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催化燃燒裝置 [1]  是指在催化劑作用下燃燒的裝置或設備。催化燃燒裝置的工作原理是:借助催化劑使有機廢氣在較低的起燃溫度下進行無焰燃燒,使有機廢氣分解為的二氧化碳和水蒸汽。催化燃燒器電控制系統(tǒng)由PLC控制器、文本顯示器、變頻調(diào)速器、點火器、紫外線傳感器、熱電偶等電控設備以及風機，另外由零壓閥調(diào)節(jié)燃氣與空氣的比例。詞條還舉例介紹了HC型系列有機氣體催化燃燒裝置和LF-VC型直接催化分解氧化裝置，以及催化燃燒裝置使用中的不因素以及管理措施。



催化燃燒是用催化劑使廢氣中可燃物質(zhì)在較低溫度下氧化分解的凈化方法。所以，催化燃燒又稱為催化化學轉(zhuǎn)化。由于催化劑加速了氧化分解的歷程，大多數(shù)碳氫化合物在300~450℃的溫度時，通過催化劑就可以氧化完全。
與熱力燃燒法相比，催化燃燒所需的輔助燃料少，能量消耗低，設備設施的體積小。但是，由于使用的催化劑的中毒、催化床層的更換和清潔費用高等問題，影響了這種方法在工業(yè)生產(chǎn)過程中的和應用。
中文名催化燃燒外文名catalytic combustion別    稱催化化學轉(zhuǎn)化催化燃燒裝置由熱交換器、燃燒室等組成催化劑構成催化活性材料和催化載體

目錄

  1. 1 催化燃燒過程
  2. 2 催化劑
  3. ? 材料和載體
  4. ? 性能要求
  5. 3 催化燃燒應用

催化燃燒過程

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在化學反應過程中，利用催化劑降低燃燒溫度，加速有毒有害氣體完全氧化的方法，叫做催化燃燒法。由于催化劑的載體是由多孔材料制作的，具有較大的比表面積和合適的孔徑，當加熱到300~450℃的有機氣體通過催化層時，氧和有機氣體被吸附在多孔材料表層的催化劑上，增加了氧和有機氣體接觸碰撞的機會，提高了活性，使有機氣體與氧產(chǎn)生劇烈的化學反應而生成CO2和H2O，同時產(chǎn)生熱量，從而使得有機氣體變成無害氣體。
催化燃燒裝置主要由熱交換器、燃燒室、催化反應器、熱回收系統(tǒng)和凈化煙氣的排放煙囪等部分組成，如右圖所示。其凈化原理是：未凈化氣體在進入燃燒室以前，先經(jīng)過熱交換器被預熱后送至燃燒室，在燃燒室內(nèi)達到所要求的反應溫度，氧化反應在催化反應器中進行，凈化后煙氣經(jīng)熱交換器釋放出部分熱量，再由煙囪排入大氣。
催化燃燒裝置設計時應考慮以下幾方面問題：
1、氣流和溫度均勻分布。要使通過催化劑表面的氣流和溫度分布均勻，并保證火焰不直接接觸催化劑表面，燃燒室必需具有足夠的長度和空間。催化燃燒裝置應具有良好的保溫效果。爐體一般用鋼結(jié)構的外殼內(nèi)襯耐火材料，或用雙層夾墻結(jié)構。
2、便于清洗和更換。催化劑反應器一般應設計成裝卸方便的模屜結(jié)構，便于清洗和更換催化劑載體。
3、輔助燃料和助燃。催化燃燒一般采用天然氣作輔助燃料，也可用燃料油、電加熱等作輔助燃料。助燃一般用凈化后的氣體，如果凈化后的氣體不能作為助燃，則應引入空氣助燃。
4、較高的轉(zhuǎn)化速度。由于催化燃燒為不可逆的放熱反應，所以，無論反應進行到什么階段，都應在盡可能高的溫度下進行，以獲得較高的轉(zhuǎn)化速度。但操作溫度往往受某些條件的限制，如催化劑的耐熱溫度、高溫材料的獲得，熱能的供應，以及是否伴有副反應等。因而實際生產(chǎn)中應根據(jù)實際情況恰當?shù)剡x擇。

