沸石轉輪催化燃燒為無焰燃燒,因此適用于穩定性要求高的場合,如以H2和O2為原料的燃料電池、用汽油或酒精為原料的懷爐(催化劑為浸Pt石棉)等。如化工NOx的煙霧,可加燃料到煙霧中,通過負載型鉑和鈀催化劑,催化燃燒使NOx轉化為N2氣。要使通過催化劑表面的氣流和溫度分布均勻,并確定火焰不直接接觸催化劑表面,燃燒室具有足夠的長度和空間。
下面,講解一下沸石轉輪催化燃燒設備工作速率的提升方法:
一、較不錯的轉化速度。由于催化燃燒為不可逆的放熱反應,所以,無論反應進行到什么階段,都應在盡可能高的溫度下進行,以獲得較不錯的轉化速度。但操作溫度往往受某些條件的限制,如催化劑的不怕熱溫度、高溫材料的獲得,熱能的供應,以及是否伴有副反應等。因而實際生產中應根據實際情況。
二、輔助燃料和助燃。催化燃燒一般采用自然氣作輔助燃料,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,則應引入空氣助燃。
三、便于清洗和替換。催化劑反應器一般應設計成裝卸方便的模屜結構,便于清洗和替換催化劑載體。
四、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,并確定火焰不直接接觸催化劑表面,燃燒室具有足夠的長度和空間。催化燃燒裝置應具有良好的保溫效果。爐體一般用鋼結構的外殼內襯不怕火材料,或用雙層夾墻結構。
沸石轉輪催化燃燒的氣體要經過預處理,除去粉塵、液滴及組分,避免催化床層的堵塞和催化劑的中毒。廢氣進行催化床層的氣體溫度要達到所用催化劑的起燃溫度,催化反應才能進行。因此對于低于起燃溫度的進氣,要進行預熱使其達到起燃溫度。特別是開車時,對冷時氣進行預熱,因此催化燃燒法適于連續排氣的凈化,經開車時對進氣預熱后,即可利用燃燒尾氣的熱量預熱氣體。催化燃燒反應放出大量的反應熱,因此燃燒尾氣溫度很高,對這部分熱量回收。
沸石轉輪催化燃燒的催化燃燒工藝被普遍應用于涂裝、印刷、機電、家電、制鞋、塑料及各種化工車間里揮發或泄漏出的廢氣的凈化及臭味的除掉等工程項目當中,適用于較低濃度(50~1000ppm)的、不宜采用直接燃燒或催化燃燒法和吸附回收法處理的廢氣治理的。
沸石轉輪催化燃燒主要適用于處理常溫、大風量、中低濃度、易揮發的廢氣,可處理溶劑種類包括苯類、酮類、酯類、醛類、醚類、烷類及其混合氣體。先廢氣經干式過濾器去掉部分粉塵顆粒物。然后將符合吸附條件的廢氣送入活性炭吸附箱進行吸附凈化,凈化后的潔凈氣體由主排風機排入大氣中。吸附裝置配有備用吸附箱1套,當活性炭吸附飽和后通過控制閥門切換至催化燃燒脫附狀態;脫附系統采用在線脫附(也可采用離線脫附),即吸附過程為連續式處理工藝,在備用吸附裝置投入使用同時,飽和吸附箱則進行脫附工作,脫附后活性炭箱預備至下次循環使用。
沸石轉輪催化燃燒的吸附過程,由于固體表面上存在著未平衡和未飽和的分子引力或化學鍵力,因此當此固體表面與氣體接觸時,能吸引氣體分子,使其濃聚并保持在固體表面,此現象稱為吸附。利用固體表面的吸附能力,使廢氣與大表面的多孔性固體物質相接觸,廢氣中的污染物被吸附在固體表面上,使其與氣體混合物分離,達到凈化目的。廢氣經空氣過濾器除去微小懸浮顆粒后,進入吸附罐頂部,經過罐內活性碳吸附后,除去成分,符合排放標準的凈化氣體,經風機排出室外。