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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(chēng)為催化化學(xué)轉(zhuǎn)化。由于催化劑加速了氧化分解的歷程,大多數(shù)碳?xì)浠衔镌?00~450℃的溫度時(shí),通過(guò)催化劑就可以氧化完全。與熱力燃燒法相比,催化燃燒所需的輔助燃料少,能量消耗低,設(shè)備設(shè)施的體積小。但是,由于使用的催化劑的、催化床層的更換和清潔費(fèi)用高等問(wèn)題,影響了這種方法在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的推廣和應(yīng)用。石油化工、油漆、電鍍、印刷、涂料、輪胎制造等工業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程中都涉及到有機(jī)揮發(fā)化合物的使用和排放。有害的有機(jī)揮發(fā)物通常是烴類(lèi)化合物、含氧有機(jī)化合物、含氯、硫、磷及鹵素有機(jī)化合物,這些揮發(fā)性有機(jī)物如不經(jīng)處理直接排入大氣會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。傳統(tǒng)的有機(jī)廢氣凈化處理方法(如吸附法、冷凝法、直接燃燒法等)均存在缺陷,如易造成二次污染等。為了克服傳統(tǒng)有機(jī)廢氣處理方法的缺陷,人們采用催化燃燒方法來(lái)對(duì)有機(jī)廢氣進(jìn)行凈化處理。重質(zhì)燃料由于含瀝青質(zhì)、膠質(zhì)、大分子磷質(zhì)較多,因而流動(dòng)性差、粘稠,造成使用時(shí)油壓高,燃燒不充分。燃燒效率低,催化燃燒,污染環(huán)境,同時(shí)油中還含有一定量的硫、釩化合物,對(duì)窯爐、機(jī)件的腐蝕也較嚴(yán)重。為了節(jié)約能源,更好更廣泛地使用重質(zhì)燃油,由浙江省湖州埭溪化工廠、湖州市節(jié)能中心及紹興瓷廠等單位協(xié)作研制成功了W型重質(zhì)燃油助燃劑,取得了良好效果[12]。助燃劑是一種高度濃縮 的燃燒促進(jìn)劑,在燃燒過(guò)程中起催化作用。在燃燒區(qū)與碳元素作用,以防止游離碳的生成。同時(shí)它重質(zhì)燃油有強(qiáng)擴(kuò)散滲透作用,減少油泥的積沉,催化燃燒價(jià)格,增加流動(dòng)性,使燃油霧化狀態(tài)良好,燃燒效率提高,節(jié)約能源。在防腐方面由于它有呈微堿性,可以抑制硫酸形成,并能防止釩對(duì)窯體等的腐蝕,減少環(huán)境污染。

催化燃燒裝置主要由熱交換器、燃燒室、催化反應(yīng)器、熱回收系統(tǒng)和

催化燃燒裝置主要由熱交換器、燃燒室、催化反應(yīng)器、熱回收系統(tǒng)和凈化煙氣的排放煙囪等部分組成,如圖1所示。其凈化原理是:未凈化氣體在進(jìn)入燃燒室以前,先經(jīng)過(guò)熱交換器被預(yù)熱后送至燃燒室,在燃燒室內(nèi)達(dá)到所要求的反應(yīng)溫度,氧化反應(yīng)在催化反應(yīng)器中進(jìn)行,凈化后煙氣經(jīng)熱交換器釋放出部分熱量,小型催化燃燒設(shè)備,再由煙囪排入大氣。(4)熱量回收方法在能耗可以接受的情況下,對(duì)于風(fēng)量較小的情況,催化燃燒一體機(jī),一般采用簡(jiǎn)單管直接換熱來(lái)回收熱量;對(duì)于超出可接受范圍的能耗,一般需要大風(fēng)量的再生催化燃燒,可以提高熱量回收效率。國(guó)內(nèi)外主要研究的催化劑基本上有兩大類(lèi):一類(lèi)為催化劑,這類(lèi)催化劑的活性和穩(wěn)定性好,技術(shù)較為成熟,但由于價(jià)格高,資源短缺,所以,未能將其產(chǎn)業(yè)化;另一類(lèi)為非金屬催化劑,主要集中在過(guò)渡金屬氧化物催化劑、復(fù)氧化物催化劑(鈣鈦型復(fù)氧化物和尖晶石型復(fù)氧化物)的研究方面。尋找來(lái)源豐富、價(jià)格低廉、性能相當(dāng)?shù)姆谴呋瘎?,以替代傳統(tǒng)的催化劑用于催化燃燒過(guò)程已成為了研究的一個(gè)重要方向。

催化燃燒不但可以使燃料得到充分利用,而且無(wú)論是從能源利用角度還是從環(huán)境保護(hù)角度考慮,其技術(shù)進(jìn)步都會(huì)對(duì)社會(huì)發(fā)展產(chǎn)生重大影響。對(duì)催化燃燒技術(shù)的研究不應(yīng)只停留在理論及實(shí)驗(yàn)室水平上,更具有現(xiàn)實(shí)意義的是應(yīng)該讓催化劑成為一種產(chǎn)業(yè)走進(jìn)我們的生活。(3)安全有機(jī)廢氣一般。雖然高濃度可以回收有機(jī)燃燒產(chǎn)生的部分熱量,降低能耗,但在處理過(guò)程中必須將其濃度控制在極限以?xún)?nèi)。一般需要設(shè)置防爆板、可燃?xì)怏w探測(cè)器、緊急排空閥、稀釋閥、防火閥等。經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的發(fā)展以及工業(yè)化的需求使得催化技術(shù),特別是催化燃燒技術(shù)日益成為一種不可或缺的工業(yè)技術(shù)手段,并隨著人們生活水平的提高與需求的增長(zhǎng),催化產(chǎn)業(yè)也將不斷地走入千家萬(wàn)戶(hù),走進(jìn)人們的生活。對(duì)催化燃燒的研究,初是從發(fā)現(xiàn)鉑對(duì)燃燒的催化作用而開(kāi)始的。催化燃燒對(duì)于改善燃燒過(guò)程,降低反應(yīng)溫度,促進(jìn)完全燃燒,抑制有毒有害物質(zhì)的形成等方面有著極為重要的作用,并已廣泛地應(yīng)用在了工業(yè)生產(chǎn)與日常生活的諸多方面

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