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大气污染控制及设备运行,第六章 气态污染物控制设备第3讲 气固催化反应器,一、气固催化反应器,1、催化法概念：利用催化剂的催化作用，将废气中的有害气体转化成无害物质或转化成易于进一步处理的物质。,2、催化器的种类,固定床催化反应器,流化床催化反应器,二、固定床催化反应器种类及特点,种类,单段绝热式,多段绝热式,管式反应器,结构简单，气体分布均匀，反应空间利用率高，造价低，适用于反应热效应较小，反应过程对温度变化不敏感、副反应较少的反应过程。,催化剂分成数层，避免了床层热量的积累，具有较高的反应速率。,传热效果好，适用于反应热特别大的情况。,三、固定床反应器的结构,绝热固定床反应器主要由壳体、催化剂层、催化剂承载装置、气体进出口管及分布板等组成。,三、固定床反应器的计算,1、数学模型计算法 (1)物料平衡式,(2)热量衡算式,GCpdT=GAdf（H） KtA（TTS）,(3)总反应速度方程 YA = f（CA，T） (4)联解以上公式进行反应器设计计算。,三、固定床反应器的计算,2、经验计算法,(1)催化剂床层体积VR的计算 1）当空间速度vsp已知，需要处理的废气量为Q0，则所需催化剂体积为： 2）当接触时间0已知，需要处理的废气量为Q0，则所需催化剂体积为：,三、固定床反应器的计算,(2)床层截面积的计算 由催化剂颗粒状况确定空床气流流速u0后，反应器直径DT由下式计算：,2、经验计算法,三、固定床反应器的计算,反应器直径DT经圆整确定后，催化剂床层高度由下式计算：,(3)床层高度的计算,2、经验计算法,三、固定床反应器的计算,(4)床层压力降P的计算及调整 气体通过催化剂床层时的压力降由下式计算：,2、经验计算法,四、催化转化装置的应用,1、用催化转化法净化气态污染物，应选择适当的催化剂。良好的催化剂应具备：活性高选择性好；机械强度高、抗毒性强、热稳定性好； 成本低，来源容易。2、根据催化剂的性能确定预热温度、压力、空速等反应条件及氧化剂或还原剂用量。3、在此基础上选择并设计经济合理、结构简单、便于操作、性能良好的催化反应器。,五、催化转化装置应用注意事项,1、调查核实所处理废气的成分、浓度、温度、湿度、含氧量、含尘量等，特别要注意引起催化剂中毒物质的含量，以确定催化转化法是否切实可行。2、凡可能引起催化剂中毒物质，必须经预处理除去。3、根据处理气体量确定预热能源和排气余热回收方式。4、必须控制废气浓度低于爆炸下限的25%，并设置防回火、泄
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