催化燃燒的實質(zhì)和優(yōu)勢

催化燃燒是典型的氣—固相催化反應(yīng)，它借助催化劑降低了反應(yīng)的活化能，使其在較低的起燃溫度200～ 300下進(jìn)行無焰燃燒，有機(jī)物質(zhì)氧化發(fā)生在固體催化劑表面，同時產(chǎn)生CO2和H2O，并放出大量的熱量，因其氧化反應(yīng)溫度低，所以大大地抑制了空氣中的N2形成高溫NOx。而且由于催化劑有選擇性催化作用，有可能限制燃料中含氮化合物(RNH)的氧化過程，使其多數(shù)形成分子氮(N2)。

與傳統(tǒng)的火焰燃燒相比,催化燃燒有著很大的優(yōu)勢:

(1) 起燃溫度低，能耗少，燃燒易達(dá)穩(wěn)定，甚至到起燃溫度后無需外界傳熱就能完成氧化反應(yīng)。

(2)凈化，污染物(如NOx及不完全燃燒產(chǎn)物等)的排放水平較低。

(3)適應(yīng)氧濃度范圍大，噪音小，無二次污染，且燃燒緩和，運轉(zhuǎn)費用低，操作管理也很方便。

同樣以RTO處理20℃的廢氣為例，由于RTO的燃燒爐內(nèi)要有一個長明火點燃廢氣，而1.672×106kJ的燃燒器長明火消耗約5m3/h的提供部分熱源，因此系統(tǒng)維持熱量平衡的廢氣進(jìn)口濃度可以到1700～2000mg/m3。如果RTO裝置設(shè)計從燃燒室引出部分高溫氣體另行降溫后回到燃燒室以避免燃燒溫度＞1000℃的工藝，則可以提高RTO處理廢氣的濃度到25%LEL。

RTO的燃燒室需要一支長明火，加上設(shè)備自重大、預(yù)熱時間長，一般使用液化氣、、輕柴油等做為輔助能源，不建議使用電熱。

RCO同樣可以使用液化氣、、輕柴油等做為輔助能源，由于設(shè)備自重較RTO輕50%，為了避免增加一個需監(jiān)管的危險源，推薦使用電加熱(前提是廢氣濃度＞3500mg/m3)，處理廢氣流量15000m3/h的CO裝置電加熱系統(tǒng)只180kW，其預(yù)熱時間≤1.5h。

非總烴的進(jìn)氣濃度對催化性能有一定影響，當(dāng)非總烴的進(jìn)氣濃度低于200mg/L時，其去除率不大于90%；當(dāng)進(jìn)氣濃度上升到200mg/L以上其催化性能趨向穩(wěn)定，去除率超過96%。

原因可能是當(dāng)進(jìn)氣濃度較低時，過低的濃度在沒有添加助燃劑的情況下，燃燒不充分，只有當(dāng)進(jìn)氣濃度達(dá)到一定值，在設(shè)定的試驗條件下，催化燃燒反應(yīng)充分，繼續(xù)加大進(jìn)度濃度，催化性能變化幅度不大。

設(shè)定進(jìn)氣風(fēng)量為2500m3/h、空速為10000h-1、進(jìn)氣濃度為210mg/L，使用單因素試驗法，考察不同催化溫度對催化性能的影響。