11.3.6 什么是废气的催化燃烧法?
催化燃烧法是在催化剂作用下,使有机物废气能在着火点温度以下,进行激烈氧化燃烧。它比直接燃烧法减少燃烧费用,直接燃烧法温度必须在650~800℃,而使用催化剂后,其氧化燃烧可在250~500℃下进行,其开始反应温度随有机物不同而异。如苯、甲苯等在250~300℃下反应就能进行,而醋酸乙酯、环己酮等必须在400~500℃温度下氧化反应才能进行。
催化剂表面积大而活泼,可将废气中的氧大量地吸在自己表面上,这样催化剂表面上的氧浓度大为增加,从而大大加速了氧与有机物蒸气分子在催化剂表面上的反应速度并降低反应温度。反应产物一经生成就离开催化剂表面,空出来的表面又立刻吸附氧,如此反复达到加速燃烧反应的目的。
由上可知,催化剂把有机废气吸附到表面并使其活化,在催化剂表面有机废气的氧化反应比直接燃烧法的场合所需能量低,而且反应更迅速进行。在实际中,希望在较低温度下处理较多的废气,因此要求催化剂的活性高,一般使用铂、钯等白金系的贵重金属作为催化剂。
催化燃烧系统由催化元件、催化燃烧室、换热器及安全控制装置等部分组成。
其系统主要部件即催化元件,外面是不锈钢制成的框架,里面填充有表面镀有催化剂的载体。载体具有各种形状,有网状、球体、柱体及蜂窝状等,其载体材料为镍、铬等耐热合金及陶瓷等。要求催化剂元件具有机械强度高,气阻小,传热性能好等特点。
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图11-22 催化氧化流程
催化氧化流程和催化燃烧装置系统分别如图11-22和图11-23所示。燃烧装置由导管把含有可燃性物质的废气引入预热室,把废气预热到反应起始温度,经预热有机废气通过催化层使之完全燃烧,氧化燃烧生成无毒无臭的热气体,可进入换热器和烘干室等作为余热综合利用回收。

图11-23 催化燃烧系统
1—助燃通风机 2—预热烧嘴 3—燃料供给管 4—壳体 5—换热器 6—催化元件 7—废气分配管 8—废气通风机 9—烟囱 10—净化气排出量