鹽城催化燃燒設備-設備供應商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。

催化燃燒設備或裝置介紹：催化燃燒裝置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,使有機廢氣分解為無毒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安全因素以及管理措施。

催化燃燒過程

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*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毒無害氣體。

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。爐體一般用鋼結構的外殼內(nèi)襯耐火材料，或用雙層夾墻結構。

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

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，其結構有片粒狀和蜂窩狀兩種。一般在陶瓷結構上涂敷一層僅0.13mm厚的α-氧化鋁薄層，把活性的鉑、鈀等金屬催化劑以微晶狀態(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。

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化率。而轉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。

催化燃燒應用

催化燃燒適用于含有可燃氣體、蒸氣等有毒有害氣體的凈化，但對于含有大量塵粒、霧滴等有毒有害氣體，容易引起催化床層的堵塞，使催化活性下降，從而降低凈化效率。催化燃燒凈化方法，幾乎適用于所有排放烴類或有臭味化合物的工業(yè)生產(chǎn)過程。

鹽城催化燃燒設備-設備供應商催化燃燒系統(tǒng)原理

然氣燃料具有熱值高、大氣污染排放物少的優(yōu)點，在一般情況下，天然氣的燃燒仍然會排放一定量的NO由于NO，具有對環(huán)境污染的影響，因此很有必要降低天然氣燃燒過程中N0，的排放量。近十多年的研究表明，催化燃燒技術*可能解決上述問題，可以使得燃氣燃燒達到低排放的標準，近于*，同時可以有效提高爐膛內(nèi)熱效率 [3] 。

燃燒器工作原理是當需要改變?nèi)紵β蕰r，通過調(diào)節(jié)進入燃燒系統(tǒng)的混合燃氣量來改變整個系統(tǒng)的能量。

催化燃燒系統(tǒng)

目前,國產(chǎn)催化燃燒裝置的工作流程為:

1、廢氣前處理設備

2、氣一氣換熱器

3、預熱室

4、催化反應器

5、氣一氣換熱器

6、凈化氣體排空

電控制系統(tǒng)

組成及功能

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。催化燃燒電氣控制系統(tǒng)工作過程分為三個狀態(tài)：燃燒器工作狀態(tài)、停止狀態(tài)及參數(shù)設定狀態(tài)。在工作狀態(tài)中又分為點火過程和燃燒過程。由安裝的熱電偶檢測出溫度，送文本顯示器顯示。PLc具有模擬量輸入、輸出模塊，檢測火焰燃燒信號和熱電偶溫度信號，將檢測到的信號與設定的信號經(jīng)過比較運算后，通過0～10 V電信號控制變頻器的輸出頻率來調(diào)整風機的轉速，保持燃燒器的燃燒溫度，這就是構成以設定溫度為基準的控制系統(tǒng)；自動檢測燃燒器溫度信號與設定的溫度比較，輸出各類報警信號或直接停機。顯示器可以顯示燃氣流量、燃燒溫度和變頻器輸出頻率。設定參數(shù)和工作狀態(tài)等信息；可以通過顯示器在線調(diào)整運行溫度參數(shù)，修改設定溫度控制風機的運行。該系統(tǒng)還設有多種保護功能，尤其是較強的邏輯互鎖功能，從而保證系統(tǒng)工作可靠，并且具有較為完善的控制功能。

工作原理

該系統(tǒng)工作過程主要劃分為三種狀態(tài)參數(shù)設定、燃燒運行和燃燒停止。

1．參數(shù)設定狀態(tài)

此狀態(tài)為燃燒工作之前做好數(shù)據(jù)的準備?？筛鶕?jù)需要分別設定點火溫度和變頻器起動時的頻率，控制風機的風量。點火溫度是為了保證點火過程的可靠性。起動頻率保證催化燃燒器在剛點燃時的有焰燃燒，這時的燃燒比不易太低，風量不能過大。

2．燃燒運行狀態(tài)

(1)燃燒起動過程

當控制系統(tǒng)在待命的狀態(tài)下，接到輸入的起動命令，將進入燃燒運行狀態(tài)，首先是控制系統(tǒng)進行自檢，之后進行前吹掃，變頻器輸出信號控制風機的旋轉，空氣風量由低速漸變?yōu)楦咚僭僦饾u變?yōu)榈退?，新鮮空氣風吹過燃燒爐盤，以保證爐內(nèi)沒有殘留燃氣的存在，保證點火過程的安全可靠。具體操作是變頻器先起動，PLc模擬輸出信號使變頻器頻率從起動設定頻率開始上升，達到一定頻率后保持一定時間后再下降，完成起動前的吹掃。之后，發(fā)出點火信號，高壓點火器工作，同時打開點火管道的閥門，小火點燃。通過紫外線傳感器的檢測到期小火點燃后，打開主燃氣閥門。這時催化燃燒爐盤進行有焰燃燒，直到檢測溫度信號達到設定的點火關閉溫度，點火閥門關閉，完成點火過程，進入到燃燒調(diào)節(jié)階段。

