铸造厂浇铸车间的催化燃烧设备安装案例
铸造厂浇铸车间的催化燃烧设备安装案例，催化燃烧是用催化剂使废气中可燃物质在较低温度下氧化分解的净化方法。所以，催化燃烧又称为催化化学转化。由于催化剂加速了氧化分解的历程，大多数碳氢化合物在300~450℃的温度时，通过催化剂就可以氧化 。在化学反应过程中，利用催化剂降低燃烧温度，加速有毒有害气体 氧化的方法，叫做催化燃烧法。由于催化剂的载体是由多孔材料制作的，具有较大的比表面积和合适的孔径，当加热到300~450℃的有机气体通过催化层时，氧和有机气体被吸附在多孔材料表层的催化剂上，增加了氧和有机气体接触碰撞的机会，提高了活性，使有机气体与氧产生剧烈的化学反应而生成CO2和H2O，同时产生热量，从而使得有机气体变成 无害气体。(1)催化剂定义催化剂是一种能提高化学反应速率，控制反应方向，在反应前后本身的化学性质不发生改变的物质。
(2)催化作用机理 催化作用的机理是一个很复杂的问题，这里仅做简介。在一个化学反应过程中，催化剂的加入并不能改变原有的化学平衡，所改变的仅是化学反应的速度，而在反应前后，催化剂本身的性质并不发生变化。那么，催化剂是怎样加速了反应速度呢了既然反应前后催化剂不发生变化，那么催化剂到底参加了反应没有?实际上，催化剂本身参加了反应，正是由于它的参加，使反应改变了原有的途径，使反应的活化能降低，从而加速了反应速度。例如反应A+B→C是通过中间活性结合物(AB)过渡而成的，即：A+B→[AB]→C其反应速度较慢。当加入催化剂K后，反应从一条很容易进行的途径实现：A+B+2K→[AK]+[BK]→[CK]+K→C+2K
中间不再需要[AB]向C的过渡，从而加快了反应速度，而催化剂并未改变性质。
催化燃烧装置主要由热交换器、燃烧室、催化反应器、热回收系统和净化烟气的排放烟囱等部分组成，如右图所示。其净化原理是：未净化气体在进入燃烧室以前，先经过热交换器被预热后送至燃烧室，在燃烧室内达到所要求的反应温度，氧化反应在催化反应器中进行，净化后烟气经热交换器释放出部分热量，再由烟囱排入大气。
有机废气催化燃烧处理，设备主要部件介绍 ① 活性碳吸附床：
○ 吸附系统采用二个吸附床并联而成，为了节省占地面积，二个吸附床上下叠放。 ○ 由于脱附再生时活性碳床内有高温气体，所以吸附床采用双层隔热保温措施。 ② 催化燃烧装置：
○ 废气加热采用无污染、运行稳定的电加热方式，电加热室内的总功率为24kw，电热管分成二组、由电控箱自动控制，当废气温度低于一定温度时（可设定）电热管会自动接通电源给废气加热，当废气温度高于一定温度时（可设定）电热管会自动断开一组、二组或全部电源以节约电能及达到安全运行。 ○ 电热管选用耐热耐用的不锈钢电热管。
○ 催化燃烧装置由内胆和外壳组成，内外壳间填满隔热材料保证炉体外壁温度在 60℃以下，以防烫伤操作人员和节约能源。内胆和外壳选用碳钢材料制作。 ○ 催化燃烧装置增加了管式热交换器，燃烧后的高温气体经过热交换器时会把部分 热能传递给未处理的低温有机废气，使热能得到充分利用，节约能源。
○ 催化室内的催化剂选用浙大生产的（KMK-22型）球状颗粒催化剂催化剂 ,载体三 氧化二铝，外表涂层铂和钯。
③ 活性碳：
吸附活性碳选用蜂窝状活性碳。 活性碳的规格：100×100×100 蜂窝状活性碳比表面积大。 蜂窝状活性碳流体阻力小。 蜂窝状活性碳对漆雾不敏感。 活性碳填充量：活性碳的质量和数量
决定着废气处理设备净化效率的高低，所以要在保证合格排放的基础上，合理配置活性碳的填充量，本装置活性碳的填充量如下表：
设备风量（m3/h）设备单元数（个）单元填量（m³）总填充量（m³）
5000 2 1×1×0.8 = 0.8 1.6
④ 电气控制系统：
○ 电控系统具有手动和自动控制功能。
手动控制时各项设备可独立启动；自动控制时各项设备自动按程序启动。
○ 本控制系统通过PLC采集现场各类数据和信号，实现数据检测，数据存储，动态画面显示等实现监视的功能，对于运行事故能预先自动判断、准确地反映出故障状态、故障时间、及相关信息并及时报警，故障代码以文本形式显示。整个系统能够正常、稳定、安全、高效、低耗运行。
○ 各控制回路均设有空气开关、熔断保险、热继电器等保护系统，确保系统安全运行。 ○ 风机电机均有短路和过载保护装置，确保和延长电机使用寿命。 ⑤ 通风管道、阀门、风机
○ 所有连接管道均选用碳钢板制作。 ○ 所有管道的管内流速控制在10-15米/秒。
○ 以上吸附床的吸附进（出）风阀和再生进（出）阀门均采用气动阀门，此 阀门密闭性好、开启灵活、坚固耐用。
7．安全措施
为了确保设备安全运行，除了加强安全教育，制定安全操作规程和安全管理制度外，特采取以下措施：
