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VOCs催化燃烧装置所需催化剂体积计算

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学社贴贴学历认证 发表于 2019-9-13 11:33 | 显示全部楼层 打印 上一主题 下一主题
在设计催化燃烧装置时,最重要的因素也许是排气量。由于氧化反应仅限于表面,并且吸附-解吸过程发生在一个有限的时间间隔内,因此,所需的催化剂量是由拓排气量决定的。* ^. T6 t+ p, ^6 Y8 Z0 i& ?6 C2tech.cn

( k# _" a+ Y! _$ @催化剂的体积、类型及其大小关系到氧化装置的总体设计。尤其是影响到装置的外形尺寸和压力降。( N' w5 o" v3 L2tech.cn

( L; ]$ I7 U* w: c" t所用催化剂的数量同具体应用场合的空间速度而定。
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所谓空间速度就是排气量与催化剂的体积之间的关系。换言之,它是催化剂每小时所处理的气体体积量。
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! S" ]; C; [5 w4 G. {) M+ c3 u当蜂窝状载体催化剂用于典型烃物质时,空间速度一般采取50000~100000h-1;金属载体催化剂等片粒状催化剂的表面积均比整体载体催化剂小。因此,为达到相同的转化率,必须采用较低的空间速度。一般片粒状催化剂的空间速度在30000h-1以内。7 s/ o& s5 l  i/ L* \7 e, i2tech.cn

6 E$ t4 q+ D/ K/ M催化剂实际需体积可用下式求得:
' @$ G; u3 \0 L' p催化剂体积=排气量/空间速度(空速)  `( c9 N% S) U: P. i3 N7 i. P6 `7 t2tech.cn

% K" K$ P% D% y# Y4 {, v在确定催化剂体积后,就可求得催化剂床层的尺寸。床深对转化率的直接影响超过压力降,而床层的截面积又关系到装置外形尺寸。对整体载体催化剂来说,床深一般在180~300mm之间。
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+ e  _0 k5 C! }& ]" @8 O& X据了解,床深在此范围内一般不会使压力降过大。然而,当催化剂体积相同但床深不同时,催化剂活性是有差别的,这点可通过下例得到证实。
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) a( U; J  _" u* `, a$ e4 T  g( e假设有两个空间速度相同的催化床,它们体积相同,但床深不同:
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1 j5 {) K& @; K& _& T0 z. z 环境学社1.jpg 6 ]/ t7 {% ^% k9 M; y" w2tech.cn
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现从这两个蜂窝状载体中各取一条气流通路: - B0 |. d2 _/ ~8 |( P; S2tech.cn

5 m" U" q6 x5 q- N3 { 环境学社2.jpg # l) t+ r9 k* C9 B' B$ k! z7 ?, ]2tech.cn

, g4 E& V8 A9 `- F/ p在反应物分子通过通路的过程中,分子在150mm长的通路中的穿越速度虽然比75mm长的高一倍,但其有效接触反应面积也大一倍。这样,就提高了反应的可能性,使未反应物的漏过量降至最低。显然,催化床越深,压力降也就越大,这又是导致气流更为均匀的通过催化剂的表面,保证更有效地利用整个催化剂体积。
" H4 H# _& t8 h+ s; B# a; @/ ^  m7 e, \2tech.cn
对催化剂中毒特性的详细研究表明,较大的床深是有利的。
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, e' g* E6 O- M# K4 ?, J; K! t虽然上述讨论是对蜂窝状载体催化剂而言,但床深和截面积的有关结论同样适合于片面性粒状和其他载体催化剂。$ B) n0 x. S$ l& ]6 T  j2tech.cn

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