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催化燃燒實(shí)際上為的催化氧化，即在催化劑作用下，使廢氣中的有害可燃組分氧化為CO2和H2O.由于絕大部分有機(jī)物均具有可燃燒性，因此催化燃燒法已成為凈化含烴類化合物廢氣的有效手段之一。又由于很大一部分有機(jī)化合物具有不同程度的惡臭，因此催化燃燒法也是消除惡臭氣體的有效手段之一。
目前催化燃燒法已應(yīng)用于金屬印刷、絕緣材料、漆包線、煉焦、涂料、化工等多種行業(yè)中凈化有機(jī)廢氣。特別是在漆包線、絕緣材料、印刷等生產(chǎn)過(guò)程中排出的烘干廢氣，因廢氣溫度較高、，有機(jī)物濃度較高，對(duì)燃燒反應(yīng)及熱量回收有利，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益，因此應(yīng)用廣泛。
同其他燃燒法相同，催化燃燒的最終產(chǎn)物為CO2和H2O，無(wú)法回收廢氣中原有的有機(jī)組分，因此操作過(guò)程中的能耗大小以及熱量回收的程度將決定催化燃燒法的應(yīng)用價(jià)值。
一、催化燃燒法的特點(diǎn)
與其他種類的燃燒法相比，催化燃燒法具有如下特點(diǎn)：
①催化燃燒為無(wú)火焰燃燒，所以安全性好;
②燃燒溫度要求低，大部分烴類和CO2在300~450℃之間即可完成反應(yīng)，由于反應(yīng)溫度低，故輔助燃料消耗少;
③對(duì)可燃組分濃度和熱值限制較小;
④為使催化劑延長(zhǎng)使用壽命，不允許廢氣中含有塵粒和霧滴。
二、催化燃燒催化劑
用于催化燃燒的催化劑以貴金屬Pt、Pd催化劑使用最多，因?yàn)檫@些催化劑活性好，壽命長(zhǎng)，使用穩(wěn)定。我國(guó)由于貴金屬資源稀少，因此注意了從事非貴金屬催化劑的研究，目前研究較多的為稀土催化劑，并已取得一定成效。國(guó)內(nèi)已研制使用的催化劑有下列幾類。
以Al2O3為載體的催化劑。此載體可作成蜂窩狀或粒狀等，然后將活性組分負(fù)載其上，現(xiàn)已使用的有蜂窩陶瓷鈀催化劑、蜂窩陶瓷鉑催化劑、蜂窩陶瓷非貴金屬催化劑、yAl2O3粒狀鉑催化劑、yA2O3稀土催化劑等
以金屬作為載體的催化劑?？捎面囥t合金、鎳鉻鎳鋁合金、不銹鋼等金屬作為載體，已經(jīng)應(yīng)用的有鎳鉻絲蓬體球鈀催化劑、鉑鈀/鎳60鉻15帶狀催化劑、不銹鋼絲網(wǎng)鈀催化劑以及金屬蜂窩體的催化劑等。
三、催化燃燒法工藝流程
針對(duì)排放廢氣的不同情況，可以采用不同形式的催化燃燒工藝，但不論采用何種工藝形式，其流程的組成具有如下共同的特點(diǎn)。
)進(jìn)入催化燃燒裝置的氣體首先要經(jīng)過(guò)預(yù)處理，除去粉塵、液滴及有害組分，避免催化床層的堵塞和催化劑的中毒。
(2)進(jìn)入催化床層的氣體溫度必須要達(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(duì)于低于起燃溫度的進(jìn)氣，必須進(jìn)行預(yù)熱，使其達(dá)到起燃溫度。特別是開(kāi)車時(shí)，對(duì)冷進(jìn)氣必須進(jìn)行預(yù)熱，因此催化燃燒法連續(xù)排氣的凈化，經(jīng)開(kāi)車時(shí)對(duì)進(jìn)氣預(yù)熱后，即可利用燃燒尾氣的熱量預(yù)熱進(jìn)口氣體。若廢氣為間歇排放，每次開(kāi)車均需對(duì)進(jìn)口冷氣體進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱器的頻繁啟動(dòng)，使能耗大大增加。氣體的預(yù)熱方式可以采用電加熱也可以采用煙道氣加熱，目前應(yīng)用較多的為電加熱。
(3)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(duì)這部分熱量必須回收。一般是首先通過(guò)換熱器將高溫尾氣與進(jìn)口低溫氣體進(jìn)行熱量交換以減少預(yù)熱能耗，剩余熱量可采用其他方式進(jìn)行回收。在生產(chǎn)裝置排出的有機(jī)廢氣溫度較高的場(chǎng)合，如漆包線、絕緣材料等的烘干廢氣，溫度可達(dá)300℃以上，可以不設(shè)置預(yù)熱器和換熱器，但燃燒尾氣的熱量仍應(yīng)回收。
催化燃燒工藝流程有分建式與組合式兩種。
在分建式流程中，預(yù)熱器、換熱器、反應(yīng)器均作為獨(dú)立設(shè)備分別設(shè)立，其間用相應(yīng)的管路連接，一般應(yīng)用于處理氣量較大的場(chǎng)合。
組合式流程將預(yù)熱、換熱及反應(yīng)等部分組合安裝在同一設(shè)備中，即所謂催化燃燒爐，流程緊湊、占地小，一般用于處理氣量較小的場(chǎng)合。我國(guó)有這類裝置的定型產(chǎn)品，可根據(jù)處理氣量的大小進(jìn)行選擇。
(4)進(jìn)行催化燃燒的設(shè)備為催化燃燒爐，主要包括預(yù)熱與燃燒兩部分。在預(yù)熱部分，除設(shè)置加熱裝置外，還應(yīng)保持一定長(zhǎng)度的預(yù)熱區(qū)，以使氣體溫度分布均勻并在使用燃料燃燒加熱進(jìn)口廢氣時(shí)，保證火焰不與催化劑接觸。為防止熱量損失，對(duì)預(yù)熱段應(yīng)予以良好保溫。在催化反應(yīng)部分，為方便催化劑的裝卸，常設(shè)計(jì)成筐狀或抽屜狀的組裝件。
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