催化燃烧是一种实用、简单的有机废气净化技术,能够通过转化把催化剂表面的有机分子变成无害的CO2和H2O等无害物质,也称为催化氧化或催化深度氧化。工业废气催化燃烧技术是以低成本非催化剂为基础的。催化剂基本上由CuO、MnO2、铜锰尖晶石、ZrO2、CeO2、锆和固溶体组成,可大大降低催化燃烧的反应温度,提高催化活性,延长催化剂的寿命。
催化燃烧的催化剂常用于有机废气净化,由散装蜂窝陶瓷载体骨架和其上的涂层以及活性组分组成。该催化剂涂层由氧化铝、二氧化硅和一种或几种碱土金属氧化物组成,具有良好的耐高温性能。采用浸渍法携带活性成分,拥有极高的资源利用率。
催化燃烧是一种典型的气固相催化反应,通过催化剂的帮助降低了反应的活化能,使其在200℃的较低的点火温度下无焰燃烧,在固体催化剂的表面发生有机物的氧化,同时产生CO2和H2O,废气治理设备,并释放出大量的热量。由于其氧化反应温度低,在空气中N2的高温NOx的形成被大大地抑制,并且催化剂具有选择性催化。可以限制燃料中含氮化合物(RNH)的氧化过程,使得它们中的大部分形成分子氮(N2)。
相较于传统的火焰燃烧法,催化燃烧具有很大的优势。
(1)点火温度低,能耗小,燃烧稳定,甚至在点火温度后,可在没有外部传热的情况下完成氧化反应。
(2)净化,污染物(如氮氧化物、不完全燃烧产物)排放水平低。
(3)自适应氧浓度范围大,噪声小,无二次污染,燃烧轻松,催化燃烧运行成本低廉,操作和管理也非常方便。
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污染物质浓度水平
待处理有机废气的有机物浓度是影响选择废气处理系统选择的主要因素。
直燃式氧化器能够处理浓度范围的碳氢化合物,从十亿分之一的浓度水平到纯碳氢化合物蒸气。如果有机废气浓度超过25%,特别考虑要执行措施来防止从氧化器到废气来源的回火。这种能处理大浓度范围的弹的代价是这种型式氧化器的高燃料成本。
蓄热式和热回收式的氧化器都限制被处理有机废气的浓度必须少于25%:对于蓄热式系统,此限制是由于存在热失控的危险。对于热回收式系统,是怕热回收器被损坏。解决方法可以是往有机废气中掺入空气以降低浓度或做更多的热回收。
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