催化燃燒設備的主要結構與設計因素分享與裝置使用

{一}、催化燃燒設備的主要結構與設計因素分享
關于催化燃燒設備在加熱爐爐管燒焦上的應用石油化工中的結焦不僅會使爐管傳熱系數(shù)降低、局部過熱現(xiàn)象、縮短爐管壽命，而且會降低裝置處理量，嚴重制約裝置的正常運轉，因此需要定期燒焦。如果在石油化工裝置燒焦過程中，加入一種燒焦助燃劑，就可以通過降低燒焦反應的活化能，大幅度提高燒焦反應速度，就能夠在較低的溫度下，達到縮短燒焦時間的目的。這一技術的研究有了一些突破性的進展。
催化燃燒設備主要由熱交換器、燃燒室、催化反應器、熱回收系統(tǒng)和凈化煙氣的排放煙囪等部分組成。其凈化原理是：未凈化氣體在進入燃燒室以前，先經(jīng)過熱交換器被預熱后送至燃燒室，在燃燒室內(nèi)達到所要求的反應溫度，反應在催化反應器中進行，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。
催化燃燒設備設計時應考慮的問題：
1、便于清洗和換。催化劑反應器一般應設計成裝卸方便的模屜結構，便于清洗和換催化劑載體。
2、輔助燃料和助燃。催化燃燒一般采用氣作輔助燃料，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。
3、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，并保護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。催化燃燒設備應具有良好的保溫效果。爐體一般用鋼結構的外殼內(nèi)襯耐火材料，或用雙層夾墻結構。
4、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，以獲得轉化速度。但操作溫度往往受某些條件的限制，如催化劑的耐熱溫度、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(chǎn)中應根據(jù)實際情況恰當?shù)剡x擇。
催化燃燒設備所利用的是用催化劑使廢氣中可燃物質(zhì)在較低溫度下的凈化方法。所以，催化燃燒又稱為催化化學轉化。由于催化劑加速了的歷程，大多數(shù)碳氫化合物在300~450℃的溫度時，通過催化劑就可以。與熱力燃燒法相比，催化燃燒所需的輔助燃料少，能量消耗低，設備設施的體積小。在化學反應過程中，利用催化劑降低燃燒溫度，加速性能穩(wěn)定氣體的方法，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，當加熱到300~450℃的有用氣體通過催化層時，氧和有用氣體被吸附在多孔材料表層的催化劑上，增加了氧和有用氣體接觸碰撞的機會，提高了活性，使有用氣體與氧產(chǎn)生劇烈的化學反應而生成CO2和H2O，同時產(chǎn)生熱量，從而使得有用氣體變成沒有傷害氣體。
汽油車排氣催化凈化性能的提高和柴油車排氣及黑煙微粒的催化除掉，氯氟烴類（CFCs）的催化和催化合成代用品，CO2的催化合成利用、催化傳感器、燃料電池以及臭氧在低層大氣中的催化除掉等。因而，我們可以看到，催化技術在解決當前上普遍關心的地球環(huán)境問題將發(fā)揮著重要的作用，并且催化研究也將從初的“以獲取有用物質(zhì)為目的的石油化工催化”的時期，而逐漸地轉向了“以除掉不好物質(zhì)為目的的新的能源環(huán)保催化”時期。
{二}、催化燃燒設備在各種情況下的應用
　重質(zhì)燃料由于含瀝青質(zhì)、膠質(zhì)、大分子磷質(zhì)較多,因而流動性差、粘稠,使用時油壓高，燃燒不充分。催化燃燒廢氣處理設備燃燒效率低，污染環(huán)境，同時油中還含有確定量的硫、釩化合物，對窯爐、機件的腐蝕也較嚴重。為了節(jié)約能源,好廣泛地使用重質(zhì)燃油,由浙江省湖州埭溪化工廠、湖州市節(jié)能中心及紹興瓷廠等單位協(xié)作研制成功了W型重質(zhì)燃油助燃劑,取得了良好效果。助燃劑是一種高度濃縮 的燃燒推進劑,在燃燒過程中起催化作用。在燃燒區(qū)與碳元素作用,以防止游離碳的生成。同時它重質(zhì)燃油有強擴散滲透作用,減少油泥的積沉,增加流動性,使燃油霧化狀態(tài)良好，燃燒效率提高,節(jié)約能源。在性能穩(wěn)定方面由于它有呈微堿性，可以硫酸形成，并能防止釩對窯體等的腐蝕，減少環(huán)境污染。