催化原理及裝置組成

1、催化劑定義催化劑是一種能提高化學(xué)反應(yīng)速率，控制反應(yīng)方向，在反應(yīng)前后本身的化學(xué)性質(zhì)不發(fā)生改變的物質(zhì)。

2、催化作用機理催化作用的機理是一個很復(fù)雜的問題，這里僅做簡介。在一個化學(xué)反應(yīng)過程中，催化劑的加入并不能改變原有的化學(xué)平衡，所改變的僅是化學(xué)反應(yīng)的速度，而在反應(yīng)前后，催化劑本身的性質(zhì)并不發(fā)生變化。

3、催化燃燒的工藝組成不同的排放場合和不同的廢氣，有不同的工藝流程。但不論采取哪種工藝流程，都由如下工藝單元組成。

①廢氣預(yù)處理為了避免催化劑床層的堵塞和催化劑中毒，廢氣在進入床層之前必須進行預(yù)處理，以除去廢氣中的粉塵、液滴及催化劑的毒物。

②預(yù)熱裝置預(yù)熱裝置包括廢氣預(yù)熱裝置和催化劑燃燒器預(yù)熱裝置。因為催化劑都有一個催化活性溫度，對催化燃燒來說稱催化劑起燃溫度，必須使廢氣和床層的溫度達到起燃溫度才能進行催化燃燒，因此，必須設(shè)置預(yù)熱裝置。但對于排出的廢氣本身溫度就較高的場合，如漆包線、絕緣材料、烤漆等烘干排氣，溫度可達300℃以上，則不必設(shè)置預(yù)熱裝置。

預(yù)熱裝置加熱后的熱氣可采用換熱器和床層內(nèi)布管的方式。預(yù)熱器的熱源可采用煙道氣或電加熱，目前采用電加熱較多。當(dāng)催化反應(yīng)開始后，可盡量以回收的反應(yīng)熱來預(yù)熱廢氣。在反應(yīng)熱較大的場合，還應(yīng)設(shè)置廢熱回收裝置，以節(jié)約能源。

預(yù)熱廢氣的熱源溫度一般都超過催化劑的活性溫度。為保護催化劑，加熱裝置應(yīng)與催化燃燒裝置保持一定距離，這樣還能使廢氣溫度分布均勻。

從需要預(yù)熱這一點出發(fā)，催化燃燒法適用于連續(xù)排氣的凈化，若間歇排氣，不僅每次預(yù)熱需要耗能，反應(yīng)熱也無法回收利用，會造成很大的能源浪費，在設(shè)計和選擇時應(yīng)注意這一點。

③催化燃燒裝置一般采用固定床催化反應(yīng)器。反應(yīng)器的設(shè)計按規(guī)范進行，應(yīng)便于操作，維修方便，便于裝卸催化劑。

在進行催化燃燒的工藝設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)具體情況，對于處量較大的場合，設(shè)計成分建式流程，即預(yù)熱器、反應(yīng)器獨立裝設(shè)，其間用管道連接。對于處量小的場合，可采用催化焚燒爐，把預(yù)熱與反應(yīng)組合在一起，但要注意預(yù)熱段與反應(yīng)段間的距離。

催化燃燒過程的熱平衡：催化燃燒是放熱反應(yīng)，放熱量的大小取決于有機物的種類及其含量。依靠廢氣燃燒的反應(yīng)熱，維持催化燃燒過程持續(xù)進行是經(jīng)濟的操作方法，而能否以自熱維持體系的正常反應(yīng)，則取決于燃燒過程的放熱量、催化劑的起燃溫度、熱量回收率、廢氣的初始溫度。