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煤層氣(主要成分為CHO是煤的伴生礦產(chǎn)資源),主要儲存在煤層中,大部分吸附在煤基質(zhì)顆粒的表面,屬于規(guī),是一種潔凈、能源和化工原料,低濃度煤層氣的利用方式不僅導(dǎo)致資源浪費,而且引起大氣污染。
為提高低濃度煤層氣的利用率,綜合現(xiàn)有脫氧技術(shù),由于催化燃燒脫氧具有成本低、條件溫和等優(yōu)點,已逐步引起人們的關(guān)注。 催化燃燒法脫氧的本質(zhì)是富燃貧氧條件下CFL的催化燃燒,該過程發(fā)生的主要反應(yīng)為:CH4 202砩C02 2H20AH:·890·3kJ/mol。脫氧反應(yīng)特點是:.強放熱反應(yīng),每消耗1%氧氣絕熱溫升8100℃,煤層氣中02體積分?jǐn)?shù)一般在10%左右,催化燃燒環(huán)保設(shè)備廠,若直接催化燃燒脫氧可能導(dǎo)致催化劑床層溫度達1000℃以上卩習(xí);@高溫下的水蒸汽重整反應(yīng)和裂解積炭造成損失和催化劑失活;.
煤層氣是由生物質(zhì)轉(zhuǎn)化而來,氣源比較復(fù)雜常夾雜含硫等氣體. 催化燃燒 針對煤層氣脫氧的反應(yīng)特點,可從兩方面進行研究,一方面從催化劑本身人手,在催化劑設(shè)計開發(fā)過程中除了要求催化劑具有較好的脫氧活性外,還要求催化劑具有抗毒性、抗積炭、低溫活性好和高溫穩(wěn)定性好等優(yōu)點。另一方面撤熱問題還可以從脫氧工藝著手。脫氧催化劑根據(jù)活性組分不同一般分為和非催化劑兩類。目前對富氧條件下催化燃燒以凈化氣體為目的的研究較多,而在貧氧條件下催化燃燒脫氧文獻報道較少,多以形式公開。
催化即通過催化劑改變反應(yīng)物的活化能,改變反應(yīng)物的化學(xué)反應(yīng)速率,反應(yīng)前后催化劑的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)保持不變而催化劑的物理性質(zhì)可能發(fā)生變化,催化燃燒,如狀態(tài)等?!?/p>
化學(xué)反應(yīng)物要想發(fā)生化學(xué)反應(yīng),必須使其化學(xué)鍵發(fā)生改變,改變或者斷裂化學(xué)鍵需要一定的能量支持,能使化學(xué)鍵發(fā)生改變所需要的能量閾值稱之為活化能,而催化劑通過降低化學(xué)反應(yīng)物的活化能而使化學(xué)反應(yīng)更易進行,且大大提高反應(yīng)速率。可以分為正催化劑和負(fù)催化劑,如果不加特殊說明一般指加快反應(yīng)速率的催化劑,即正催化劑。
廢氣是指人類在生產(chǎn)和生活過程中排出的有毒有害的氣體。特別是化工廠、鋼鐵廠、制藥廠,以及煉焦廠和煉油廠等,排放的廢氣氣味大,嚴(yán)重污染環(huán)境和影響人體健康。
有機廢氣經(jīng)鼓風(fēng)機進入氧化爐,催化燃燒凈化器,由燃料氧化加熱,升溫至250~300℃左右。在此溫度下,廢氣里的有機成分在催化劑的作用下被氧化分解為二氧化碳和水,同時,反應(yīng)后的高溫?zé)煔膺M入特殊結(jié)構(gòu)的陶瓷蓄熱體,絕大部分的熱量被蓄熱體吸收(95%以上),溫度降至接近進口的溫度后經(jīng)煙筒排放,達到凈化廢氣的目的,而被虛熱提吸收的熱量則用于預(yù)熱后續(xù)廢氣,達到降低反應(yīng)溫度,減少耗材的目的。全部過程由PLC自動控制,可實現(xiàn)一鍵啟動和連鎖聯(lián)動控制。
催化燃燒設(shè)備主要分為預(yù)處理單元、吸附濃縮單元、催化氧化單元、通風(fēng)單元與電控單元。有機廢氣先經(jīng)過預(yù)處理單元,蓄熱式催化燃燒RCO,除去廢氣中的細小粉塵,一來可以防止粉塵堵塞吸附床,二來可以避免粉塵導(dǎo)致催化劑。有機廢氣經(jīng)過預(yù)處理后經(jīng)過吸附濃縮單元,經(jīng)過吸附床的吸附后,一部分被凈化的廢氣通過15米長的煙囪達標(biāo)排放,吸附床經(jīng)過一段時間的使用后吸附能力會下降,需要進行脫附處理,脫附下來的有機廢氣再經(jīng)過催化燃燒后,氧化分解成CO2和H2O,從而實現(xiàn)有機廢氣的達標(biāo)排放
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