剖析與探索
催化燃燒是淨化各種有機廢氣,控製大氣汙染的主要方法之一。催化淨化有機氣體的過程完全是化學反應,沒有二次汙染,是非常理想的淨化有機廢氣的方法。實踐證明使用催化淨化裝置淨化有機氣體是方便有效的。
一、催化淨化裝置的總體結構特點
過去國內外製造的催化淨化裝置都是由幾個部件連接起來組成的。這種結構便於部件的加工和更換,但存在以下問題:第一是連接件之間的密封問題,在300-500攝氏度的高溫下密封材料很難滿足要求。第二是管道連接處氣流阻力大,風機耗能大,噪聲也隨之增加。第三,各個部件的受熱不均,材料受熱變形而產生的應力。第四是高溫一側熱損失過大。第五是熱交換器入口處溫度較低,容易使氣體中粘性物質冷凝粘在換熱管上,降低換熱效率。針對上述問題,近年出現了兩種新型催化淨化裝置,這就是我們的最新研究成果一一整體浮動床式催化淨化裝置和整體蓄熱式催化淨化裝置。
1.整體浮動床式催化淨化裝置的結構特點
催化燃燒室、預熱室、換熱器及阻火器有機地融為一體,互相結合成為不可分割的整體(見中國專利86202182U),部件間沒有明顯的分界,使用一個共同的外殼,解決了連接件之間的密封問題。
內部氣流分布合理暢通,風阻很低,降低了風機的能耗和設備運行的噪聲。“浮動”的催化燃燒室即催化室,焊接在換熱管的一端,可隨著換熱管的受熱情況變化而上下浮動,不會產生熱變形應力。
熱損失小。催化燃燒室位於裝置的中心,周圍是預熱室,形成了“內熱外冷”的布局。一方麵催化燃燒的高溫不會直接接觸外殼,熱拫小;另一方麵催化燃燒產生的熱量可以得到充分利用,提高了預熱效果。
預熱室延伸到換熱器當中,使氣體中的粘性物質無法冷凝下來,有效地解決了粘性物的粘汙問題,使裝置的維修周期和使用壽命大大延長。
裝置的外殼采用圓柱體形狀,保證整體的強度較高。在催化燃燒過程中萬一發生爆炸事故,圓形外殼能承受一定的壓力,給爆炸氣體足夠的時間從泄壓孔中棑出,進而提高了裝置的安全係數。
2.整體蓄熱式催化淨化裝置的結構特點
催化燃燒室、預熱室和換熱器製成一個整體,而且它們的某些功能在運行中不斷轉換。當氣體從上向下通過催化床時,裝置的下層被催化燃燒氣體加熱;當氣體反過來從下往上通過催化床時,下層的熱量被帶走,上層被加熱。這裏的催化床及催化劑是催化燃燒的主體又是熱交換的媒體。換熱過程是通過上下進出閥門不斷切換,不斷改變氣流方向來實現的。這種結構的換熱效率很高,是一種最為理想的換熱形式。這裏需要自動閥門動作迅速、準確,並有良好的密封性。
催化床、催化劑成為熱交換的媒體,從而大大降低了係統的氣流阻力。催化床的上下總有一對進出閥門開放,有足夠的泄壓麵積,使得裝置的運行十分安全,無須另設泄壓裝置。
此種結構形式,沒有高溫死區,受熱情況合理,各部分溫度有規律的上下均勻波動,不產生熱變形應力。
由於裝置的上下部分溫度是交替變化,沒有低溫死角,粘性物質不等形成就被燒掉,從根本上解決了粘性物的粘汙問題。
除閥門係統外,整個裝置結構很簡單,催化劑更換十分方便。總體來看此種結構製造成本與運行費用均較低。