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催化燃烧装置设计时应考虑哪几方面问题?

发布日期:2021-10-18阅读量:16
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  •     催化燃烧装置设计时应考虑以下几方面问题:

        1、气流和溫度分布均匀。要使通过催化剂表面的气流和溫度分布均匀,并确保火焰不直接接触催化剂表面,燃烧室必需具有足够的空间和长度。催化燃烧装置应具有良好的保溫效果。炉体一般用钢结构的外壳内衬耐火材料,或用双层夹墙构造。

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

        3、辅助燃料和助燃。催化燃烧一般采用天然气作辅助燃料,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,则应引进空气助燃。

        4、较高的转化速度。由于催化燃烧为不可逆的放热反应,因此,不管反映进行到哪个环节,都应在尽可能高的溫度下进行,以获取较高的转化速度。但操作溫度往往受某种情况的限制,如催化剂的耐热溫度、高溫材料的获取,热能的供应,及是否伴有副反应等。因而实际生产中应根据真实情况合理地选择。

    催化燃烧设备

        催化剂

        催化剂是一种能转变化学反应速度,而在反映前后其本身的化学性质沒有转变的物质。催化剂一般是由催化活性材料和催化载体组成。催化活性材料一般是金属或金属氧化物。其中贵重金属催化剂主要有铂、钯和钌等,普通金属催化剂主要有铜、铬、镍、钒、锰、铁、钴等金属及氧化物。催化燃烧的催化载体是多孔材料,主要作用是使活性材料具有大的体表面积。催化燃烧的催化载体分成金属载体、陶瓷载体和炭纤维载体。金属载体一般是以镍或镍铬合金为载体做成的带、片、丸、丝等外形,通过“电镀”或“化学镀”(即溶液浸渍)将铂、钯镀在这些载体上,并做成方便装配、拆卸的模屉。以陶瓷为载体的催化剂,一般是以硅—铝氧化物为载体,其构造有片粒状和蜂窝状两种。一般在陶瓷构造上涂敷一层仅0.13mm厚的α-氧化铝薄层,把活性的铂、钯等金属催化剂以微晶状态沉积或分散在多孔的氧化铝薄层中,并做成方便装配、拆卸的模屉。炭纤维载体可制作成线状、毡状、网状等外形,在载体上涂敷催化活性材料,做成方便装配、拆卸的模屉。

    催化燃烧设备

        性能要求

        催化剂是催化燃烧法的核心,一种好的催化剂必需具有催化活性高、热稳定性好、強度高、寿命长等特性。

        1、活性高。催化剂的活性好坏会直接影响催化燃烧的化学转化率。而转化率不但与催化活性材料自身的活性有关,而且与催化载体的物理外形有着直接关系。因此,在选择适应的催化活性材料的同时,还必需考虑催化载体的物理外形,确保催化剂有较高的活性,达到催化燃烧净化的目的。

        2、热稳定性好。由于废气的溫度随时变化,如果催化剂不能满足一定范围内的溫度变化,催化剂的性能就会下降,净化效率就会下降。因此,催化剂必需具有满足一定范围内的溫度变化。

        3、强度高。在催化燃烧过程中,催化剂常常会因为高溫、震动和气流等因素的作用,使催化剂产生破裂和磨损,破裂和磨损会导致催化剂的活性下降,增加催化剂床层的压力降,影响净化效果。

    4、寿命长。催化活性材料大多较为昂贵,所以,设计时选用催化剂时应尽可能使用寿命较长的催化剂。






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