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RTO蓄热燃烧的设计与应用

2021-07-17 19:33:49

RTO蓄热燃烧设计时应考虑以下几方面问题:

1、辅助燃料和助燃。催化燃烧一般采用燃气作辅助燃料,也可用燃料油、电加热等作辅助燃料。助燃一般用净化后的气体,如果净化后的气体不能作为助燃,则应引入空气助燃。

2、较不错的转化速度。由于催化燃烧为不可逆的放热反应,所以,无论反应进行到什么阶段,都应在尽可能高的温度下进行,以获得较不错的转化速度。但操作温度往往受某些条件的限制,如催化剂的不怕热温度、高温材料的获得,热能的供应,以及是否伴有副反应等。因而实际生产中应根据实际情况恰当地选择。

3、气流和温度均匀分布。要使通过催化剂表面的气流和温度分布均匀,并火焰不直接接触催化剂表面,燃烧室具有足够的长度和空间。RTO蓄热燃烧应具有良好的保温效果。炉体一般用钢结构的外壳内衬不怕火材料,或用双层夹墙结构。

4、便于清洗和替换。催化剂反应器一般应设计成装卸方便的模屉结构,便于清洗和替换催化剂载体。

RTO蓄热燃烧是一种能改变化学反应速度,而在反应前后其本身的化学性质没有改变的物质。RTO蓄热燃烧通常是由催化活性材料和催化载体构成。催化活性材料一般是金属或金属氧化物。其中贵重金属RTO蓄热燃烧主要有铂、钯和钌等。

普通金属RTO蓄热燃烧主要有铜、铬、镍、钒、锰、铁、钴等金属及氧化物。催化载体是多孔材料,主要作用是使活性材料具有大的体表面积。催化载体分为金属载体、陶瓷载体和炭纤维载体。金属载体一般是以镍或镍铬合金为载体做成的带、片、丸、丝等形状,通过"电镀"或"化学镀"(即溶液浸渍)将铂、钯镀在这些载体上,并制成便于装配、拆卸的模屉。以陶瓷为载体的RTO蓄热燃烧,一般是以硅-铝氧化物为载体,其结构有片粒状和蜂窝状两种。一般在陶瓷结构上涂敷一层仅0.13mm厚的α-氧化铝薄层,把活性的铂、钯等金属RTO蓄热燃烧以微晶状态沉积或分散在多孔的氧化铝薄层中,并制成便于装配、拆卸的模屉。炭纤维载体可制作成线状、毡状、网状等形状,在载体上涂敷催化活性材料,制成便于装配、拆卸的模屉。

rto蓄热燃烧设备运行时要建立不错的热氧化炉,使其可以具备相应的蓄热能力,对废气进行专科处理,使废气在高温环境中被分解,以达到相关环境标准,将其排放到空气中。在应用RTO方式的过程中,需要设置两个固定形式的热交换媒介床,利用具有蓄热优点的陶瓷材料对其进行制作,以便于开展废气治理工作。废气在经过一个陶瓷媒介床之后,会出现加热的现象,在热交换的情况下,另一个媒介床也会出现加热的现象,且热交换率不错。同时,在应用氧化炉设备的过程中,其具备相应的自我维持能力,不需要任意燃料就可以维持问题,提升其工作速率。

RTO在燃烧过程中,需要保持相应的废气浓度以保持热量的蓄存和传导,因此,RTO较为适合处理小风量,中浓度好的VOCs废气。大风量、低浓度的废气可通过活性炭吸附脱附或者沸石转轮浓缩装置处理为小风量、中浓度好的废气。

RTO蓄热燃烧的管道在应用中应注意下面几点:

1、由于管道表面温度过高会引起煤气、蒸气、粉尘爆炸起火危险的场合,以及与电缆交叉距离稳定规程规定者;

2、管道、设备外表面温度≥50℃并需保持内部介质温度时;

3、凡管道、设备需要经常操作、维护,而又容易引起的部位;

4、凡需要防止管道与设备表面结露时;

5、管道、设备外表面由于热损失,使介质温度达不到要求的温度时;

6、敷设在废气处理设备上的压缩空气管道、差压管道为防止天冷结露一般应保温;

下面,再来分析一下RTO蓄热燃烧的蓄热燃烧原理

1、借助催化剂可使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,同时放出大量热能,从而达到去掉废气中的物的方法。

2、在将废气进行蓄热燃烧的过程中,废气经管道由风机送入热交换器,将废气加热到蓄热燃烧所需要的起燃温度,再通过催化剂床层使之燃烧,由于催化剂的存在,蓄热燃烧的起燃温度约为250-300℃,低于直接燃烧法的燃烧温度650-800℃。

3、蓄热燃烧是典型的气一固相催化反应,其实质是活性氧参与的氧化作用。在蓄热燃烧过程中,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,使反应物分子富集于表面提升了反应速率,加快了反应的进行。

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