燃气燃烧器工作原理(催化燃烧装置的工作原理)

催化燃烧装置是指在催化剂作用下燃烧的装置或设备。催化燃烧装置的工作原理是借助催化剂使有机废气在较低的起燃温度下进行无焰燃烧，使有机废气分解为无毒的二氧化碳和水蒸汽。催化燃烧器电控制系统由PLC控制器、文本显示器、变频调速器、点火器、紫外线传感器、热电偶等电控设备以及风机，另外由零压阀调节燃气与空气的比例。可燃物在催化剂作用下燃烧与直接燃烧相比，催化燃烧温度较低，燃烧比较完全。催化燃烧所用的催化剂为具有大比表面的贵金属和金属氧化物多组分物质。例如家用负载Pd或稀土化合物的催化燃气灶，可减少尾气中CO含量，提高热效率。负载0.2%pt的氧化铝催化剂，在500℃下，可将大多数有机化合物燃烧，脱臭净化到化学位移σ=1以下。该系统工作过程主要划分为三种状态参数设定、燃烧运行和燃烧停止。

燃气燃料具有热值高、大气污染排放物少的优点，在一般情况下，天然气的燃烧仍然会排放一定量的NO由于NO，具有对环境污染的影响，因此很有必要降低天然气燃烧过程中N0，的排放量。近十多年的研究表明，催化燃烧技术完全可能解决上述问题，可以使得燃气燃烧达到低排放的标准，近于零排放，同时可以有效提高炉膛内热效率。燃烧器工作原理是当需要改变燃烧功率时，通过调节进入燃烧系统的混合燃气量来改变整个系统的能量。目前，国产催化燃烧装置的工作流程为:废气前处理设备，气一气换热器，预热室，催化反应器，气一气换热器，净化气体排空；电控制系统组成及功能，催化燃烧器电控制系统由PLC控制器、文本显示器、变频调速器、点火器、紫外线传感器、热电偶等电控设备以及风机，另外由零压阀调节燃气与空气的比例。催化燃烧电气控制系统工作过程分为三个状态：燃烧器工作状态、停止状态及参数设定状态。在工作状态中又分为点火过程和燃烧过程。由安装的热电偶检测出温度，送文本显示器显示。具有模拟量输入、输出模块，检测火焰燃烧信号和热电偶温度信号，将检测到的信号与设定的信号经过比较运算后，通过0～10V电信号控制变频器的输出频率来调整风机的转速，保持燃烧器的燃烧温度，这就是构成以设定温度为基准的控制系统；自动检测燃烧器温度信号与设定的温度比较，输出各类报警信号或直接停机。显示器可以显示燃气流量、燃烧温度和变频器输出频率。设定参数和工作状态等信息；可以通过显示器在线调整运行温度参数，修改设定温度控制风机的运行。该系统还设有多种保护功能，尤其是较强的逻辑互锁功能，从而保证系统工作可靠，并且具有较为完善的控制功能。此状态为燃烧工作之前做好数据的准备。可根据需要分别设定点火温度和变频器起动时的频率，控制风机的风量。点火温度是为了保证点火过程的可靠性。起动频率保证催化燃烧器在刚点燃时的有焰燃烧，这时的燃烧比不易太低，风量不能过大。

燃烧起动过程，当控制系统在待命的状态下，接到输入的起动命令，将进入燃烧运行状态，首先是控制系统进行自检，之后进行前吹扫，变频器输出信号控制风机的旋转，空气风量由低速渐变为高速再逐渐变为低速，新鲜空气风吹过燃烧炉盘，以保证炉内没有残留燃气的存在，保证点火过程的安全可靠。具体操作是变频器先起动，模拟输出信号使变频器频率从起动设定频率开始上升，达到一定频率后保持一定时间后再下降，完成起动前的吹扫。之后，发出点火信号，高压点火器工作，同时打开点火管道的阀门，小火点燃。通过紫外线传感器的检测到期小火点燃后，打开主燃气阀门。这时催化燃烧炉盘进行有焰燃烧，直到检测温度信号达到设定的点火关闭温度，点火阀门关闭，完成点火过程，进入到燃烧调节阶段。

燃空比的调定，有文献表明，催化燃烧时的“燃气/空气比值”范围一般在4%～11%之间；在一定的燃烧条件之下，燃/空比为6%时，天然气就能实现较好的催化燃烧效果，燃烧系统就可以得到最大的热效率，同时又能取得较好的排放效果。本系统的燃气一空气比的调节是通过零压阀实现的。当改变风机的空气风量时，燃/空比也能随之被改变，以达到催化燃烧器燃烧工作的要求。在起动时只要调节输出变频器的频率就能达到点火时要求的从有焰燃烧到催化燃烧的燃/空比的变化。

燃烧温度调节，燃烧器温度调节可以通过文本显示器的键盘输入，改变变频器的输出频率，调节适当的风量。当风量增大，燃烧温度超过设定值，则控制变频器降低输出频率，减少出风量来稳定燃烧器的温度。若变频器输出频率低于设定值(风机出风量频率，设为5Hz)，而出风量仍高于设定值时，开始计时，若在一定时间内，降低到设定值，放弃计时，继续变频调速运行；若在一定时间内温度仍高于设定，将继续调节，直至达到设定值。由经PID运算后控制变频器的频率输出；如温度不够，则频率上升，延时保持一定时间。反之亦然。

燃烧停止状态，燃烧器的停止是在接受到文本显示器发来的停止命令，首先将主燃气阀关断，然后，系统进行后吹扫，进行驱散残余燃气，并对燃烧盘进行强制风冷降温。经过一段时间之后，关闭风机，变频器停止工作，完成燃烧器停机过程。