Оборудование для каталитического сгоранияЭто экологически чистое оборудование для обработки летучих органических веществ (ЛОС) и вредных газов, основным принципом которого является использование катализатора для снижения энергии активации органических веществ, так что загрязняющие вещества в выхлопных газах окисляются при более низких температурах (обычно 200 - 400°C), в результате чего образуется безвредный углекислыйгаз (CO2°) и вода (H2O), при одновременном высвобождении тепла. Ниже приводится подробный анализ принципов его применения:
Основные принципы каталитического сжигания
1. Сущность каталитической реакции
Роль катализатора: катализатор (например, драгоценные металлы, такие как платина, палладий или оксиды переходных металлов, такие как медь и марганец) путем адсорбции молекул органических веществ в выхлопных газах изменяет путь реакции, уменьшает энергию активации реакции, так что реакция окисления происходит при температуре, которая намного ниже температуры прямого горения.
2.Преимущества температуры
Традиционное сжигание Vs. каталитическое сжигание:
Для прямого сгорания требуется высокая температура (600 - 1000°C), высокое энергопотребление;
Для каталитического сжигания требуется всего 200 - 400 °C, что значительно снижает энергопотребление и уменьшает образование оксидов азота (NOx).
II. Состав и рабочий процесс оборудования для каталитического сгорания
1. Основные компоненты
Модуль предварительной обработки:
Фильтрующие устройства (например, сухой фильтр, циклонный сепаратор): Удаление пыли и твердых частиц из выхлопных газов для предотвращения отравления катализатором.
Каталитическая камера сгорания:
Постельный слой катализатора: заполняется сотовым или гранулированным катализатором, обеспечивающим поверхность реакции.
Система теплообмена:
Тепло, получаемое в результате реакций рекуперации, используется для подогрева впуска или нагрева других технологических звеньев для повышения энергоэффективности.
Система управления:
Мониторинг температуры, давления, концентрации выхлопных газов и других параметров, автоматическое регулирование процесса горения.
2. Рабочий процесс
Предварительная обработка выхлопных газов:
Выхлопные газы сначала проходят через фильтрующее устройство, чтобы удалить примеси, чтобы избежать отказа катализатора.
Этап подогрева:
Предварительно обработанные выхлопные газы нагреваются через теплообменники или электрические нагревательные установки до температуры, необходимой для каталитической реакции (обычно 150 - 300°С).
Каталитическая реакция:
Высокотемпературные выхлопные газы попадают в каталитическую камеру сгорания, где на поверхности катализатора происходит окислительная реакция, которая распадается на CO2O и H2O, при этом высвобождается большое количество тепла.
Рекуперация тепла и выбросы:
Реакционный высокотемпературный газ подогревает вновь поступающие выхлопные газы через теплообменник, снижая общее потребление энергии; Очищенный газ после обнаружения выбросов после достижения стандарта, тепло может быть дополнительно использовано для сушки, отопления и так далее.
Выбор катализатора и причины потери активности
1. Типы катализаторов
Катализаторы драгоценных металлов: платина (Pt), палладий (Pd) и так далее, высокая активность, широкий диапазон применения, часто используется для выхлопных газов низкой концентрации.
Катализаторы недрагоценных металлов: оксиды меди (Cu), марганца (Mn), железа (Fe), низкая стоимость, но более низкая активность, подходит для конкретных выхлопных газов (например, сернистых, азотных соединений).
Композитный катализатор: связывает драгоценные и недрагоценные металлы, оптимизирует активность и стабильность.
2. Факторы инактивации катализатора
Отравление: сера, фосфор, тяжелые металлы (например, свинец, цинк) и другие вещества в выхлопных газах адсорбируются на поверхности катализатора, препятствуя реакции.
Спекание: разрушение поверхностной структуры катализатора при длительной высокой температуре, уменьшение активных участков.
Скопление углерода: углеродные отложения, образующиеся в результате неполной реакции, покрывают поверхность катализатора.
Меры реагирования: регулярная промывка, замена катализатора или использование антитоксичного катализатора.
Сценарии применения и преимущества
1. Типичные области применения
Промышленная обработка выхлопных газов: выхлопные газы VOCs, выбрасываемые в химической промышленности, покрытии, печати, электронике, фармацевтике и других отраслях (например, бензол, толуол, ксилол, формальдегид и т.д.).
Управление запахами: дым от продуктов питания, мусороперерабатывающие заводы, посторонние газы от очистных сооружений.
Очистка выхлопных газов автомобиля: Трехкомпонентный катализатор относится к применению технологии каталитического сжигания, которая преобразует CO, HC и NOx в безвредные газы.
2. Преимущества технологии
Эффективная очистка: скорость удаления VOCs может достигать более 95%, что соответствует строгим стандартам выбросов.
Низкое энергопотребление: низкая температура реакции, потребление энергии только 1 / 3 - 2 / 2 прямого сгорания.
Высокая безопасность: горение без открытого огня, снижение риска взрыва, подходит для легковоспламеняющихся и взрывоопасных выхлопных газов.
Высокая адаптивность: может обрабатывать выхлопные газы средней и низкой концентрации (500 - 5000 мг / м³) с широким диапазоном допустимых колебаний.
V. Ограничения и направления совершенствования
1. Ограничения
Высокая стоимость катализаторов: катализаторы из драгоценных металлов дорогие и требуют регулярной замены.
Ограничение выхлопных газов: не подходит для выхлопных газов с высокой концентрацией твердых частиц и высоким содержанием серы / фосфора, что может привести к отравлению катализатором.
Требования к предварительной обработке высоки: необходимо строго фильтровать примеси в выхлопных газах, увеличивая сложность оборудования.
2. Направления совершенствования
Разработка недорогих и высокоактивных катализаторов из недрагоценных металлов (например, перовскитных катализаторов).
Оптимизация процесса предварительной обработки для повышения совместимости выхлопных газов.
В сочетании с адсорбционными технологиями (такими как интегрированное оборудование для адсорбции активированного угля - каталитического сжигания), обработка выхлопных газов с низкой концентрацией и большим количеством воздуха.
