催化燃烧设备的主要结构与设计因素分享同应用特点

<一>、催化燃烧设备的主要结构与设计因素分享

关于催化燃烧设备在加热炉炉管烧焦上的应用石油化工中的结焦不仅会使炉管传热系数降低、局部过热现象、缩短炉管寿命，而且会降低装置处理量，严重制约装置的正常运转，因此需要定期烧焦。如果在石油化工装置烧焦过程中，加入一种烧焦助燃剂，就可以通过降低烧焦反应的活化能，大幅度提高烧焦反应速度，就能够在较低的温度下，达到缩短烧焦时间的目的。这一技术的研究有了一些突破性的进展。

催化燃烧设备主要由热交换器、燃烧室、催化反应器、热回收系统和净化烟气的排放烟囱等部分组成。其净化原理是：未净化气体在进入燃烧室以前，先经过热交换器被预热后送至燃烧室，在燃烧室内达到所要求的反应温度，反应在催化反应器中进行，净化后烟气经热交换器释放出部分热量，再由烟囱排入大气。

催化燃烧设备设计时应考虑的问题：

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

2、辅助燃料和助燃。催化燃烧一般采用气作辅助燃料，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。

3、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，并火焰不直接接触催化剂表面，燃烧室具有足够的长度和空间。催化燃烧设备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。

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。

催化燃烧设备所利用的是用催化剂使废气中可燃物质在较低温度下的净化方法。所以，催化燃烧又称为催化化学转化。由于催化剂加速了的历程，大多数碳氢化合物在300~450℃的温度时，通过催化剂就可以。与热力燃烧法相比，催化燃烧所需的辅助燃料少，能量消耗低，设备设施的体积小。在化学反应过程中，利用催化剂降低燃烧温度，加速气体的方法，叫做催化燃烧法。由于催化剂的载体是由多孔材料制作的，具有较大的比表面积和合适的孔径，当加热到300~450℃的气体通过催化层时，氧和气体被吸附在多孔材料表层的催化剂上，增加了氧和气体接触碰撞的机会，提高了活性，使气体与氧产生剧烈的化学反应而生成CO2和H2O，同时产生热量，从而使得气体变成没有伤害气体。

汽油车排气催化净化性能的提高和柴油车排气及黑烟微粒的催化除掉，氯氟烃类（CFCs）的催化和催化合成代用品，CO2的催化合成利用、催化传感器、燃料电池以及臭氧在低层大气中的催化除掉等。因而，我们可以看到，催化技术在解决当前上普遍关心的地球环境问题将发挥着重要的作用，并且催化研究也将从初的“以获取有用物质为目的的石油化工催化”的时期，而逐渐地转向了“以除掉不好物质为目的的新的能源环保催化”时期。

<二>、低温等离子体一吸收技术

　低温等离子体一吸收技术净化VOCs机理是在外加电场作用下，催化燃烧一体机通过介质放电产生大量粒子，当粒子能量高于VOCs化学键能时，粒子不断轰击可使VOCs化学键断裂、电离，从而破坏VOCs分子结构，生成小分子低毒没有毒物，生成物再采用沸点较高、蒸汽压较低溶剂作为吸收剂，利用VOCs在吸收剂中溶解度或化学反应特性差异，使VOCs从气相转移到液相，然后对吸收液进行解吸处理，回收其中VOCs，同时使溶剂得以。该技术优点是操作简便、处理吸收剂价格便宜、适用于低浓度大风量VOCs处理；缺点是存在二次污染、对设备要求较高、需定期换吸收剂。