用于油漆、橡胶、塑料、树脂、皮革、食品和铸造等，也用于汽车尾气净化等方面。在1973年开始将催化燃烧法用于治理漆包线烘干炉排出的废气，随后又在绝缘材料、印刷工业等方面进行了研究，使催化燃烧法了广泛的应用。经过长时间来的发展与改良，催化燃烧设备具有其的优点:(1)可处理绝大多数VOCs废气;(2)可将化合物成的CO2气体与H2O;(3)达以上，无需作后续处理;(4)可在低温(200~400℃)下对VOCs进行，燃料消耗量低(节静;(5)催化剂使用寿命长，可根据入口气体的风量与VOCs含量推断催化剂的使用时间，且催化剂可进行利用;(6)设备内为负压结构风机设置在设备内部下游)，可防止臭气渗漏;(7)具有高度性，能在低温下进行反应，无粉尘爆炸的危险;(8)处理效率在以上(除臭）。
催化燃烧设备的缺点:(1)对于较大风量且低VOCs质量浓度废气而言，处理费用相对过高，可协同沸石滚轮浓缩设备进行废气浓缩后再作催化处理;(2)用于处理VOCs的用催化剂当遇见硫、磷、硅等物质时会发生催化剂中毒现象，因此需要设置预处理步骤。
4催化燃烧设备运行参数催化装置的大小由较大处理风量来决定，一般较大处理风量可达到30000m3/h(标准状态下，下同)，根据处理废气中VOCs的质量浓度与成分对催化剂种类与用量进行选择。由于催化剂处理的较合适温度在350℃左右，因此需通过燃烧室对废气进行预加热。为防止温度过高或过低导致工况温度异常，可将热电偶信号输送至可编程逻辑控制器((PLC)控制盘面板以便于监测与读数，并设置温度警报以防高温下催化剂烧焦或低温下催化剂处理活性过低的现象发生。燃烧器用加热燃料通常采用液化自然生长气(GDIC3)或液化石油气(LPC3)，如果部分厂区因消防原因无上述燃料供应，也可采用电加热的方式进行废气加热。根据燃料不同热值与所处理废气的风量大小、入口温度等参数进行热量衡算，确认燃气的用量。由于所处理的废气中含有VOCs成分，其本身在燃烧过程中也能提供的热量，经验上认为当VOCs质量浓度达到2000m留m3左右时所产生的热量可以满足燃气外加的热能需求。该部分热量考虑在热量衡算中，以免温度过高导致催化剂被烧毁的现象发生。综上所述，废气流量、燃气流量、入口出口温度及燃烧室温度均为需要监控的运行参数。
5催化剂选择与使用
催化燃烧设备采用的催化剂多为铂((Pty贵金属型材料，其较佳使用温度在350℃左右，形状大多为粉末状或蜂窝状。一般催化剂的使用期限在5年左右，这需要根据待处理 气体的浓度与成分而定。
可对达到使用年限的催化剂进行处理，后的催化剂可循环使用。此外，在选择催化剂前需要对处理废气的风量、组分与浓度进行相关确认。组分决定催化剂的种类，风量与浓度决定催化剂的用量。
6处理效率
催化燃烧处理装置的效率在较适合温度(350℃左右)下可达到以上，入口废气的浓度不同处理效率有所不同，浓度越高处理效率越高。影响处理效率的因素包括:(1)催化剂中毒(含有硫、磷、硅等的化合物;(2)温度过低，催化剂活性不足。
当处理废气中含有容易使催化剂中毒的物质时，可在催化剂室前设置前处理设备，即增加前处理催化剂。工程中常采用蜂窝状的陶瓷类前处理剂来去除硫等物质。同样，废气的组成不同，前处理剂的选择也不同。此外，当温度过低时，催化剂对废气中VACS的效率会大幅减弱，因此需要在装置中设置热电偶及传感器，使即时温度能及时在PLC盘柜屏中，并设置低温轻故障警报，当温度过低时自动点燃燃烧加热器进行升温。
二、催化燃烧装置的工作过程
催化燃烧装置采用RCO工艺净化废气，可同时除掉多种污染物，具有工艺流程简单、设备紧凑、运行稳定等优点；装置主要由热交换器、燃烧室、催化反应器、热回收系统和净化烟气的排放烟囱等部分而组成，其净化原理是：未净化气体在进入燃烧室以前，先经过热交换器被预热后送至到燃烧室，在燃烧室内达到所要求的反应温度，反应在催化反应器中进行，净化后烟气经热交换器释放出部分热量，再由高空烟囱排入大气当中。
吸附催化燃烧设备可以处理所有的烃类废气及恶臭气体。同时可以普遍应用于石油化工、轻工、塑料、印刷、涂料、喷漆房、橡胶厂、皮革厂、沥青厂、服装厂等行业排放的常见污染物。活性炭脱附温度稳定在300~350℃，温度过低，影响脱附的效果，温度达到350℃之上则会引起活性炭自燃。不能处理潮湿及高温的废气，因为活性炭只能进行常温吸附。
详细介绍一下催化燃烧装置的工作过程：
一、间隔2分钟开启一组，当催化燃烧设备温度加热到200摄氏度时，脱附风机打开，将热空气向吸附箱吹送，热空气起先输送到混流箱，进行空气中和，但热空气在混流箱内温度达到特定温度时。
二、与催化剂反应生成CO2和H2O，同时产生大量的热量。这时候加热管会根据室内温度自动调节关闭一组或几组加热管，节约能源，催化剂表面都有陶瓷蓄热体，能的锁住热量，降低能耗。
三、空气通过下端的输送管输送到活性炭的吸附室内，对活性炭进行脱附，活性炭室内温度慢慢升高，活性炭内废气出来，通过上面的管道回到催化装置内。
四、催化燃烧循环装置活性炭进行脱附时，起先打开性能稳定阀同时启动脱附风机对催化剂进行15分钟的吹扫，然后性能稳定阀和脱附风闭，3组加热管开始分阶段加热。
催化燃烧装置所发生的气固相催化反应的实质是活性氧参与的作用。在催化燃烧过程中，催化剂的作用是降低活化能，同时催化剂表面有吸附作用，使得反应物富集于表面。借助催化剂的作用使得废气在较低的起燃温度条件下，发生无焰燃烧，并为CO2和H2O，同时放出大量的热能，从而达到废气处理设备处理不好物质的目的。