在化學(xué)反應(yīng)過程中,利用催化劑降低燃燒溫度,加速有毒有害氣體完全氧化的方法,叫做催化燃燒法.由于催化劑的載體是由多孔材料制作的,具有較大的比表面積和合適的孔徑,當(dāng)加熱到300~450℃的有機(jī)氣體通過催化層時(shí),氧和有機(jī)氣體被吸附在多孔材料表層的催化劑上,增加了氧和有機(jī)氣體接觸碰撞的機(jī)會(huì),提高了活性,使有機(jī)氣體與氧產(chǎn)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)而生成CO2和H2O,同時(shí)產(chǎn)生熱量,從而使得有機(jī)氣體變成無毒無害氣體.催化燃燒裝置主要由熱交換器,、燃燒室、催化反應(yīng)器,、熱回收系統(tǒng)和凈化煙氣的排放煙囪等部分組成,如右圖所示.其凈化原理是:未凈化氣體在進(jìn)入燃燒室以前,先經(jīng)過熱交換器被預(yù)熱后送至燃燒室,在燃燒室內(nèi)達(dá)到所要求的反應(yīng)溫度,氧化反應(yīng)在催化反應(yīng)器中進(jìn)行,凈化后煙氣經(jīng)熱交換器釋放出部分熱量,再由煙囪排入大氣.

        催化燃燒裝置主要由熱交換器,、燃燒室、催化反應(yīng)器,、熱回收系統(tǒng)和凈化煙氣的排放煙囪等部分組成,如右圖所示.其凈化原理是:未凈化氣體在進(jìn)入燃燒室以前,先經(jīng)過熱交換器被預(yù)熱后送至燃燒室,在燃燒室內(nèi)達(dá)到所要求的反應(yīng)溫度,氧化反應(yīng)在催化反應(yīng)器中進(jìn)行,凈化后煙氣經(jīng)熱交換器釋放出部分熱量,再由煙囪排入大氣. 

催化燃燒裝置設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮以下幾方面問題:

        1,、氣流和溫度均勻分布.要使通過催化劑表面的氣流和溫度分布均勻,并保證火焰不直接接觸催化劑表面,燃燒室必需具有足夠的長度和空間.催化燃燒裝置應(yīng)具有良好的保溫效果.爐體一般用鋼結(jié)構(gòu)的外殼內(nèi)襯耐火材料,或用雙層夾墻結(jié)構(gòu). 

       2、便于清洗和更換.催化劑反應(yīng)器一般應(yīng)設(shè)計(jì)成裝卸方便的模屜結(jié)構(gòu),便于清洗和更換催化劑載體. 

       3,、輔助燃料和助燃.催化燃燒一般采用天然氣作輔助燃料,也可用燃料油,、電加熱等作輔助燃料.助燃一般用凈化后的氣體,如果凈化后的氣體不能作為助燃,則應(yīng)引入空氣助燃.催化劑是催化燃燒法的核心,一種好的催化劑必須具備催化活性高、熱穩(wěn)定性好,、強(qiáng)度高,、壽命長等特性.

        4、較高的轉(zhuǎn)化速度.由于催化燃燒為不可逆的放熱反應(yīng),所以,無論反應(yīng)進(jìn)行到什么階段,都應(yīng)在盡可能高的溫度下進(jìn)行,以獲得較高的轉(zhuǎn)化速度.但操作溫度往往受某些條件的-,如催化劑的耐熱溫度,、高溫材料的獲得,熱能的供應(yīng),以及是否伴有副反應(yīng)等.因而實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況恰當(dāng)?shù)剡x擇.