催化燃烧设备设计时应考虑哪些问题

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催化燃烧装置废气处理过程主要包括吸附气体处理、解吸气体处理和催化燃烧三部分。

1.吸附气体法利用活性炭的物理性质吸附有用废气，蜂窝活性炭比表面积大，吸附能力好，有用废气被吸附到活性炭的微孔中，使气体深受净化，净化后的气体通过风机排出。

2.活性炭微孔吸附饱和后，脱附气过程将不再能吸附活性炭，此时利用催化床产生的高温热风脱附活性炭，高温后活性炭微孔中的有用物与活性炭自动分离，从而使活性炭与活性炭分离。

3.解吸有用物已被浓缩(其浓度比原来高出数十倍)，并送往催化燃烧室进行催化燃烧。催化氧化在催化剂上进行250℃，将其转化为性能稳定的CO2和PO排放物。当有用废气浓度达到2000 ppm以上时，有用废气可在催化床内保持自燃而不需加热，燃烧后的部分尾气可直接排放到大气中。大部分热风流被回收到吸附床进行活性炭的解吸。这不仅可以满足燃烧和解吸所需的热能，而且可以达到节能的目的。活性炭可用于下一次吸附。

该设备可连续使用两条气体通道，当工作量较大时，可交替使用两个吸附床。首先，有用废气可被活性炭吸附床之一吸附。当活性炭接近饱和时，吸附床两端的关闭阀可同时关闭，即吸附功停止，另一吸附床自动打开，接管吸附功。这样，两个吸附床的切换操作就可以实现大工作量的连续工作。有时，为了提高催化燃烧设备的使用寿命，可以在催化燃烧设备(如喷雾塔、干式过滤器或除尘器)之前安装预处理设备，以过滤废气中的颗粒和粘性成分。

催化剂是催化燃烧法的核心，具有催化、热稳定性好、强度好、使用寿命长等特点。

1.催化剂的活性直接影响催化燃烧的化学转化，转化不仅与催化活性物质本身的活性有关，而且与催化剂载体的物理形状直接相关，因此，在选择合适的催化活性材料时，还考虑了催化剂载体的物理形状，以保护催化剂的，从而达到催化燃烧净化的目的。

2.良好的热稳定性。由于废气温度随时变化，如果催化剂不能适应温度变化范围内的变化，催化剂的性能会下降，净化效率会降低，因此催化剂在适应范围内会发生温度变化。

3.强度好：在催化燃烧过程中，由于高温、振动和气流的作用，催化剂经常发生破损和磨损，从而导致催化剂活性降低，催化剂床层压降增大，影响净化效果。

4.寿命长。大多数催化活性材料价格昂贵，因此在设计中选择催化剂时，应尽量使用使用寿命较长的催化剂。

在设计催化燃烧设备时应考虑下列问题：

1.气流和温度的均匀分布。为了使气流和温度通过催化剂表面的分布均匀，并确认火焰不直接与催化剂表面接触，燃烧室有足够的长度和空间。催化燃烧装置应具有良好的隔热效果。炉体通常在钢结构的外壳或双层夹紧壁结构中内衬耐火材料。

2.易于清洗和更换。一般来说，催化剂反应器应设计成方便的模具抽屉结构，便于清洗和更换催化剂载体。

3.辅助燃料和燃烧支撑。一般来说，气体作为辅助燃料、燃料油、电加热等也可用作催化燃烧的辅助燃料。净化气体一般用于辅助燃烧。如果净化气体不能用作辅助燃烧，则应引入空气辅助燃烧。

4.较高的转化速度。由于催化燃烧是一种不可逆的放热反应，无论在哪个阶段进行，都应在尽可能高的温度下进行，以获得较高的转化率。然而，操作温度往往受到一些条件的限制，如催化剂的耐热温度、获得高温材料、提供热能以及是否附带副反应。因此，实际生产应根据实际情况适当选择。