催化燃燒裝置主要由熱交換器、燃燒室、催化反應(yīng)器、熱回收系統(tǒng)和凈化煙氣的排放煙囪等部分組成，其凈化原理是：未凈化氣體在進(jìn)入燃燒室以前，先經(jīng)過熱交換器被預(yù)熱后送至燃燒室，在燃燒室內(nèi)達(dá)到所要求的反應(yīng)溫度，氧化反應(yīng)在催化反應(yīng)器中進(jìn)行，凈化后煙氣經(jīng)熱交換器釋放出部分熱量，再由煙囪排入大氣。
催化燃燒裝置設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮以下幾方面問題：
1、氣流和溫度均勻分布。要使通過催化劑表面的氣流和溫度分布均勻，并火焰不直接接觸催化劑表面，燃燒室 具有足夠的長度和空間。催化燃燒裝置應(yīng)具有良好的保溫效果。爐體一般用鋼結(jié)構(gòu)的外殼內(nèi)襯耐火材料，或用雙層夾墻結(jié)構(gòu)。
2、便于清洗和換。催化劑反應(yīng)器一般應(yīng)設(shè)計(jì)成裝卸方便的模屜結(jié)構(gòu)，便于清洗和換催化劑載體。
3、輔助燃料和助燃。催化燃燒一般采用 氣作輔助燃料，也可用燃料油、電加熱等作輔助燃料。助燃一般用凈化后的氣體，如果凈化后的氣體不能作為助燃，則應(yīng)引入空氣助燃。
4、較高的轉(zhuǎn)化速度。由于催化燃燒為不可逆的放熱反應(yīng)，所以，無論反應(yīng)進(jìn)行到什么階段，都應(yīng)在盡可能高的溫度下進(jìn)行，以獲得較高的轉(zhuǎn)化速度。但操作溫度往往受某些條件的限制，如催化劑的耐熱溫度、高溫材料的獲得，熱能的供應(yīng)，以及是否伴有副反應(yīng)等。因而實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況恰當(dāng)?shù)剡x擇。
在廢氣處理工程中針對排放廢氣的不同情況，可以采用不同形式的催化燃燒工藝，但不論采用什么工藝方式，它的流程組成都具有共同的特點(diǎn)，如：廢氣進(jìn)入催化燃燒裝置的氣體要經(jīng)過預(yù)處理，除去粉塵、液滴及組分，避免催化床層的堵塞和催化劑的中毒。
廢氣進(jìn)行催化床層的氣體溫度要達(dá)到所用催化劑的起燃溫度，催化反應(yīng)才能進(jìn)行。因此對于低于起燃溫度的進(jìn)氣，進(jìn)行預(yù)熱使其達(dá)到起燃溫度。特別是開車時(shí)，對冷時(shí)氣進(jìn)行預(yù)熱，因此催化燃燒法適于連續(xù)排氣的凈化，經(jīng)開車時(shí)對進(jìn)氣預(yù)熱后，即可利用燃燒尾氣的熱量預(yù)熱 氣體。若廢氣為間歇排放，每次開車均需對 冷氣癸進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱器的頻繁啟動(dòng)，使能耗增加。氣體的預(yù)熱方式可以采用電熱線也可以采用煙道氣加熱，目前應(yīng)用較多的為電加熱。
第三、催化燃燒反應(yīng)放出大量的反應(yīng)熱，因此燃燒尾氣溫度很高，對這部分熱量回收。一般先通過換熱器將高溫尾氣與 低溫氣體進(jìn)行熱量交換以減少預(yù)熱能耗，剩余熱量可采用其他方式進(jìn)行回收，在生產(chǎn)裝置排出的廢氣溫度較高的場合，如漆包線、絕緣材料等烘干溫度可達(dá)300度以上，可以不高置預(yù)熱器和換熱器。但燃燒尾氣的熱量仍應(yīng)回收。
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