沸石轉(zhuǎn)輪催化燃燒為無焰燃燒,因此適用于穩(wěn)定性要求高的場合,如以H2和O2為原料的燃料電池、用汽油或酒精為原料的懷爐(催化劑為浸Pt石棉)等。如化工NOx的煙霧,可加燃料到煙霧中,通過負(fù)載型鉑和鈀催化劑,催化燃燒使NOx轉(zhuǎn)化為N2氣。要使通過催化劑表面的氣流和溫度分布均勻,并確定火焰不直接接觸催化劑表面,燃燒室具有足夠的長度和空間。
下面,講解一下沸石轉(zhuǎn)輪催化燃燒設(shè)備工作速率的提升方法:
一、較不錯的轉(zhuǎn)化速度。由于催化燃燒為不可逆的放熱反應(yīng),所以,無論反應(yīng)進(jìn)行到什么階段,都應(yīng)在盡可能高的溫度下進(jìn)行,以獲得較不錯的轉(zhuǎn)化速度。但操作溫度往往受某些條件的限制,如催化劑的不怕熱溫度、高溫材料的獲得,熱能的供應(yīng),以及是否伴有副反應(yīng)等。因而實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況。
二、輔助燃料和助燃。催化燃燒一般采用自然氣作輔助燃料,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(yīng)引入空氣助燃。
三、便于清洗和替換。催化劑反應(yīng)器一般應(yīng)設(shè)計成裝卸方便的模屜結(jié)構(gòu),便于清洗和替換催化劑載體。
四、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,并確定火焰不直接接觸催化劑表面,燃燒室具有足夠的長度和空間。催化燃燒裝置應(yīng)具有良好的保溫效果。爐體一般用鋼結(jié)構(gòu)的外殼內(nèi)襯不怕火材料,或用雙層夾墻結(jié)構(gòu)。
沸石轉(zhuǎn)輪催化燃燒的氣體要經(jīng)過預(yù)處理,除去粉塵、液滴及組分,避免催化床層的堵塞和催化劑的中毒。廢氣進(jìn)行催化床層的氣體溫度要達(dá)到所用催化劑的起燃溫度,催化反應(yīng)才能進(jìn)行。因此對于低于起燃溫度的進(jìn)氣,要進(jìn)行預(yù)熱使其達(dá)到起燃溫度。特別是開車時,對冷時氣進(jìn)行預(yù)熱,因此催化燃燒法適于連續(xù)排氣的凈化,經(jīng)開車時對進(jìn)氣預(yù)熱后,即可利用燃燒尾氣的熱量預(yù)熱氣體。催化燃燒反應(yīng)放出大量的反應(yīng)熱,因此燃燒尾氣溫度很高,對這部分熱量回收。
沸石轉(zhuǎn)輪催化燃燒的催化燃燒工藝被普遍應(yīng)用于涂裝、印刷、機(jī)電、家電、制鞋、塑料及各種化工車間里揮發(fā)或泄漏出的廢氣的凈化及臭味的除掉等工程項(xiàng)目當(dāng)中,適用于較低濃度(50~1000ppm)的、不宜采用直接燃燒或催化燃燒法和吸附回收法處理的廢氣治理的。
沸石轉(zhuǎn)輪催化燃燒主要適用于處理常溫、大風(fēng)量、中低濃度、易揮發(fā)的廢氣,可處理溶劑種類包括苯類、酮類、酯類、醛類、醚類、烷類及其混合氣體。先廢氣經(jīng)干式過濾器去掉部分粉塵顆粒物。然后將符合吸附條件的廢氣送入活性炭吸附箱進(jìn)行吸附凈化,凈化后的潔凈氣體由主排風(fēng)機(jī)排入大氣中。吸附裝置配有備用吸附箱1套,當(dāng)活性炭吸附飽和后通過控制閥門切換至催化燃燒脫附狀態(tài);脫附系統(tǒng)采用在線脫附(也可采用離線脫附),即吸附過程為連續(xù)式處理工藝,在備用吸附裝置投入使用同時,飽和吸附箱則進(jìn)行脫附工作,脫附后活性炭箱預(yù)備至下次循環(huán)使用。
沸石轉(zhuǎn)輪催化燃燒的吸附過程,由于固體表面上存在著未平衡和未飽和的分子引力或化學(xué)鍵力,因此當(dāng)此固體表面與氣體接觸時,能吸引氣體分子,使其濃聚并保持在固體表面,此現(xiàn)象稱為吸附。利用固體表面的吸附能力,使廢氣與大表面的多孔性固體物質(zhì)相接觸,廢氣中的污染物被吸附在固體表面上,使其與氣體混合物分離,達(dá)到凈化目的。廢氣經(jīng)空氣過濾器除去微小懸浮顆粒后,進(jìn)入吸附罐頂部,經(jīng)過罐內(nèi)活性碳吸附后,除去成分,符合排放標(biāo)準(zhǔn)的凈化氣體,經(jīng)風(fēng)機(jī)排出室外。