催化燃烧工艺原理

催化燃烧是典型的气—固相催化反应，它在催化剂的作用下降低反应的活化能，使其在较低的起燃温度250～350℃下进行无焰燃烧，在固体催化剂表面有机物质发生氧化，同时产生CO2和H2O，并放出大量的热量，因其氧化反应温度低，所以大大地***了空气中的N2形成高温NOx有机废气通过风机进入催化燃烧设备的旋转四通阀，，进而通过陶瓷材料填充层（底层）预热达到催化氧化所设定的温度后，这时其中部分污染物氧化分解；废气继续通过加热区升温，并维持在设定温度；催化燃烧过程在化学反应过程中，利用催化剂降低燃烧温度，加速******气体完全氧化的方法，叫做催化燃烧法。其再进入催化层完成催化氧化反应，即反应生成CO2和H2O，并释放大量的热量，以达到预期的处理效果。

催化燃烧应用在燃气轮机发电领域

美国在20世纪末后10年里，天然1气电厂以每年6000MW装机容量的速率逐年递增。随着“西气东输”世纪工程的启动，我国天然1气发电领域也逐渐与世界接轨，因此对该领域中存在的应用技术问题的探索已是刻不容缓。

天然1气燃烧中的环境问题是由于天然1气的热值较高，使得燃烧室温度高达1800℃ ，助燃空气中的N2发生高温氧化，造成NOX污染。它以催化燃烧代替传统的火焰燃烧方式,燃烧室温度被降至1500℃以下,能够有效地***热效应NOX生成反应的发生。

工业领域对催化燃烧技术的兴趣还在于,催化剂能够稳定贫燃火焰,进行高空燃比燃烧,增大了燃料的利用率;另外，催化剂促进的无焰燃烧,产生的热流温度适中，无须冷却空气进行稀释,可直接驱动燃气轮机,从而提高热效。

因此，催化燃烧应用于燃气轮机发电不仅能够降低对环境的***，还大大提高了燃气轮机的效率。

催化燃烧设备设计时应考虑以下几方面问题：

1、气流和温度均匀分布。要使通过催化剂表面的气流和温度分布均匀，并保证火焰不直接接触催化剂表面，燃烧室必需具有足够的长度和空间。催化燃烧装置应具有良好的保温效果。炉体一般用钢结构的外壳内衬耐火材料，或用双层夹墙结构。

2、便于清洗和更换。催化剂反应器一般应设计成装卸方便的模屉结构，便于清洗和更换催化剂载体。

3、辅助燃料和助燃。催化燃烧一般采用***作辅助燃料，也可用燃料油、电加热等作辅助燃料。助燃一般用净化后的气体，如果净化后的气体不能作为助燃，则应引入空气助燃。

4、较高的转化速度。由于催化燃烧为不可逆的放热反应，所以，无论反应进行到什么阶段，都应在尽可能高的温度下进行，以获得较高的转化速度。但操作温度往往受某些条件的限制，如催化剂的耐热温度、高温材料的获得，热能的供应，以及是否伴有副反应等。因而实际生产中应根据实际情况恰当地选择。3、操作费用比较低，如果有机废气的浓度达到1000mg/m3以上时，净化设备当中的加热室是不要需进行辅助加热的，这样可以有效地节约的加热时所生产的费用。

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催化燃烧设备的优势

催化燃烧设备因为具有环保等特点，因而在工业生产的各行各业中使用广泛，是常用的尾气处理装置，这与其能迅速将污染物吸附的吸附特性有着较大关系。决定催化燃烧设备吸附法处理VOCs的关键是吸附剂，吸附剂应具有密布的细孔结构、内表面积大、吸附功能好、化学性质安稳、不易破碎、对空气阻力小等功能，常用的有活性炭、氧化铝、硅胶、人工沸石等。催化燃烧设备的吸附法是利用物质自身的物理特性，在使用进程中不会产生二次污染，而且质料价格便宜、简单获取，为保护环境以及减少厂家开支做出了贡献。这种废气当采用催化燃烧来进行处理时需要消耗掉大量的燃料，通常处理节约燃料角度来考虑，可以行采用吸附的方式将废气吸附到吸附剂，比如我们所熟知的活性炭等。

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