光氧催化燃燒在化學(xué)反應(yīng)過(guò)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(dāng)加熱到300~450℃的有機(jī)氣體通過(guò)催化層時(shí)，氧和有機(jī)氣體被吸附在多孔材料表層的催化劑上，增加了氧和有機(jī)氣體接觸碰撞的機(jī)會(huì)，提高了活性，使有機(jī)氣體與氧產(chǎn)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)而生成CO2和H2O，同時(shí)產(chǎn)生熱量，從而使得有機(jī)氣體變成無(wú)毒無(wú)害氣體。
催化燃燒裝置主要由熱交換器、燃燒室、催化反應(yīng)器、熱回收系統(tǒng)和凈化煙氣的排放煙囪等部分組成，其凈化原理是：未凈化氣體在進(jìn)入燃燒室以前，先經(jīng)過(guò)熱交換器被預(yù)熱后送至燃燒室，在燃燒室內(nèi)達(dá)到所要求的反應(yīng)溫度，氧 化反應(yīng)在催化反應(yīng)器中進(jìn)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。
催化燃燒設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮以下幾方面問(wèn)題：
1、氣流和溫度均勻分布。要使通過(guò)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(zhǎng)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)襯耐火材料，或用雙層夾墻結(jié)構(gòu)。
2、便于清洗和更換。催化劑反應(yīng)器一般應(yīng)設(shè)計(jì)成裝卸方便的模屜結(jié)構(gòu)，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(yīng)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(yīng)，所以，無(wú)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(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)際情況恰當(dāng)?shù)剡x擇。
光氧催化設(shè)備日常保養(yǎng)，光氧催化設(shè)備采用光解方式處理有機(jī)廢氣，沒(méi)有高溫、高壓危險(xiǎn)，使用安全，操作簡(jiǎn)單，便于各種行業(yè)的使用管理，特別適合防火、安全要求高的場(chǎng)合使用。采用高能紫外線(xiàn)光燈，利用特定波長(zhǎng)的紫外線(xiàn)對(duì)有機(jī)物進(jìn)行轉(zhuǎn)化，不會(huì)出現(xiàn)像活性炭吸附達(dá)到飽和而出現(xiàn)效果下降的情況，廢氣轉(zhuǎn)化效率高、處理效果長(zhǎng)期穩(wěn)定。光解處理區(qū)采用光解轉(zhuǎn)化有機(jī)廢氣，反應(yīng)區(qū)內(nèi)只安裝燈具，只是進(jìn)出兩端設(shè)置隔離層，氣流平穩(wěn)、緩慢，阻力小，選用系統(tǒng)風(fēng)機(jī)的壓力要求低，降低配套設(shè)施運(yùn)行能耗和費(fèi)用。采用“光照”的方式處理有機(jī)廢氣，在光解反應(yīng)區(qū)內(nèi)將有機(jī)物質(zhì)直接轉(zhuǎn)化，不另外增加中間介質(zhì)或過(guò)程，不產(chǎn)生二次污染，也不需要另外加入其他能耗，只需要亮燈光照即可，燈具的使用壽命長(zhǎng)，正常使用可達(dá)到5000-8000小時(shí)，所以本設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用低，不產(chǎn)生二次污染，屬于清潔、低能耗的高技術(shù)環(huán)保系統(tǒng)。
催化燃燒凈化裝置是典型的氣-固相催化反應(yīng)，其實(shí)質(zhì)是活性氧參與的深度氧 化作用。在催化燃燒過(guò)程中，催化劑的作用是降低活化能，同時(shí)催化劑表面具有吸附作用，使反應(yīng)物分子富集于表面提高了反應(yīng)速率，加快了反應(yīng)的進(jìn)行。借助催化劑可使有機(jī)廢氣在較低的起燃溫度條件下，發(fā)生無(wú)焰燃燒，并氧 化分為CO2和H2O，同時(shí)放出大量熱能，從而達(dá)到去除廢氣中的有害物的方法。
在將廢氣進(jìn)行催化燃燒的過(guò)程中，廢氣經(jīng)管道由風(fēng)機(jī)送入熱交換器，將廢氣加熱到催化燃燒所需要的起燃溫度，再通過(guò)催化劑床層使之燃燒，由于催化劑的存在，催化燃燒的起燃溫度約為250-300℃，大大低于直接燃燒法的燃燒溫度650-800℃，因此能耗遠(yuǎn)比直接燃燒法為低。
有機(jī)廢氣經(jīng)前處理后，經(jīng)過(guò)阻火器，進(jìn)入熱交換器，使廢氣升溫到催化反應(yīng)溫度(250-300℃)。然后進(jìn)入催化反應(yīng)床，在催化劑的作用下，有機(jī)廢氣進(jìn)行氧 化反應(yīng)生成無(wú)害的水和二氧 化碳，并放出一定的熱量。反應(yīng)后的高溫氣體再次進(jìn)入熱交換器，經(jīng)換熱冷卻，以較低的溫度經(jīng)引風(fēng)機(jī)排入大氣。
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