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?催化燃燒技術(shù)應(yīng)用方面
催化燃燒在加熱爐爐管燒焦上的應(yīng)用
石油化工中的結(jié)焦不僅會(huì)使?fàn)t管傳熱系數(shù)降低、造成局部過熱現(xiàn)象、縮短爐管壽命,而且會(huì)降低裝置處理量,嚴(yán)重制約裝置的正常運(yùn)轉(zhuǎn),因此需要定期燒焦。計(jì)算機(jī)控制下蒸汽—空氣在線燒焦是國內(nèi)采用的較為先進(jìn)的技術(shù),但其存在的較大問題是燒焦時(shí)間過長。
如果在石油化工裝置燒焦過程中,加入一種燒焦助燃劑,就可以通過降焦反應(yīng)的活化能,大幅度提高燒焦反應(yīng)速度,就能夠在較低的溫度下,達(dá)到縮短燒焦時(shí)間的目的。這一技術(shù)的研究有了一些突破性的進(jìn)展。
克羅地亞的INOSd.O.O(Zagreb,Croatia)開發(fā)了一種適用于烴油加熱爐爐管的催化燒焦方法??捎脕砣〈鷤鹘y(tǒng)的使用蒸汽 空氣的爐管燒焦方法。
新方法是在蒸汽中混入催化劑,使燒焦反應(yīng)熱大大減少,故其燒焦速度比傳統(tǒng)熱燒焦方法倍。由于燒焦時(shí)間大大縮短,也即減少了時(shí)間,因而提高了爐子開工率。所用催化劑是一種不含重金屬的無毒化合物,以水溶液形式被注入通入爐管的蒸汽流中,爐溫可由燃燒器控制穩(wěn)定。
因燒焦速度快,又不存在超溫過熱的危險(xiǎn),所以使?fàn)t管的燒焦操作很容易控制。
RCO蓄熱式催化燃燒法作用原理是:?
1、催化燃燒是用催化劑使廢氣中可燃物質(zhì)在較低溫度下氧化分解的凈化方法。所以,催化燃燒又稱為催化化學(xué)轉(zhuǎn)化。由于催化劑加速了氧化分解的歷程,大多數(shù)碳?xì)浠衔镌?00~450℃的溫度時(shí),通過催化劑就可以氧化完全。?
2、催化劑首先對VOC分子的吸附,提高了反應(yīng)物的濃度,其次催化氧化階段降低反應(yīng)的活化能,提高了反應(yīng)速率,借助催化劑可使有機(jī)廢氣在較低的起燃溫度下,發(fā)生無氧燃燒,分解成CO2和H2O,釋放出大量熱量,能耗較小,某些情況下達(dá)到起燃溫度后無需外界供熱,反應(yīng)溫度在250-400℃。?
催化燃燒過程當(dāng)氣流中的污染物可被氧化時(shí),燃燒是一種徹底的污染控制方案
碳?xì)浠衔锞蛯儆谶@類污染物。燃燒可以分為直接火焰燃燒和催化燃燒兩類。燃燒即是在氧和熱的作用下將碳?xì)浠衔镛D(zhuǎn)化為水和二氧化碳。其反應(yīng)方程式如下:CnH2m (n m/2)O2=nCO2 H2O Heat在燃燒過程中,氣流量和有機(jī)物負(fù)荷是選擇燃燒技術(shù)的重要參數(shù)。一個(gè)衡量污染物負(fù)荷的參數(shù)是低極限(LEL)或低可燃極限(LFL)。氣流的低極限是氣體可自燃的有機(jī)物濃度(100%LEL)。由于100%LEL具有危險(xiǎn),美國消防協(xié)會(huì)規(guī)定氣流的LEL不能超過50%,在LEL超過25%時(shí)應(yīng)設(shè)置可燃?xì)怏w監(jiān)控裝置。另一個(gè)要考慮的因素是氣流的能量密度,當(dāng)氣流的能量密度必須大于3.7MJ/m3時(shí)點(diǎn)火后氣體可自行維持燃燒,否則需要提供輔助燃料,另外要考慮燃燒后不產(chǎn)生有毒的副產(chǎn)品。能量值低于3.7MJ/m3的氣體,可利用催化劑來幫助氧化燃燒。
經(jīng)常使用的活性催化劑是鉑或鈀的化合物,使用陶瓷作載體。使用催化劑可降低燃燒溫度,節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用,但是主要缺點(diǎn)是微量的硫和鉛的化合物會(huì)使催化劑,而且特定的催化劑對每種有機(jī)污染物起到催化燃燒的作用是不同的,對有些有機(jī)污染物的去除可能無效。