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概述催化燃烧设备的构造、升温、风量

发布时间:2018-11-04  发布者:标艺环保
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  • 随着催化燃烧设备市场的逐步爆发,各环保企业或其他之前并不是搞环保的企业发现了新的投资方向或者说是商机,都分分模仿或者购买设备逆向研究等多种方式办法,制作生产并销售这类产品。

    但是此类产品相对于之前的废气净化设备(光氧等离子等)要复杂的多,先是活性炭的用量种类和适用的废气成分,随后就是催化脱附燃烧系统,而催化脱附燃烧系统的关键又在于脱附燃烧炉,那么我就讲一讲脱附燃烧炉的见解,或者说是理解,供业内业外人士讨论。

    先说一下CO催化燃烧炉的构造,换热器—升温炉—催化燃烧反应炉—换热器,相信之前对此有所了解的都大概知道这个流程,那么这三个区域的选取是多少,怎样计算就成为了关键。

    我先从升温炉说起,目前采用的有两种,一种是燃气的、一种是电辅助加热的,1m³燃烧气产生的热量约为8000大卡至8500大卡,也就是大约33500千焦耳(KJ/h)至35580千焦耳(KJ/h)的热量,而1KW功率电加热的所产生的热量约为860大卡也就是大约3600千焦耳(KJ/h)的热量,由此可以看出1m³气所产生的热量大约是10KW的电加热的热量,也就是说如果条件允许或者有现成资源的话,用燃气加热所消耗的能源为经济,但是所有的事情都是存在利弊的,燃烧热量大了那他的风险值也就越大了,对于催化燃烧炉的高要求也就随之产生,经过长时间的市场调研和分析,目前电加热辅助的催化燃烧炉为普遍一些,因为并不是所有的厂区里面都是有气的。刚刚说了电加热或是燃气的热量的产生量了,然后我再说一下催化炉的所需的热量。

    先是催化炉的风量,这个风量的选取,也可以说是根据风量配的炉子的流速的选取,假如此方面没有正确的选取,管道内的气体的浓度再爆炸浓度范围内,那么就有可能将燃烧室内的火源引至管道,甚至波及前面的吸附炭箱,甚至是再前端的生产设备。这样,在管道中存在两股流动,一方面是废气向燃烧室的流动,另一方面是从燃烧室流向管道的回火,因此当废气的系统流速大于回火速度时,才能阻止回火,这也是催化炉前端为什么安装阻火器的原因之一。

    其次是加热这些气体所需要的反应温度,按目前催化剂的种类可分为贵金属类、金属氧化物类、氧化性类、稀土复合氧化物类等,随着催化剂的变化其催化反应温度也不同,现在我只列举其中活性适用废气种类多的贵金属类,根据贵金属附着的多少或者说配比,和需燃烧的废气成分其反应温度大致区间为220℃~280℃,这个反应温度也是决定催化剂好坏的关键因素之一。反应温度有了那么之前的电加热或者是燃气加热所需要的热量总值也就有了,先是需要升温的气体成分,空气,其中有氮气、氧气、二氧化碳、和有机废气等等,暂时我只估算其为理论的纯净的空气,因为废气得与实例对应,那么先我们知道空气的密度约为1.29kg/m³;空气的比热容为1.0*10^3J/(kg.℃)由Q吸=cm△t,得Q=1000*1.29*1=1290J,那么1m³空气加热1℃需要的热量及为1290J热量,那么加热的系统风量的总值有了,就可以推算出所需的电加热功率或者说是燃气的用量。

    通过计算可以得出的数值其实是很大的,那是因为没有计算进气的温度,在催化炉前期运行时,它的温度不可能瞬间升上来的,他都需要一个升温时间段,那么这个进入催化炉的烟气的温度是定死的了,那就是≤120℃,为什么是这个温度,因为本身催化活性炭吸附床能承受的温度上限就是120℃(分子筛除外),220℃~280℃减去100℃为120~180℃,那么升温床+换热器所需提高的温度为120~180℃。

    用多大的加热系统、用多大的换热器也是催化燃烧炉的关键,因为温度升不上来,废气不能燃烧,那么所有的就都白费了,燃烧量上面说了,复杂的也是不太好计算的就是换热器,因为里面需要的参数太多,像废气的平均定压摩尔热容,和废气的密度、运动黏度,热导率,普利昂特准侧数,和烟气的流速、相对流速,板材的厚度、材质等等等,相对来说较为复杂,在这就不一一介绍了,总的来说就是换热的温度加上电加热的温度的总值等于反应温度就可以了,具体的还得针对现场工况,因为不同废气所需的反应温度都是不太一样的,又高有低,怎样的利用催化炉本来就得不易的热量,就是换热器的设计关键,因为后期的脱附温度需要人为补偿冷风,的利用升温床的温度才是关键。

    我再说一下燃烧床,也就是催化反应床,此处其实比较好选型,相对于其他就简单许多,它需要的反应时间,催化床也需要的反应高度,高了浪费,低了就不能完成有效的催化燃烧。


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