催化燃烧装置简介

    本发明是一种利用氧化催化剂将烟气加热到一定温度，然后催化氧化产生无害CO2和H2O的工艺设备。与常规蓄热直燃热氧化炉相比，其特点是热耗低、效率高(95%以上)。常用的催化燃烧装置可在250~400℃范围内实现低温氧化，达到氧化催化剂的较佳工作温度(250~400℃)，大大节约了废气处理的运行成本。

    1.催化燃烧装置的原理。

    含有挥发性有机化合物的废气进入设备入口，经过过滤，进入换热器室进行热交换，然后进入燃烧器室进行预加热(燃烧的氧气是废气中含有的空气，也可以通过旁路风阀补充空气)。加热到350℃后，风扇将预热气体抽到催化剂室进行催化氧化。废气中含有硫、硅、磷等元素，会使贵金属催化剂中毒。因此，在进入催化剂室前，应对预加热废气进行预处理。处理后的废气进入催化剂室，与氧化催化剂接触。催化剂会氧化分解废气中的挥发性、有机性。

    2.防止催化燃烧装置安全。

    由于催化燃烧装置的燃烧室采用明火预热废气，应采取相应的废气安全措施:

(1)废气中挥发性有机化合物含量应控制在LEL(爆炸下限)的25%以下，以防止爆炸或火灾。

(2)回火控制:为了防止回火，在设计管道尺寸时，废气的较小流速应始终大于回火速度，或者在管道主路上设置减压阀，使进气压力始终高于下游气体压力。

(3)其他安全措施:采用回火保护装置和稀释空气的方法。

(4)设置轻故障或重故障报警和安全联锁控制系统。当发生回火时，蜂鸣器会发出报警指示。

    3.催化燃烧装置的优缺点。

20世纪40年代后期出现的催化燃烧废气处理技术。自1949年美国开发的世界上首先台催化燃烧装置以来，已广泛应用于涂料、橡胶、塑料、树脂、皮革、食品、铸造、汽车尾气净化等领域。自1973年以来，中国开始使用催化燃烧法处理漆包线烘烤炉排放的有机废气，然后在绝缘材料、印刷行业等领域进行研究，使催化燃烧法得到广泛应用。

    经过多年的发展和改进，该催化燃烧装置具有独特的优点:

(1)大部分VOCs废气可以处理；

(2)有机化合物可以氧化分解成无毒无害的CO2气体和H2O；

(3)分解效率高达95%以上，无需后续处理；

(4)在低温(200~400℃)下分解VOCs废气；

(5)可以将有机化合物氧化分解成无害的CO2气体和H2O；

(6)可以根据进口气体的风量和H2O；

    催化燃烧装置的缺点:

(1)对于大风量、低挥发性有机化合物质量浓度废气，处理成本相对较高，可与沸石滚轮浓缩设备配合，然后进行催化氧化处理；

(2)用于处理挥发性有机化合物的氧化催化剂。遇到硫、磷、硅等物质时，会发生催化剂中毒，需要设置预处理步骤。

    4.催化剂的选择和使用。

在催化燃烧装置中，氧化催化剂主要由铂(Pt)贵金属材料制成，较佳使用温度约为350℃，大部分为粉末或蜂窝状。传统催化剂的使用寿命约为5年，这需要根据待处理气体的浓度和成分来确定。使用寿命达到的催化剂可以再生，再生后的催化剂可以回收利用。此外，在选择氧化催化剂之前，需要确认风量、成分和浓度。催化剂的成分决定了氧化催化剂的类型，风量和浓度决定了催化剂的用量。一般每种催化剂都有相应的空速比(SV)，可以根据相关数据计算催化剂的大概用量。