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催化燃烧是一种典型的气固相催化反应,通过催化剂的帮助降低了反应的活化能,使其在200℃的较低的点火温度下无焰燃烧,在固体催化剂的表面发生有机物的氧化,同时产生CO2和H2O,并释放出大量的热量。由于其氧化反应温度低,在空气中N2的高温NOx的形成被大大地抑制,并且催化剂具有选择性催化。可以限制燃料中含氮化合物(RNH)的氧化过程,使得它们中的大部分形成分子氮(N2)。
相较于传统的火焰燃烧法,催化燃烧具有很大的优势。
(1)点火温度低,能耗小,燃烧稳定,甚至在点火温度后,可在没有外部传热的情况下完成氧化反应。
(2)净化,废气处理工程,污染物(如氮氧化物、不完全燃烧产物)排放水平低。
(3)自适应氧浓度范围大,噪声小,无二次污染,燃烧轻松,催化燃烧运行成本低廉,操作和管理也非常方便。
催化燃烧可分为三种类型。预热是催化燃烧基本的过程。当有机废气温度低于100摄氏度,浓度较低时,热量不能自给自足。因此,在进入反应器之前,必须在预热室中加热。气体或电加热通常用于将废气加热到催化反应所需的点火温度;净化后的气体与热交换器中的未处理废气进行热交换,以回收部分热量。
有机废气温度高,有机物含量高。一般来说,催化燃烧反应器中只有一个电加热器用于点火。部分净化气产生的热量可通过热交换器回收。在正常运行情况下,无需额外加热即可维持热平衡。
在有机废气流量大、浓度低、温度低的情况下,当催化燃烧需要消耗大量燃料时,有机废气可以吸附在吸附剂上,通过吸附方式浓缩,然后将有机废气解吸为高浓度有机废气(可浓缩10倍以上),再通过热风净化进行催化燃烧。无需添加热源以维持正常运行。
该催化燃烧装置主要由活性炭吸附箱、避雷器、换热器、催化反应床和风机组成。与直接燃烧相比,催化燃烧温度低,燃烧完成。催化燃烧使用的催化剂与和金属氧化物在外面。有机污染物的废气在铂和钯的作用下,可以在较低的温度下将废气中的有机污染物氧化成二氧化碳和水。催化剂的加入不能改变原有的化学平衡,只能改变化学反应的速率,但催化剂本身的性质在反应前后没有改变。
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