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VOCs催化劑在催化燃燒系統(tǒng)中的作用與影響:
低溫催化劑性能指標(biāo):起燃溫度≤200℃,氧化轉(zhuǎn)化效率≥95%,孔密度200-400cpsi,抗壓強(qiáng)度≥8MPa。
通常VOCs的自燃燒溫度較高,通過催化劑的活化,可降低VOCs燃燒的活化能,從而降低起燃溫度,減少能耗,節(jié)約成本?! ×硗猓阂话悖o(wú)催化劑存在)的燃燒溫度都會(huì)在600℃以上,這樣的燃燒會(huì)產(chǎn)生氮氧化物,就是常說(shuō)的NOx,這也是要嚴(yán)格控制的污染物。催化燃燒是沒有明火的燃燒,一般低于350℃,不會(huì)有NOx生成,因此更為安全和環(huán)保。
針對(duì)不同廢氣情況采用不同的形式的催化燃燒工藝,但不論哪種工藝都具備以下特點(diǎn):
1.在催化劑的特點(diǎn)中有提到第四條,廢氣中不允許含有塵?;蛘哽F滴,會(huì)減少催化燃燒的使用壽命,所有進(jìn)入催化燃燒的廢氣都應(yīng)先經(jīng)過預(yù)處理、除去粉塵、液滴及有害組分。
2.進(jìn)入催化床層的氣體必須都要達(dá)到催化劑的起燃溫度,只有這樣,催化反應(yīng)才可以進(jìn)行。對(duì)于低于起燃溫度的廢氣需先進(jìn)行預(yù)熱使其達(dá)到起燃溫度。預(yù)熱一般可采用電加熱和煙道氣加熱,目前電加熱的應(yīng)用多一些。
?催化燃燒應(yīng)用在燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電領(lǐng)域
催化燃燒應(yīng)用于燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電不僅能夠降低對(duì)環(huán)境的破壞,還大大提高了燃?xì)廨啓C(jī)的效率。美國(guó)在20世紀(jì)末蕞后10年里,天燃?xì)怆姀S以每年6000MW裝機(jī)容量的速率逐年遞增。隨著“西氣東輸”世紀(jì)工程的啟動(dòng),我國(guó)天燃?xì)獍l(fā)電領(lǐng)域也逐漸與世界接軌,因此對(duì)該領(lǐng)域中存在的應(yīng)用技術(shù)問題的探索已是刻不容緩。
燃燒中的環(huán)境問題是由于天燃?xì)獾臒嶂递^高,使得燃燒室溫度高達(dá)1800℃ ,助燃空氣中的N2發(fā)生高溫氧化,造成NOX污染。它以催化燃燒代替?zhèn)鹘y(tǒng)的火焰燃燒方式,燃燒室溫度被降至1500℃以下,能夠有效地抑制熱效應(yīng)NOX生成反應(yīng)的發(fā)生。
工業(yè)領(lǐng)域?qū)Υ呋紵夹g(shù)的興趣還在于,催化劑能夠穩(wěn)定貧燃火焰,進(jìn)行高空燃比燃燒,增大了燃料的利用率;另外,催化劑促進(jìn)的無(wú)焰燃燒,產(chǎn)生的熱流溫度適中,無(wú)須冷卻空氣進(jìn)行稀釋,可直接驅(qū)動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī),從而提高熱效。
催化燃燒裝置一般采用固定床催化反應(yīng)器。反應(yīng)器的設(shè)計(jì)按規(guī)范進(jìn)行,應(yīng)便于操作,維修方便,便于裝卸催化劑。
在進(jìn)行催化燃燒的工藝設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)根據(jù)具體情況,對(duì)于處理氣量較大的場(chǎng)合,設(shè)計(jì)成分建式流程,即預(yù)熱器、反應(yīng)器獨(dú)立裝設(shè),其間用管道連接。對(duì)于處理氣量小的場(chǎng)合,可采用催化焚燒爐,把預(yù)熱與反應(yīng)組合在一起,但要注意預(yù)熱段與反應(yīng)段間的距離。
催化燃燒過程的熱平衡:催化燃燒是放熱反應(yīng),放熱量的大小取決于有機(jī)物的種類及其含量。依靠廢氣燃燒的反應(yīng)熱,維持催化燃燒過程持續(xù)進(jìn)行是蕞經(jīng)濟(jì)的操作方法,而能否以自熱維持體系的正常反應(yīng),則取決于燃燒過程的放熱量、催化劑的起燃溫度、熱量回收率、廢氣的初始溫度。