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催化燃烧是一种典型的气固相催化反应。它通过催化剂降低反应活化能,使其在200 ~300℃的较低起燃温度下进行不产生火焰的燃烧,这种反应可以将有机物质的氧化发生在固体催化剂的表面,同时将其净化成为CO2和H2O,催化燃烧设备,并且由于其氧化反应而放出大量热量,还可以对热源重复利用。
此外,由于催化剂的选择性催化作用,有可能限制燃料中含氮化合物(RNH)的氧化过程,并使它们大部分形成分子氮(N2)。
催化燃烧设备的工作原理:将收集后的有机废气通过管道和离心风机的作用下,将其引入氧化炉,被燃料氧化加热,加热到250~300℃左右。在这么高的温度下,废气中的有机成分在催化剂的作用下被氧化并分解成二氧化碳和水。同时,反应后的高温烟气进入特殊结构的陶瓷蓄热器,大部分热量被蓄热器吸收。
工业废气催化燃烧设备的焊接性能不仅取决于接头状态和焊接工艺参数,还取决于电极芯和涂层过渡合金元素的组成。所以母材维修配件和技术要求应选择电极。
(1)催化燃烧力学性能的一般要求如下:
当焊接低碳钢、中碳钢和低合金钢时,可使用相同的强度电极;
焊接交变载荷或冲击载荷件,应涂敷金属强度略低于焊条的母材强度;
母材焊接性差,如高碳钢的过渡层焊接的方法。应注意碳钢的修复和堆焊,而不是结构焊接。
催化燃烧设备不同材料的母材应与强度较低的母材焊接。
(2)对物理和化学性质的一般要求如下:
工作条件下的高温或低温焊接部分,应选择相应的电极温度抗性品种,如耐热钢焊条在低温,高合金奥氏体大小;
在选择堆焊电极时,须区分磨损类型和中等腐蚀类型,催化燃烧设备厂家定做,并选择相应的电极成分和性能(尤其是硬度)。
(3)催化燃烧零件焊接状态的一般要求如下:
复杂形状零件,大而厚或刚度大,焊后残余应力大,容易产生裂纹,须使用抗裂性能好的低氢型焊条,高韧性电极或氧化铁型焊条。
催化燃烧装置现阶段作为废气处理的设备,也存在一些不足的地方,主要体现在以下的4个方面:
1.高温带来的管道、设备很容易损坏;
2.如果蓄热体结块、寿命不长;
3.炉内压力变化大,造成热量大量溢出,未能达到实际节能效果;
4.日常维护量、成本增加。
实际上每一种废气处理方法都有自己的优势,催化燃烧装置比较适合于排放持续的废气,催化燃烧设备加工生产,若间歇性的排放废气,不仅每次预热需要耗能,反应热也无法回收利用,会造成很大的能源浪费。对于排出的废气本身温度就较高的场合,如漆包线、绝缘材料、烤漆等烘干排气,温度可达300℃以上,则不必设置预热装置。
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