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催化燃燒技術(shù)作為VOCs處理主要工藝之一,由于其投資成本相對較低
不生成NOx二次污染、無火焰燃燒,安全性好、反應(yīng)溫度低,輔組能耗少等優(yōu)點,近年來得到廣泛的應(yīng)用,尤其是在噴涂,包裝印刷、絕緣材料等行業(yè)。下面就催化劑燃燒技術(shù)的原理、催化劑、工藝流程及主要優(yōu)缺點做簡單介紹:
催化燃燒原理
催化燃燒,又叫催化氧化(Catalytic Oxidizer),通過使用催化劑降低反應(yīng)活化能,使VOCs在較低的溫度下(250~400℃)在催化劑表面進行無焰燃燒,廢氣中的VOCs氧化分解為O2和H2O,并放出大量的熱量。由于氧化反應(yīng)溫度低,所以極大地抑制了空氣中的N2氧化生成NOx。
不同種類的VOCs的轉(zhuǎn)化率取決于催化劑的種類,空速(停留時間)以及催化燃燒的溫度。因此應(yīng)用時候需要根據(jù)實際的VOCs種類和濃度進行詳細設(shè)計,一般情況下催化劑溫度都要略高于實驗溫度,以確保VOCs去除率。
催化燃燒工藝流程
根據(jù)廢氣燃燒的熱量平衡,催化燃燒工藝流程可分為3種。(1)預(yù)熱式。有機廢氣溫度和濃度都較低,熱量不能自給,因此在進入反應(yīng)器前需要在預(yù)熱室加熱升溫。燃燒凈化后氣體在熱交換器內(nèi)與未處理廢氣進行熱交換,以回收部分熱量。該工藝通常采用或電加熱升溫至催化反應(yīng)所需的起燃溫度。(2)自身熱平衡式。當(dāng)有機廢氣排出時溫度高于起燃溫度(350℃左右)且有機物含量較高時,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,無需補充熱量,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使用。(3)吸附濃縮 催化燃燒。當(dāng)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,可先采用吸附手段將有機廢氣吸附于吸附劑上進行濃縮,然后通過熱空氣吹掃,使有機廢氣脫附濃縮成為高濃度有機廢氣(可濃縮10倍以上),再進行催化燃燒。此時,不需要補充熱源,就可維持正常運行。
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℃下進行無焰燃燒,有機物質(zhì)氧化發(fā)生在固體催化劑表面,同時產(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:
(1)起燃溫度低,能耗少,燃燒易達穩(wěn)定,甚至到起燃溫度后無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,無二次污染,且燃燒緩和,運轉(zhuǎn)費用低,操作管理也很方便。
催化燃燒由于起燃溫度低,是一種較為理想的通過催化反應(yīng)(無明火)處理有機污染物的方法,具有適用范圍廣、結(jié)構(gòu)簡單、凈化效率高、節(jié)能、無二次污染等優(yōu)點,已在國內(nèi)外得到了廣泛應(yīng)用。
潤江環(huán)保研發(fā)的催化燃燒凈化裝置具有操作簡單、自動化程序高、能有效的處理各種有機廢氣污染物,處理濃度<=10g/m3,深受廣大客戶的歡迎。催化燃燒處理技術(shù)結(jié)構(gòu)及原理:催化燃燒凈化裝置主要由阻火器、熱交換器、催化反應(yīng)床、風(fēng)機這幾個主要部件組成,與直接燃燒相比,催化燃燒溫度較低,燃燒比較完全。催化燃燒所用的催化劑為具有大比表面的和金屬氧化物。催化燃燒法是將有機污染物的廢氣、在催化劑鉑、鈀等催化劑的作用下,可以在較低溫度下將廢氣中的有機污染物氧化成二氧化碳和水。
廢氣經(jīng)阻火器過濾后,通過主進閥、旁通閥的同步反向切換調(diào)節(jié)進入熱交換器,熱交換器的熱氣升高一定溫度后進入預(yù)熱室、經(jīng)過預(yù)熱室的加熱使廢氣升溫到催化起燃溫度(250度)然后進入催化反應(yīng)床,在催化劑的活性作用下,有機廢氣進行氧化反應(yīng)生成無害的水和二氧化碳,并放出一定的熱量。反應(yīng)后的高溫氣體再次進入熱交換器,經(jīng)換熱后,后以較低的溫度經(jīng)引風(fēng)機排入大氣。催化燃燒是借助催化劑在低溫下(200-400度)實現(xiàn)對有機物的完全氧化,因此,操作簡單、安全、凈化效率高,在有機廢氣特別是回收價值大的有機廢氣凈化等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。
不同的排放場合和不同的廢氣,有不同的催化燃燒廢氣處理工藝流程。但無論采取哪種工藝流程,都由如下工藝單元組成:
廢氣預(yù)處理---預(yù)熱裝置---催化燃燒裝置。、
根據(jù)業(yè)主提供的參數(shù)采用的設(shè)備為吸附濃縮-催化凈化一體化裝置。吸附濃縮-催化凈化一體化裝置在 時充分利用設(shè)備自身的催化燃燒后的余熱,無須其他能源,具有節(jié)能、環(huán)保自動運行等優(yōu)點,在活性炭處理工藝的領(lǐng)域中,其 的處理工藝將活性炭處理技術(shù)向前邁了一大步。
催化凈化裝置內(nèi)設(shè)加熱室,啟動加熱裝置,進入內(nèi)部循環(huán),當(dāng)熱氣源達到有機物的沸點時,有機物從活性炭內(nèi)揮發(fā)出來,進入催化室進行催化分解成水和二氧化碳,同時釋放出能量。利用釋放出的能量再進入吸附床脫附時,此時加熱裝置 停止工作,有機廢氣在催化燃燒室內(nèi)維持自燃,尾氣 ,循環(huán)進行,直到有機物 從活性炭內(nèi)部分離,至催化室分解?;钚蕴康玫搅? ,有機物得到分解處理。