催化燃烧设备的燃烧方法和主要净化原理

催化燃烧设备是主要用于废气处理的设备。由于催化燃烧设备中添加了金属催化剂，该催化装置可在250~350℃对废气进行催化氧化反应。由于热交换器的热交换功能，催化燃烧设别可以回收气体氧化分解后的热量，因此催化燃烧设备不需要长时间加热。催化燃烧设备通常只消耗风扇功率。催化燃烧是一种典型的气固催化反应。催化燃烧通过催化剂降低反应活化能，丰富了催化剂表面的反应物分子，提升反应速率，使无焰燃烧能够在200-300℃的较低点火温度下进行，氧化分解为CO2和H2O，并释放大量的热量。根据工艺流程的不同，催化燃烧设备分为“活性炭吸附浓缩+催化燃烧”和“沸石转轮吸附浓缩+催化燃烧”两大类。

催化燃烧设备主要由热交换器、燃烧室、催化反应器、热回收系统和净化烟气的排放烟囱等部分组成。其净化原理是：未净化气体在进入燃烧室以前，先经过热交换器被预热后送至燃烧室，在燃烧室内达到所要求的反应温度，氧化反应在催化反应器中进行，净化后烟气经热交换器释放出部分热量，再由烟囱排入大气。催化燃烧设备所发生的气—固相催化反应的实质是活性氧参与的深层氧化作用。在催化燃烧过程中，催化剂的作用是降低活化能，同时催化剂表面具有吸附作用，使得反应物富集于表面。借助催化剂的作用使得废气在较低的起燃温度条件下，发生无焰燃烧，并氧化分解为CO2和H2O，同时放出大量的热能，从而达到除掉废气中不好的物质的目的。

催化燃烧设备采用蜂窝状活性炭为吸附剂，结合吸附净化、脱附并浓缩VOCs和催化燃烧的原理，即将大风量、低浓度的废气通过蜂窝状活性炭吸附以达到净化空气的目的，当活性炭吸附饱和后再用热空气脱附使活性炭看到，脱附出浓缩的有用物被送往催化燃烧床进行催化燃烧，有用物被氧化成没有危害的CO2和H20，燃烧后的热废气通过热交换器加热冷空气，热交换后降温到气体部分排放，部分用于蜂窝状活性炭的脱附，达到废热利用和目的。整套装置由预滤器、吸附床、催化燃烧床、阻热器、相关的风机、阀门等组成。

有机废气温度低于100℃，浓度低，热量不自给。因此，需要在进入反应器之前在预热室加热。燃烧净化气体与热交换器中未经处理的废气进行热交换，以回收部分热量。该过程通常使用气体或电加热将温度升高至催化反应所需要的点火温度。当有机废气流量大、浓度低、温度低、催化燃烧需要大量燃料时，可通过吸附装置将有机废气吸附在吸附剂上进行浓缩，然后解吸成浓度较高有机废气（可浓缩10次以上）进行热风吹扫，然后催化燃烧。此时，无需添加热源即可维持正常运行。

直接燃烧法是指在燃烧气体的同时，在高温下进行氧化和热分解，以降解燃烧室内不好的的VOCS的方法。不好的COCS气体进入燃烧室后，在高温、空气充足等客观因素完善的前提下，不好的废气将被充足燃烧并全部分解为CO2和H2O。催化燃烧法是燃烧可燃VOCS废气。该方法对浓度较高VOCS废气有好的处理效果，但对温度控制要求较不错。在高温下，当温度接近1100℃时，去掉率不错。但是，如果废气中含有CL、S、和N等元素，燃烧会产生HCL、SOX和NOX等不好的气体，导致二次污染。如果废气中存在其他物质，则可能发生催化剂中毒。因此，催化剂应具有高活活化能力、高热稳定性和水热稳定性。目前，应用普遍的金属氧化物催化剂是铂、钯、金、锰、钴和铑，其中钯、铂、铑和金是贵金属。