(2)燃空比的調(diào)定

有文獻表明，催化燃燒時的“燃氣/空氣比值"范圍一般在4%～11%之間；在一定的燃燒條件之下，燃/空比為6%時，天然氣就能實現(xiàn)較好的催化燃燒效果，燃燒系統(tǒng)就可以得到最大的熱效率，同時又能取得較好的排放效果。

本系統(tǒng)的燃氣一空氣比的調(diào)節(jié)是通過零壓閥實現(xiàn)的。當改變風機的空氣風量時，燃/空比也能隨之被改變，以達到催化燃燒器燃燒工作的要求。在起動時只要調(diào)節(jié)輸出變頻器的頻率就能達到點火時要求的從有焰燃燒到催化燃燒的燃/空比的變化。

(3)燃燒溫度調(diào)節(jié)

燃燒器溫度調(diào)節(jié)可以通過文本顯示器的鍵盤輸入，改變變頻器的輸出頻率，調(diào)節(jié)適當?shù)娘L量。當風量增大，燃燒溫度超過設定值，則PLc控制變頻器降低輸出頻率，減少出風量來穩(wěn)定燃燒器的溫度。若變頻器輸出頻率低于設定值(風機出風量頻率，設為5 Hz)，而出風量仍高于設定值時，PLc開始計時，若在一定時間內(nèi)，降低到設定值，PLc放棄計時，繼續(xù)變頻調(diào)速運行；若在一定時間內(nèi)溫度仍高于設定，PLc將繼續(xù)調(diào)節(jié)，直至達到設定值。由PLc經(jīng)PID運算后控制變頻器的頻率輸出；如溫度不夠，則頻率上升，延時保持一定時間。反之亦然。

3．燃燒停止狀態(tài)

燃燒器的停止是在接受到文本顯示器發(fā)來的停止命令，首先將主燃氣閥關斷，然后，系統(tǒng)進行后吹掃，進行驅散殘余燃氣，并對燃燒盤進行強制風冷降溫。經(jīng)過一段時間之后，關閉風機，變頻器停止工作，完成燃燒器停機過程。

分解氧化裝置

原理說明

將有機廢氣直接引入催化燃燒裝置，在開始階段需通過電加熱器將其溫度升高至反應需要的溫度，廢氣在催化催化劑作用發(fā)生氧化放熱反應生成無害的H2O和CO2，分解后釋放出的熱量通過熱交換器加熱進入催化床的有機廢氣，當有機廢氣的濃度達到一定的濃度時，放熱和熱交換所需要熱量達到平衡，無需電加熱，通過自身平衡處理掉高濃度有機廢氣。上述過程可通過PLC系統(tǒng)控制柜全自動操作 [5] 。

催化分解法已成為凈化高濃度有機廢氣的有效手段，特別適宜治理噴涂、油墨印刷等在烘干過程中排出的高濃度有機廢氣。因烘干廢氣溫度和有機物濃度都較高，對分解反應及熱量回收有利，減少設備運行及投資費用。

設備特點

1. 適合處理高溫、高濃度、連續(xù)性產(chǎn)生的有機廢氣

2．不產(chǎn)生二次污染，設備投資及運行費用低；

3．催化低溫分解，預熱時間短，能耗低，催化劑使用壽命長，催化分解凈化率高達97%以上；

4．設備運行穩(wěn)定，可靠，活動件少，檢修系統(tǒng)配備完善，操作維修方便；

5．整個運行過程中實現(xiàn)全自動化PLC控制，方便，可靠；

6．系統(tǒng)安全設施完善，配有阻火器，泄爆口，運行時出現(xiàn)的異常情況將報警并自動停機。

催化燃燒裝置

有機氣體催化裝置目前第六代產(chǎn)品已被國內(nèi)外用戶廣泛地使用，取得了顯著的環(huán)境效益、經(jīng)濟效益和社會效益。該產(chǎn)品采用了IEC—439國際標準生產(chǎn)。該產(chǎn)品以優(yōu)良的性能、可靠的質(zhì)量，獲得了眾多的殊榮，深受新老用戶的* 。

有機氣體催化裝置目前第六代產(chǎn)品已被國內(nèi)外用戶廣泛地使用，取得了顯著的環(huán)境效益、經(jīng)濟效益和社會效益。該產(chǎn)品采用了IEC—439國際標準生產(chǎn)。該產(chǎn)品以優(yōu)良的性能、可靠的質(zhì)量，獲得了眾多的殊榮，深受新老用戶的* [6] 。有機氣體催化裝置目前第六代產(chǎn)品已被國內(nèi)外用戶廣泛地使用，取得了顯著的環(huán)境效益、經(jīng)濟效益和社會效益。該產(chǎn)品采用了IEC—439國際標準生產(chǎn)。該產(chǎn)品以優(yōu)良的性能、可靠的質(zhì)量，獲得了眾多的殊榮，深受新老用戶的* [6] 。