催化劑

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材料和載體

催化劑是一種能改變化學反應速度，而在反應前后其本身的化學性質(zhì)沒有改變的物質(zhì)。催化劑通常是由催化活性材料和催化載體構成。催化活性材料一般是金屬或金屬氧化物。其中貴重金屬催化劑主要有鉑、鈀和釕等，普通金屬催化劑主要有銅、鉻、鎳、釩、錳、鐵、鈷等金屬及氧化物。催化載體是多孔材料，主要作用是使活性材料具有大的體表面積。催化載體分為金屬載體、陶瓷載體和炭纖維載體。金屬載體一般是以鎳或鎳鉻合金為載體做成的帶、片、丸、絲等形狀，通過 “電鍍”或 “化學鍍”（即溶液浸漬）將鉑、鈀鍍在這些載體上，并制成便于裝配、拆卸的模屜。以陶瓷為載體的催化劑，一般是以硅—鋁氧化物為載體，其結(jié)構有片粒狀和蜂窩狀兩種。一般在陶瓷結(jié)構上涂敷一層僅0.13mm厚的α-氧化鋁薄層，把活性的鉑、鈀等金屬催化劑以晶狀態(tài)沉積或分散在多孔的氧化鋁薄層中，并制成便于裝配、拆卸的模屜。炭纖維載體可制作成線狀、氈狀、網(wǎng)狀等形狀，在載體上涂敷催化活性材料，制成便于裝配、拆卸的模屜。 [1] 

性能要求

催化劑是催化燃燒法的核心，一種好的催化劑必須具備催化活性高、熱穩(wěn)定性好、強度高、壽命長等特性。
1、活性高。催化劑的活性好壞直接影響催化燃燒的化學轉(zhuǎn)化率。而轉(zhuǎn)化率不僅與催化活性材料自身的活性有關，而且與催化載體的物理形狀有著直接關系。所以，在選擇適應的催化活性材料的同時，還必須考慮催化載體的物理形狀，保證催化劑有較高的活性，達到催化燃燒凈化的目的。
2、熱穩(wěn)定性好。由于廢氣的溫度隨時變化，如果催化劑不能適應一定范圍內(nèi)的溫度變化，催化劑的性能就會下降，凈化效率就會降低。因此，催化劑必須具備適應一定范圍內(nèi)的溫度變化。
3、強度高。在催化燃燒過程中，催化劑往往會因高溫、振動和氣流等因素的作用，使催化劑產(chǎn)生破裂和磨損，破裂和磨損會造成催化劑的活性降低，增加催化劑床層的壓降，影響凈化效果。
4、壽命長。催化活性材料大都比較昂貴，所以，設計時選用催化劑時應盡量使用壽命較長的催化劑。




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活性炭吸附催化燃燒設備介紹

催化燃燒脫附利用催化燃燒的熱空氣加熱活性炭中吸附的有機氣體，使之從活性炭中脫附出來，并且高濃度的廢氣引入到催化燃燒反應器中。250℃的催化起燃溫度下，通過催化劑的作用進行氧化反應轉(zhuǎn)化為無害的水和二氧化碳。活性炭吸附設備利用活性炭將低濃度大風量有機廢氣吸附到活性炭中，經(jīng)活性炭吸附凈化后的氣體直接 排放，是一個物理吸附過程。

活性炭吸附催化燃燒設備

活性炭吸附催化燃燒處理原理

活性炭吸附—催化燃燒脫附是把以上兩者的優(yōu)點有效地結(jié)合起來。先利用活性炭進行吸附，當吸附飽和時，啟動催化燃燒設備，并利用熱空氣局部加熱活性炭吸附床，當催化燃燒反應床加熱到250℃，活性炭吸附床局部達到60～110℃時，脫附出來的高濃度廢氣就可在催化反應床中進行氧化分解。反應后的高溫氣體經(jīng)換熱器的換熱，換熱后的氣體一部分再次送入活性炭吸附床進行脫附，另一部分直接排放。

活性炭吸附催化燃燒設備技術優(yōu)勢

1、無焰氧化，，可布置在防爆生產(chǎn)場合。

2、高性能活性炭吸附劑，比表面積大，吸-脫附性能好，過風阻力小。

3、附床內(nèi)配套消防系統(tǒng)，充分保證設施。

4、多重預警系統(tǒng)：非穩(wěn)態(tài)控制、溫度預警、停機警報及故障應急處置措施等。

5、凈化設施阻力小，可有效降低風機功率及噪音。

6、凈化效率高，保證達標排放。

活性炭吸附催化燃燒設備性能及特點

1、該設備原理先進、用材獨特、性能穩(wěn)定、操作簡便、節(jié)能省力、可靠、無二次污染；

2、采用新型的活性炭吸附材料——蜂窩狀活性炭，與粒狀相比具有優(yōu)越的動力學性能。極適合于大風量下使用。

3、能耗低、運行成本低吸附時僅風機功率，脫附時間短2~4小時，周期長2~4天脫附一次。

4、吸附有機物廢氣的活性炭吸附床，可循環(huán)使用催化燃燒后的熱氣進行脫附再生，脫附后的氣體再送入催化燃燒室進行凈化處理，不需外加能量，運轉(zhuǎn)費用低，節(jié)能效果顯著。

5、催化燃燒室采用陶瓷蜂窩體的貴金催化劑，阻力小，活性高。當有機蒸汽濃度達到2000PPM以上時，可維持自燃。

6、全自動控制，操作簡易。




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