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        印刷廠催化燃燒設備的設計原理及工藝流程

        2021-09-24 17:50:52

        催化燃燒是典型的氣-固相催化反應,其實質是活性氧參與的氧化作用。在催化燃燒過程中,催化劑的作用是降低活化能,同時催化劑表面具有吸附作用,使反應物分子富集于表面提升了反應速率,加快了反應的進行。借助催化劑可使有機廢氣在較低的起燃溫度條件下,發生無焰燃燒,并氧化分解為CO2和H2O,同時放出大量熱能,從而達到去掉廢氣中的不好的物的方法。

        在將廢氣進行催化燃燒的過程中,廢氣經管道由風機送入熱交換器,將廢氣加熱到催化燃燒所需要的起燃溫度,再通過催化劑床層使之燃燒,由于催化劑的存在,催化燃燒設備的起燃溫度約為250-300℃,低于直接燃燒法的燃燒溫度650-800℃,因此能耗遠比直接燃燒法為低。

        催化燃燒設備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。催化燃燒裝置應具有良好的保溫效果。爐體一般用鋼結構的外殼內襯不怕火材料,或用雙層夾墻結構。

        2、便于清洗和替換。催化劑反應器一般應設計成裝卸方便的模屜結構,便于清洗和換催化劑載體。

        3、輔助燃料和助燃。催化燃燒設備一般采用氣作輔助燃料,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、較不錯的轉化速度。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,以獲得較不錯的轉化速度。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,以及是否伴有副反應等。因而實際生產中應根據實際情況恰當地選擇。

        印刷廠催化燃燒設備的大致工藝流程:

        1、預熱式:預熱式是催化燃燒的基本流程形式。有機廢氣溫度在100℃以下,濃度也較低,熱量不能自給,因此在進入反應器前需要在預熱室加熱升溫,燃燒凈化后氣體在熱交換器內與未處理廢氣進行熱交換,以回收部分熱量。該工藝通常采用煤氣或電加熱升溫至催化反應所需的起燃溫度。

        2、自身熱平衡式:當有機廢氣排出時溫度較不錯(在300℃左右),高于起燃溫度,且有機物含量較不錯,熱交換器回收部分凈化氣體所產生的熱量,在正常操作下能夠維持熱平衡,無需補充熱量,通常只需要在催化燃燒反應器中設置電加熱器供起燃時使用。

        3、吸附-催化燃燒:當有機廢氣的流量大、濃度低、溫度低,采用催化燃燒需耗大量燃料時,可先采用吸附手段將有機廢氣吸附于吸附劑上進行濃縮,然后通過熱空氣吹掃,使有機廢氣脫附出來成為濃縮了的濃度好有機廢氣(可濃縮10倍以上),再進行催化燃燒。此時,不需要補充熱源,就可維持正常運行。

        4、對于有機廢氣催化燃燒工藝的選擇主要取決于:燃燒過程的放熱量,即廢氣中可燃物的種類和濃度;起燃溫度,即有機組分的性質及催化劑活性;熱回收率等。當回收熱量超過預熱所需熱量時,可實現自身熱平衡運轉,無需外界補充熱源,這是比較經濟的。

        催化燃燒設備主要由熱交換器、燃燒室、催化反應器、熱回收系統和凈化煙氣的排放煙囪等部分組成,其凈化原理是:未凈化氣體在進入燃燒室以前,先經過熱交換器被預熱后送至燃燒室,在燃燒室內達到所要求的反應溫度,氧化反應在催化反應器中進行,凈化后煙氣經熱交換器釋放出部分熱量,再由煙囪排入大氣。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,以獲得較不錯的轉化速度。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,以及是否伴有副反應等。因而實際生產中應根據實際情況恰當的選擇。

        催化燃燒設備是一種采用靜電凈化法收集煙氣中粉塵的裝置。是凈化工業廢氣的理想設備。凈化工作主要依靠電放置和沉淀兩個系統。當高壓直流在電之間輸入時,在電空間中產生陰離子和陽離子,通過靜電場作用于廢氣顆粒表面,在電場作用下移動到性相反的電上,并沉積在電上以達到除塵目標。當振動錘周期性地撞擊桿裝置時,附著在其上的灰塵被磨掉,并通過除灰裝置落入機器的下部灰斗。凈化后的廢氣通過煙囪從出入口排放到大氣中,完成煙氣凈化過程。


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