產(chǎn)品結構特點

設計*，布局合理、被廣大用戶和專家總結出以下特點：

1 .操作方便：設備工作時，實現(xiàn)自動控制。

2 .能耗低：設備啟動，僅需15～30分鐘升溫至起燃溫度，耗能僅為風機功率，濃度較低時自動補償。

3 .安全可靠：設備配有阻火除塵系統(tǒng)、防爆泄壓系統(tǒng)、超溫報警系統(tǒng)及先進自控系統(tǒng)。

4 .阻力小，凈化率高：采用當今先進的貴金屬鈀、鉑浸漬的蜂窩狀陶瓷載體催化劑，比表面積大。

5 .余熱可回用：余熱可返回烘道，降低原烘道中消耗功率；也可作其它方面的熱源。

6 .占地面積小：僅為同行業(yè)同類產(chǎn)品的70%~80%，且設備基礎無特殊要求。

7 .使用壽命長：催化劑一般8000小時更換，并且載體可再生。

設備應用范圍

1. 可用于有機溶劑的凈化處理（苯、醇、酮、醛、酯、酚、醚、烷等混合有機廢氣）。

2. 適用于電線、電纜、漆包線、機械、電機、化工、儀表、汽車、自行車、摩托車、發(fā)動機、磁帶、塑料、家用電器等行業(yè)的有機廢氣凈化。

3. 可用于各種烘道、印鐵制罐、表面噴涂、印刷油墨、電機絕緣處理、皮鞋粘膠等烘干流水線，凈化各工序產(chǎn)生的有機廢氣。

工藝流程

本裝置是利用催化劑做中間體，使有機氣體在較低的溫度下，變無害的水和二氧化碳。

選型及注意

1. 廢氣成分中，不含下列物質(zhì)：

有高粘性的油脂類。

磷、鉍、砷、銻、汞、鉛、錫。

高濃度的粉塵

2. 設備選型時，請注明廢氣成份、濃度及出口溫度。

3. 設備安裝場所無腐蝕性氣體，并有良好的防雨措施。

4. 設備所需電源為：三相交流380V，頻率50Hz。

不安全因素

在工業(yè)生產(chǎn)中，有大量的含苯類、醇類、酮類等有機廢氣散發(fā)。危害工人的健康并污染環(huán)境。80年代以來,催化燃燒裝置作為一種治理有機廢氣污染的手段,在我國取得了相當大的成效。但是,在催化燃燒裝置的設計、加工、應用過程中,還存在一些潛在的不安全因素。在北京、上海、沈陽等地就曾出現(xiàn)過因安全措施不得力而發(fā)生起火、爆炸的事故。因此,應用催化燃燒裝置的安全問題應引起足夠的重視。

事故隱患,重時裝置將發(fā)生火災和爆炸。為此,國家應統(tǒng)一制定關于催化燃燒治理有機廢氣的濃度控制標準或設計規(guī)范。除上述因素外,從技術角度考慮,以下幾點不安全因素也值得注意:

一、有機氣體的爆炸下限與溫度有關。

通常,溫度愈高,反應速度愈快,爆炸極限范圍愈大。當進入催化燃燒裝置的有機廢氣濃度過大時,催化燃燒裝置的溫度將會升高,加之自前國產(chǎn)催化燃燒裝置均未設置廢氣濃度檢測和控制設備,而溫度升高后的有機廢氣的爆炸下限值將比手冊給出的值要小,再加上裝置中有機廢氣成分混合的不均勻性,在局部區(qū)域可能超過高溫條件下廢氣的真實爆炸下限,則有爆炸的危險。

二、一般來講，大多數(shù)有機廢氣中的有機成份在同樣爆炸下限濃度下,所含的燃燒熱值可視為相同值,每1%的爆炸下限值約含熱值18.68千焦/?！っ咨兹绻?燃燒,即熱值全部用于使廢氣本身升溫，則1%的爆炸下限值的廢氣燃燒可使廢氣升溫15.3℃；當廢氣濃度達到25%的爆炸下限值時,可使廢氣本身溫度升高。 [7]

管理措施

鑒于我國目前應用催化燃燒裝置的現(xiàn)狀,建議有關部門強化對催化燃燒裝置的設計、生產(chǎn)和應用幾方面的管理,著重采取以下措施 [8] :

一、組織各方面的力量,對催化燃燒裝置應用中出現(xiàn)過的事故進行調(diào)查分析,總結教訓。

二、制定嚴格的安全使用標準,做到有章可依。

三、對目前生產(chǎn)、設計催化燃燒裝置的單位,應進行有關安全技術檢查。如沒有勞動保護部門的生產(chǎn)和設計資格認可,應禁止盲目生產(chǎn)和設計。

四、在各項采用催化燃燒裝置治理有機廢氣的工程中,應有勞動保護部門參加,對其安全措施進行審查。、如沒有良好的消防預警和安全控制措施的設計工程,應不許開工,以確保安全。

五、建議設立一個針對催化燃燒技術的安全教育培訓點,培訓操作人員,增強安全意識。

六、產(chǎn)生有機廢氣的地方大都是重點防火部位,建議科研單位針對應用中的安全技術進行更加深入的研究。