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催化燃燒處理設(shè)備是將蜂窩狀活性炭作為吸附劑,通過(guò)吸附凈化、脫附再生并濃縮揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)以及催化燃燒的原理,即將大風(fēng)量、低濃度的有機(jī)廢氣通過(guò)蜂窩狀活性炭吸附實(shí)現(xiàn)空氣凈化的目標(biāo)。在活性炭吸附飽和后,再通過(guò)熱空氣脫附使得活性炭再生,脫附得到的濃縮有機(jī)物被送到催化燃燒床進(jìn)行催化燃燒,內(nèi)部的有機(jī)物質(zhì)被氧化成為無(wú)害的CO2以及H2O。燃燒后的熱廢氣通過(guò)熱交換器加熱冷空氣,熱交換后降溫氣體部分排放,部分用于蜂窩狀活性炭的脫附再生,實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目標(biāo)。整套設(shè)備含有預(yù)濾器、吸附床、催化燃燒床和風(fēng)機(jī)等設(shè)備。
相比其他有機(jī)廢氣處理方法,該方法是一種綜合處理模式,汲取了其他模式的優(yōu)勢(shì),技術(shù)較為成熟可靠,對(duì)于處理大風(fēng)量、低濃度的有機(jī)廢氣具有較大優(yōu)勢(shì),在催化燃燒的作用下,凈化效果可以達(dá)到。
在活性炭吸附到飽和程度后,切換到脫附床,脫附需要外加的熱量,加熱裝置安裝在催化氧化床內(nèi)部,開(kāi)啟后同時(shí)預(yù)熱催化劑。催化氧化床達(dá)到設(shè)定的溫度后,將熱空氣引入脫附床內(nèi)部,有機(jī)廢氣在加熱的作用下從活性炭表面全部解析出來(lái)。
高濃度的有機(jī)廢氣在外力的作用下進(jìn)入氧化床中,通過(guò)金屬鉑的催化作用,被燃燒分解為H2O與CO2,廢氣通過(guò)這一操作得到凈化。這一燃燒過(guò)程的特征為低溫、快速以及無(wú)焰,并產(chǎn)生較大的熱量,人們可以將活性炭再次回用到有機(jī)廢氣的脫附與燃燒氧化中,從而降低能源消耗。
VOCS有機(jī)廢氣催化燃燒法凈化原理
吸附濃縮-催化燃燒工藝是活性炭吸附和催化燃燒的組合工藝,有機(jī)廢氣經(jīng)過(guò)了吸附-濃縮和催化燃燒三個(gè)過(guò)程:首先利用活性炭的多孔性和空隙表面的張力把有機(jī)廢氣中的溶劑吸附在活性炭的空隙中,使所排廢氣得到凈化;當(dāng)活性炭吸附飽和后,用熱風(fēng)脫附再生;被脫附出來(lái)的有機(jī)物在催化劑的作用下,能在較低溫度的狀況轉(zhuǎn)化為無(wú)毒無(wú)害的二氧化碳和水。由該工藝和其凈化原理可知該工藝有以下優(yōu)點(diǎn):
(1)由活性炭捕獲(吸附)廢氣中的有機(jī)物,使該工藝具有了活性炭吸附工藝的安全可靠、凈化效率高、適應(yīng)濃度范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。
(2)該工藝采用吸附-濃縮-催化燃燒組合工藝,整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了凈化過(guò)程閉環(huán)操作,有機(jī)物一次處理徹底;無(wú)二次污染。
(3)該系統(tǒng)組合緊湊,充分利用熱源,節(jié)省設(shè)備投資和操作費(fèi)用。首先有機(jī)物經(jīng)脫附后被濃縮(用熱風(fēng)脫附出來(lái)的有機(jī)物濃度比原來(lái)提高十幾倍到幾十倍),其濃度接近自然狀態(tài),在催化燃燒階段不需要外加熱源就可以分解為水和二氧化碳。其次該工藝設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中地利用了有機(jī)廢氣中有機(jī)成分的熱值。
催化燃燒是一種高效的廢氣處理方法,它的主要原理是用催化劑使廢氣中可燃物質(zhì)在較低溫度(通常是200-400℃)下氧化分解的凈化方法。這種方法能耗少、操作簡(jiǎn)單、安全、凈化效率高,非常適合化工、噴漆、絕緣材料、涂裝生產(chǎn)等行業(yè)的應(yīng)用。
催化燃燒的基本原理如下:催化燃燒借助催化劑,將有機(jī)廢氣在較低的起燃溫度下,發(fā)生無(wú)焰燃燒,并氧化分解為二氧化碳和水,同時(shí)放出大量熱量。
有機(jī)廢氣溫度高且有機(jī)物含量較高,通常只需要在催化燃燒反應(yīng)器中設(shè)置電加熱器供起燃時(shí)使用,通過(guò)熱交換器回收部分凈化氣體所產(chǎn)生的熱量,正常操作下就能夠維持熱平衡,不需要補(bǔ)充熱量.
當(dāng)有機(jī)廢氣的流量大、濃度低、溫度低、采用催化燃燒需消耗大量的燃料時(shí),可先采用吸附手段將有機(jī)廢氣吸附于吸附劑上并進(jìn)行濃縮,然后通過(guò)熱空氣吹掃,使有機(jī)廢氣脫附成為高濃度有機(jī)廢氣(可濃縮10倍以上)后再進(jìn)行催化燃燒。不需要補(bǔ)充熱源就可以維持正常運(yùn)行。
催化燃燒是典型的氣-固相催化反應(yīng),它借助催化劑降低了反應(yīng)的活化能,使其在較低的起燃溫度200~ 300℃下進(jìn)行無(wú)焰燃燒,有機(jī)物質(zhì)氧化發(fā)生在固體催化劑表面,同時(shí)產(chǎn)生CO2和H2O,并放出大量的熱量,因其氧化反應(yīng)溫度低,所以大大地抑制了空氣中的N2形成高溫NOx,而且由于催化劑有選擇性催化作用,有可能限制燃料中含氮化合物(RNH)的氧化過(guò)程,使其多數(shù)形成分子氮(N2)。
承接各類大型廢氣處理工程,催化燃燒凈化效率98%,適用范圍廣
與傳統(tǒng)的火焰燃燒相比,催化燃燒有著很大的優(yōu)勢(shì):
(1)起燃溫度低,能耗少,燃燒易達(dá)穩(wěn)定,甚至到起燃溫度后無(wú)需外界傳熱就能完成氧化反應(yīng)。
(2)凈化效率高,污染物(如NOx及不完全燃燒產(chǎn)物等)的排放水平較低。
(3)適應(yīng)氧濃度范圍大,噪音小,無(wú)二次污染,且燃燒緩和,運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低,操作管理也很方便。