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催化燃烧器中的有机废气未与催化剂充分接触即被带离反应器

催化燃烧器中的有机废气未与催化剂充分接触即被带离反应器

发布日期:2020-11-11
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催化燃烧器中的有机废气未与催化剂充分接触即被带离反应器

催化燃烧器

催化燃烧装置的催化剂性能要求:

一是高活性;催化活性的高低直接影响到催化燃烧反应的化学转化。其中,催化剂的转化率不仅与催化剂活性物质本身的活性有关,还与催化剂载体的物理形态密切相关。因此,在选择合适的催化活性材料时,还须考虑催化载体的物理形态,以保证催化剂的高活性,达到催化燃烧净化的目的。

热稳定性较好;因尾气温度随时变化,若催化剂不能在一定范围内进行调节,则会导致催化剂性能下降,净化效率降低。所以,催化剂须具有能够在一定范围内适应温度变化的能力。

三是高强度。由于温度、振动和气流等因素的影响,催化剂在催化燃烧过程中经常发生断裂和磨损,从而导致催化剂活性下降,床层压降大,影响净化效果。

四是长寿。催化剂的活性材料大多比较昂贵,因此,在选择催化剂时,应尽量选择使用寿命较长的催化剂。

影响催化剂性能的因素分析。

入口浓度对催化效果的影响;

研究了在150mg/L-300mg/L范围内,设置进气风量2500m3/h,空气速度为10000h-1,催化温度为250℃时的非甲烷总烃的进气浓度,单因素实验考察了进气浓度对催化性能的影响,实验结果见图2。

从上图中可以看出,进气浓度对催化性能有一定的影响,当进气浓度低于200mg/L时,催化剂的脱除率不大于百分之90;进气浓度高于200mg/L时,催化剂的脱除率趋于稳定,催化剂的脱除率超过百分之96。其原因可归结为:进气浓度较低时,不加助燃剂,过低浓度燃烧不充分,仅当进气浓度达到一定值,且在设定的实验条件下,催化燃烧反应充分,进气浓度持续升高,催化性能变化不大。

采用单因素实验法,确定进气风量为2500m3/h,空速为10000h-1,进气浓度为210mg/L,考察了不同催化温度对催化性能的影响。图3显示了具体的测试结果。

从上图中可以看出,随着催化温度的升高,非甲烷总烃的去除率增加,当催化温度低于220℃时,非甲烷总烃的去除率低于百分之90;当温度升至240℃-350℃时,催化性能好,非甲烷总烃的去除率维持在百分之98左右;但350℃之后,催化性能逐渐减弱。在此设定的实验条件下,催化剂的催化温度为240℃-350℃。

空气速度对催化效果的影响

在催化燃烧工艺设计中,空速是一个重要参数,本部分研究了在进气风量为2500m3/h,催化温度为250℃,进气浓度为210mg/L的条件下,采用单因素试验方法,确定空速为10000h-1-50000h-1,考察了空速对催化性能的影响。

图中显示,空速在10000h-1-25000h-1范围内,对非甲烷总烃的脱除率下降幅度很小;当空速超过25000h-1范围内,对催化性能的影响开始变大;当空速为50000h-1范围内,对非甲烷总烃的脱除率只有百分之41.43。由于空气速度过高,部分催化燃烧器中的有机废气未与催化剂充分接触即被带离反应器,导致催化反应不完全,从而影响了催化性能,造成脱除效果差。

总结。

非甲烷总烃的进气浓度对催化性能有一定的影响,达到一定的进气浓度后,催化剂的催化性能趋于稳定,具有较好的催化效果。

催化温度对催化效果有很大影响,非甲烷总烃的脱除率随催化温度的升高而变化,过低或过高的催化温度都不利于催化性能的提高,催化性能在一定温度范围内体现。

空气流速过大,会造成部分催化燃烧器中的有机废气未与催化剂充分接触即被带出反应器,催化反应不充分,从而影响催化性能。


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