1.3.1.工藝原理
催化燃燒是典型的氣-固相催化反應(yīng)，其實(shí)質(zhì)是活性氧參與的深度氧化作用。在催化燃燒過(guò)程中，催化劑的作用是降低活化能，同時(shí)催化劑表面具有吸附作用，使反應(yīng)物分子富集于表面提高了反應(yīng)速率，加快了反應(yīng)的進(jìn)行。借助催化劑可使有機(jī)廢氣在較低的起燃溫度條件下，發(fā)生無(wú)焰燃燒，并氧化分解為CO2和H2O，同時(shí)放出大量熱能，從而達(dá)到去除廢氣中的有害物的方法。
在將廢氣進(jìn)行催化燃燒的過(guò)程中，廢氣經(jīng)管道由風(fēng)機(jī)送入熱交換器進(jìn)行一次升溫，再進(jìn)加熱室將廢氣加熱到催化燃燒所需要的起始溫度。經(jīng)過(guò)加熱的廢氣通過(guò)催化劑層使之燃燒。由于催化劑的作用，催化燃燒法廢氣燃燒的起始溫度約為250-300℃，大大低于直接燃燒法的燃燒溫度670-800℃，因此能耗遠(yuǎn)比直接燃燒法低。同時(shí)在催化劑的活性作用下，反應(yīng)后的氣體產(chǎn)生一定的熱量，高溫氣體再次進(jìn)入熱交換器，經(jīng)換熱冷卻，最終以較低的溫度經(jīng)風(fēng)機(jī)排入大氣。
催化燃燒裝置裝有溫度探頭及補(bǔ)冷閥，當(dāng)爐體催化室反應(yīng)溫度超過(guò)設(shè)定上限時(shí)，開啟補(bǔ)冷閥對(duì)進(jìn)氣源進(jìn)行稀釋，保護(hù)設(shè)備延長(zhǎng)使用壽命，防止意外發(fā)生。
本裝置的主體結(jié)構(gòu)由凈化裝置主機(jī)、引風(fēng)機(jī)及電器控制元件組成。凈化裝置主機(jī)是由換熱器、預(yù)熱室、催化床、阻火器和防爆器組成的整體結(jié)構(gòu)，爐體周邊整體保溫，保溫層厚100mm，爐體外表溫度≤環(huán)境溫度+30℃。
1.3.2.主要部件說(shuō)明
1)阻火器
將設(shè)備和廢氣源之間的危險(xiǎn)阻隔開來(lái)，保證處理設(shè)備和生產(chǎn)設(shè)備之間的安全，同時(shí)除去廢氣源中的粉塵。結(jié)構(gòu)為波紋網(wǎng)型，參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制造；更換快捷，清理方便。是本設(shè)備中安全設(shè)施之一。
2)熱交換器
將有機(jī)氣體分解后的熱能和廢氣源冷氣流進(jìn)行冷熱交換，置換熱能，提高廢氣源的溫度。當(dāng)廢氣濃度達(dá)到一定值時(shí)，通過(guò)熱交換器的作用，可以保證設(shè)備在無(wú)運(yùn)行功率的狀態(tài)下正常運(yùn)轉(zhuǎn)，是催化凈化裝置中對(duì)廢氣源進(jìn)行第一次溫度提升的裝置，也是設(shè)備中節(jié)能設(shè)施之一；通過(guò)熱交換器內(nèi)部對(duì)氣流的合理控制，使交換器的效率保證在60%以上。結(jié)構(gòu)采用冷軋鋼板制，合理的布置，使冷熱氣流全面接觸進(jìn)行能量置換。
3)預(yù)熱室
廢氣源在進(jìn)入催化燃燒室之前，經(jīng)溫度檢測(cè)儀檢測(cè)溫度達(dá)不到催化反應(yīng)的條件，由布置在預(yù)熱室內(nèi)的電加熱系統(tǒng)進(jìn)行溫度的第二次提升；電加熱元件為紅外線加熱管，由固定絕緣板固定，維護(hù)更換十分方便。
4)催化反應(yīng)室
達(dá)到溫度條件的有機(jī)廢氣源進(jìn)入第一級(jí)催化反應(yīng)室；第一催化反應(yīng)室采用抽屜式，內(nèi)裝催化劑，中間分插電加熱元件，利用電加熱管加熱原理，使催化劑溫度達(dá)到反應(yīng)溫度，使部份有機(jī)物進(jìn)行分解，釋放出能量，直接使廢氣溫度提升，是本設(shè)備設(shè)計(jì)的第三溫度提升處，也叫催化升溫；溫度提升后的有機(jī)氣體進(jìn)入催化固定床，內(nèi)置蜂窩狀催化劑，滿足反應(yīng)條件的有機(jī)氣體在此完全分解，廢氣變成潔凈氣體。本設(shè)施為催化凈化裝置的心臟。
5)引風(fēng)機(jī)
選用國(guó)內(nèi)名牌優(yōu)質(zhì)通用風(fēng)機(jī)，耐高溫低轉(zhuǎn)速，沒有二次污染。是整個(gè)裝置氣流運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)力源。配置減振臺(tái)座及減振器。
6)控制系統(tǒng)
監(jiān)控所有動(dòng)力點(diǎn)起動(dòng)、停止、故障，反映整個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中氣體的升溫、氣體分解狀況，對(duì)設(shè)備整個(gè)過(guò)程進(jìn)行全方位安全動(dòng)力保護(hù)；可以根據(jù)廢氣源性質(zhì)及生產(chǎn)線狀態(tài)進(jìn)行設(shè)定。主要控制元件選用進(jìn)口產(chǎn)品。保證設(shè)備的良好運(yùn)行、安全性及使用壽命。
7)催化劑
催化劑是在化學(xué)反應(yīng)中能改變反應(yīng)溫度而本身的組成和重量在反應(yīng)后保持不變的物質(zhì)。本裝置中選用的催化劑型號(hào)為TFJF型和HPA-8型，是處理各種不同類型有機(jī)廢氣的高效廣譜型催化劑。
TFJF型催化劑蜂窩陶瓷做載體，內(nèi)浸漬貴金屬鉑和鈀,具有高活性、高凈化效率、耐高溫及長(zhǎng)使用壽命等特點(diǎn)。