1. 严格执行有关规范及规程中有关防雷、接地安全措施和防范各种事故的保护措施。 2. 活性炭吸附床和催化燃烧装置分别设置泄压装置。
3. 活性炭吸附床和催化燃烧装置连接管道中设置防火阀：如果气体温度高于280℃时，防火阀中保险片会融化，随即防火阀会自动关闭，阻止高温气体进入活性炭吸附床，确保安全运行。
4. 设置稀释阀控制浓度：活性炭脱附出来的高浓度气体在进入催化燃烧前先补充自然空气降低废气浓度，再进行催化燃烧，确保安全运行。
5. 设置补冷风机控制温度：当活性炭吸附床内的温度高于设定值时，补冷风机会自动启动，补充冷风，降低吸附床内温度，确保安全运行。
6. 活性碳吸附箱和催化燃烧装置分别设置超温自动声光报警、断电和补风降温装置。
7. 活性炭吸附箱内设置消防喷淋装置：当活性炭吸附床内的温度高于设定值时（暂定180℃），喷淋水会自动打开，确保安全。
吸附浓缩-催化燃烧技术。
这种技术采用的原理是以蜂窝活性炭作为吸附剂，当蜂窝活性炭吸附饱和之后，其浓缩的有机物在送往催化剂进行催化燃烧，分解成没有污染的二氧化碳和水，达到废热利用以及污染治理的目的。这种技术的优点是净化效率较高、投资成本较低，在启动之后，无需再进行加热，产生的热废气又使得活性炭再生，达到了循环利用的目的。
本工艺和设备可广泛用于石油、化工、橡胶、油漆、涂装、家俱、家电、印刷等行业中产生的低浓度有机废气的净化处理，可处理的有机物质种类包括苯类、酮类、酯类、醇类、醚类和烷烃类等。
有机废气在风机引力作用下进入催化燃烧系统，首先经过干式过滤器(标配)对其中的颗粒物进行过滤，有机废气进入活性炭吸附箱，废气分子被活性炭吸附、浓缩，干净空气进入烟囱实现高空排放;随着活性炭趋于饱和，CO炉启动，对催化剂和炉内空气进行加热，热空气经补风阀调温后接入活性炭吸附箱，对活性炭进行脱附，脱附的高浓度废气分子进入CO炉，在催化剂的作用下发生无焰燃烧，实现高温氧化分解，最终生成二氧化碳和水蒸气排进烟囱;部分高温气体继续对吸附箱进行脱附，如此循环。
在催化剂的作用下将有机成分转化为无毒、无害的 CO2和H2O，同时释放出大量的热量，高温气体再次进入热交换器，预热解吸出来的高浓度废气，可维持催化氧化燃烧所需的起燃温度，使废气燃烧过程基本不需外加的能耗(电能)，并将部分热量回用于印刷设备加热系统，从而大大降低了能耗。
催化燃烧装置用催化剂
由于有机物催化燃烧的催化剂分为贵金属(以铂、钯为主)和贱金属催化剂。贵金属为活性组分的催化剂分为全金属催化剂和以氧化铝为载体的催化剂。全金属催化剂是以镍或镍铬合金为载体，将载体做成带、片、丸、丝等形状，采用化学镀或电镀的方法，将铂、钯等贵金属沉积其上，然后做成便于装卸的催化剂构件。由氧化铝作载体的贵金属催化剂，一般是以陶瓷结构作为支架，在陶瓷结构上涂覆一层仅有0.13mm的α-氧化铝薄层，而活性组分铂、钯就以微晶状态沉积或分散在多孔的氧化铝薄层中。
但由于贵金属催化剂价格昂贵，资源少，多年来人们特别注重新型的、价格较为便宜的催化剂的开发研究。我国是世界上稀土资源最多的国家，我国的科技工作者研究开发了不少稀土催化剂，有些性能也较好。
设计要求：
1、操作方便：设备工作时，实现自动化控制。
2、能耗低：设备启动约20分钟升温至起燃烧温度，有机废气浓度较高时耗能仅为风机功率。
3、安全可靠：设备配有阻火系统、防爆泄压系统、超温报警系统及先进的自控系统。
4、阻力小，净化效率高：采用当今先进的贵金属钯、铂浸渍的蜂窝状陶瓷载体催化剂，比表面积大。
5、余热可回用：余热可返回烘道，降低原烘道中的消耗功率;也可做其它方面的热源。
6、占地面积小：仅为同行业同类产品的80%，且设备基础无特殊要求。
7、使用寿命长：催化剂一般4年更换，并且载体可再生。
主要特点：
a.采用吸附、脱附同时工作的方式;
b.占地面积小,设备体积小;
c.脱附电加热器无须频繁启动,节省能源,减少电容量;
d.预处理器采用进口过滤材料更换周期长,净化效率高;
e.蜂窝活性炭对有机废气进口浓度要求不高。
利用活性炭多微孔的吸附特性吸附有机废气是一种最有效的工业处理手段。活性炭吸附床采用新型活性炭，该活性炭比表面积和孔隙率大，吸附能力强，具有较好的机械强度、化学稳定性和热稳定性，净化效率高达95%。有机废气通过吸附床，与活性炭接触，废气中的有机污染物被吸附在活性炭表面，从而从气流中脱离出来，达到净化效果。从活性炭吸附床排出的气流已达排放标准，空气可直接排放。
3、催化燃烧床
在有机废气引入催化燃烧装置前，先通过预热器对废气进行先预热，再通过催化燃烧床内的电加热器加热废气使废气温度升高到2800C左右，在催化剂的作用下，热反应生成无害的H2O和CO2，此时无需电加热，通过自身平衡处理掉高浓度有机废气。燃烧后放出大量的热量，可采用热交换器将高温尾气回收利用以减少预热能耗。上述过程可通过PLC系统控制柜全自动操作。
