催化燃烧设备的运行过程和设计考虑事项

分析催化燃烧设备在运行过程中可能出现的问题：

1、在工业生产过程中，排放的尾气通过引风机进入设备的旋转阀，通过旋转阀将气体和出入口气体分开。

2、气体起先通过陶瓷材料填充层（底层）预热后发生热量的储备和热交换，其温度几乎达到催化层（中层）进行催化氧化所设定的温度，这时其中部分污染物氧化分解。

3、废气继续通过加热区（上层，可采用电加热方式或自然气加热方式）升温，并维持在设定温度；其再进入催化层完成催化氧化反应，即反应生成CO2和H2O，并释放大量的热量，以达到预期的处理效果。

4、系统连续运转、自动切换。通过旋转阀工作，陶瓷填充层均完成加热、冷却、净化的循环步骤，热量得以回收。

5、在催化燃烧设备运行过程中，应优化控制手段，在废气进炉膛前，尽可能除掉入口喷淋塔带来的水分，减少水分汽化所需热量；同时，还应优化进出风时间、保持燃烧室温度、增加阀门密封度等。

6、经催化氧化后的气体进入其它的陶瓷填充层，回收热能后通过旋转阀排放到大气中，净化后排气温度仅略高于废气处理前的温度。

7、还可在进气风管采用计量泵与蒸发器组合的方式，人为控制一些不可套用的废溶剂的蒸发，在废气VOC较低时增加VOC浓度，以达到不使用燃料就能维持正常燃烧的目的，从而减少燃料消耗。

将废气直接引入催化燃烧设备，在开始阶段需通过电加热器将其温度升高至反应需要的温度，废气在催化催化剂作用发生氧化放热反应生成H2O和CO2，分解后释放出的热量通过热交换器加热进入催化床的废气，当废气的浓度达到相应的浓度时，放热和热交换所需要热量达到平衡，无需电加热，通过自身平衡处理掉废气。上述过程可通过PLC系统控制柜全自动操作。催化分解法已成为净化废气的手段，特别适宜治理喷涂、油墨印刷等在烘干过程中排出的废气。因烘干废气温度和物浓度都较不错，对分解反应及热量回收有利，减少设备运行及投资费用。

下面是催化燃烧设备设计时应考虑的问题：

1、便于清洗和替换。催化剂反应器一般应设计成装卸方便的模屉结构，便于清洗和换催化剂载体。

2、辅助燃料和助燃。催化燃烧一般采用气作辅助燃料，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，则应引入空气助燃。

3、不错的转化速度。由于催化燃烧为不可逆的放热反应，所以，无论反应进行到什么阶段，都应在尽可能高的温度下进行，以获得较不错的转化速度。但操作温度往往受某些条件的限制，如催化剂的不怕热温度、高温材料的获得，热能的供应，以及是否伴有副反应等。因而实际生产中应根据实际情况恰当地选择。

4、气流和温度均匀分布。要使通过催化剂表面的气流和温度分布均匀，并确定火焰不直接接触催化剂表面，燃烧室需要具有足够的长度和空间。催化燃烧设备应具有良好的保温效果。炉体一般用钢结构的外壳内衬不怕火材料，或用双层夹墙结构。

催化燃烧设备主要由热交换器、燃烧室、催化反应器、热回收系统和净化烟气的排放烟囱等部分组成。其净化原理是：未净化气体在进入燃烧室以前，先经过热交换器被预热后送至燃烧室，在燃烧室内达到所要求的反应温度，氧化反应在催化反应器中进行，净化后烟气经热交换器释放出部分热量，再由烟囱排入大气。

催化燃烧设备所发生的气—固相催化反应的实质是活性氧参与的深层氧化作用。在催化燃烧过程中，催化剂的作用是降低活化能，同时催化剂表面具有吸附作用，使得反应物富集于表面。借助催化剂的作用使得废气在较低的起燃温度条件下，发生无焰燃烧，并氧化分解为CO2和H2O，同时放出大量的热能，从而达到除掉废气中不好的物质的目的。

催化燃烧设备的工艺流程：

1、吸附-催化燃烧：废气的流量大、浓度与温度低，那么在采用催化燃烧就要消耗大量燃料时，就可以先用吸附的手段把废气给吸附到吸附剂上面进行浓缩，然后通过热空气吹扫，让废气脱附出来成为浓缩的废气，然后再进行催化燃烧。

2、自身热平衡式：在废气排出的时候，温度都是比较不错，而且物的含量也比较不错，在正常的操作之下能维持热平衡，就不需要补充热量，一般只要在催化燃烧反应器当中添加电加热器就可以在起燃时使用。

3、预热式：预热式就是催化燃烧的基本流程形式。废气温度比较低，浓度也较低，且热量不能自给，然后进入到反应器之前，就先要在预热室里加热升温，燃烧净化之后的气体就会在热交换器内部与未处理废气进行热交换，从而回收一些部分热量。