催化燃燒設備不僅環(huán)境保護，而且可回收利用，達到節能環(huán)境保護的目的。光廢氣凈化和催化燃燒設備不會(huì )產(chǎn)生二次污染，改進(jìn)了環(huán)境保護設備。所以他們是如何實(shí)現這種效果的？光催化氧化是在外界可見(jiàn)光的作用下發(fā)生的。利用半導體和空氣為催化劑，光為能量，將有機化合物降解為CO2、H2O等潔凈沒(méi)有危害組分。采用人工紫外光為能源，經(jīng)本特別處理后，具有活性和高反應速率的納米TiO2催化劑。經(jīng)過(guò)處理后，廢氣氣味可以達到較理想的凈化效果。在半導體光催化氧化過(guò)程中，納米TiO2催化劑在吸收光能時(shí)，受紫外光照射產(chǎn)生電子躍遷和空穴躍遷，進(jìn)一步結合產(chǎn)生電子空穴對。
在設計催化燃燒設備時(shí)，應該考慮以下幾個(gè)方面的問(wèn)題：
一、氣流和溫度均勻分布。要使通過(guò)催化劑表面的氣流和溫度分布均勻，并確定火焰不直接接觸催化劑表面，燃燒室需要具有足夠的長(cháng)度和空間。
二、催化燃燒設備應具有良好的保溫效果。爐體一般用鋼結構的外殼內襯不怕火材料，或用雙層夾墻結構。便于清洗和替換。
三、催化劑反應器一般應設計成裝卸方便的模屜結構，便于清洗和替換催化劑載體。
四、輔助燃料和助燃。催化燃燒一般采用燃氣作輔助燃料，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，則應引入空氣助燃。
五、不錯的轉化速度。由于催化燃燒為不可逆的放熱反應，所以，無(wú)論反應進(jìn)行到什么階段，都應在盡可能高的溫度下進(jìn)行，以獲得較不錯的轉化速度。但操作溫度往往受某些條件的限制，如催化劑的不怕熱溫度、高溫材料的獲得，熱能的供應，以及是否伴有副反應等。因而實(shí)際生產(chǎn)中應根據實(shí)際情況恰當地選擇。
催化燃燒是用催化劑使廢氣中可燃物質(zhì)在較低溫度下氧化分解的凈化方法。所以，催化燃燒又稱(chēng)為催化化學(xué)轉化。由于催化劑加速了氧化分解的歷程，大多數碳氫化合物在300~450℃的溫度時(shí)，通過(guò)催化劑可以氧化。催化燃燒設備主要由熱交換器、燃燒室、催化反應器、熱回收系統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(guò)熱交換器被預熱后送至燃燒室，在燃燒室內達到所要求的反應溫度，氧化反應在催化反應器中進(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。
我們來(lái)了解一下催化燃燒設備大致的工藝流程：
一、預熱式：預熱式是催化燃燒的基本流程形式。有機廢氣溫度在100℃以下，濃度也較低，熱量不能自給，因此在進(jìn)入反應器前需要在預熱室加熱升溫，燃燒凈化后氣體在熱交換器內與未處理廢氣進(jìn)行熱交換，以回收部分熱量。該工藝通常采用煤氣或電加熱升溫至催化反應所需的起燃溫度。
二、自身熱平衡式：當有機廢氣排出時(shí)溫度較不錯（在300℃左右），高于起燃溫度，且有機物含量較不錯，熱交換器回收部分凈化氣體所產(chǎn)生的熱量，在正常操作下能夠維持熱平衡，無(wú)需補充熱量，通常只需要在催化燃燒反應器中設置電加熱器供起燃時(shí)使用。
三、吸附-催化燃燒：當有機廢氣的流量大、濃度低、溫度低，采用催化燃燒需耗大量燃料時(shí)，可先采用吸附手段將有機廢氣吸附于吸附劑上進(jìn)行濃縮，然后通過(guò)熱空氣吹掃，使有機廢氣脫附出來(lái)成為濃縮了的高濃度有機廢氣（可濃縮10倍以上），再進(jìn)行催化燃燒。此時(shí)，不需要補充熱源，可維持正常運行。對于有機廢氣催化燃燒工藝的選擇主要取決于：燃燒過(guò)程的放熱量，即廢氣中可燃物的種類(lèi)和濃度；起燃溫度，即有機組分的性質(zhì)及催化劑活性；熱回收率等。當回收熱量高過(guò)預熱所需熱量時(shí)，可實(shí)現自身熱平衡運轉，無(wú)需外界補充熱源，這是較經(jīng)濟的。
