VOCS有機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,有機廢氣經(jīng)過了吸附-濃縮和催化燃燒三個過程:首先利用活性炭的多孔性和空隙表面的張力把有機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;當活性炭吸附飽和后,用熱風脫附再生;被脫附出來的有機物在催化劑的作用下,能在較低溫度的狀況轉化為無毒無害的二氧化碳和水。由該工藝和其凈化原理可知該工藝有以下優(yōu)點:

(1)由活性炭捕獲(吸附)廢氣中的有機物,使該工藝具有了活性炭吸附工藝的安全可靠、凈化效率高、適應濃度范圍廣等優(yōu)點。

(2)該工藝采用吸附-濃縮-催化燃燒組合工藝,整個系統(tǒng)實現(xiàn)了凈化過程閉環(huán)操作,有機物一次處理徹底;無二次污染。

(3)該系統(tǒng)組合緊湊,充分利用熱源,節(jié)省設備投資和操作費用。首先有機物經(jīng)脫附后被濃縮(用熱風脫附出來的有機物濃度比原來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。其次該工藝設備在運行過程中地利用了有機廢氣中有機成分的熱值。

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)的應用。

催化燃燒的基本原理如下：催化燃燒借助催化劑，將有機廢氣在較低的起燃溫度下，發(fā)生無焰燃燒，并氧化分解為二氧化碳和水，同時放出大量熱量。

有機廢氣溫度高且有機物含量較高，通常只需要在催化燃燒反應器中設置電加熱器供起燃時使用，通過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，不需要補充熱量.

當有機廢氣的流量大、濃度低、溫度低、采用催化燃燒需消耗大量的燃料時，可先采用吸附手段將有機廢氣吸附于吸附劑上并進行濃縮，然后通過熱空氣吹掃，使有機廢氣脫附成為高濃度有機廢氣（可濃縮10倍以上）后再進行催化燃燒。不需要補充熱源就可以維持正常運行。

目前我國各省采用的 VOCs 測試標準主要為天津，即 DB 12/524—2014《工業(yè)企業(yè)揮發(fā)性有機物排放控制標準》，測試方法采用 HJ 734—2014《固定污染源廢氣揮發(fā)性有機物的測定 固相吸附 - 熱脫附 / 氣相色譜 - 質譜法》；相比于先前通過非總烴（ＮＭHC）來對廢氣處理質量進行評價，天津重點對、、與 VOCs（24 項）指標進行測試。VOCs 測試方法 HJ 734—2014 中主要揮發(fā)性有機物的測試內(nèi)容為：、、正己烷、乙酯、六二硅氧烷、3- 戊酮、、、環(huán)戊酮、乳酸乙酯、丁酯（醋酸丁酯）、丙二醇單酯 、、對 / 間、 2- 庚酮、、鄰、、、1- 癸烯、2- 壬酮、1- 十二烯等。

根據(jù)對出口廢氣成分與質量濃度的檢測得知，廢氣中的、、及 VOCs24 項測試結果均符合標準要求（印刷行業(yè) 50 mg/m3 以下），催化燃燒裝置的 VOCs 處理效率高達 99.2%，滿足國家大氣污染治理相關文件中催化燃燒裝置處理效率大于95%的要求。

RCO催化燃燒裝置

催化燃燒裝置所發(fā)生的氣—固相催化反應的實質是活性氧參與的深度氧化作用。在催化燃燒過程中，催化劑的作用是降低活化能，同時催化劑表面具有吸附作用，使得反應物富集于表面。借助催化劑的作用使得廢氣在較低的起燃溫度條件下，發(fā)生無焰燃燒，并氧化分解為CO2和H2O，同時放出大量的熱能，從而達到去除廢氣中有害物質的目的。

我公司研發(fā)的RCO催化燃燒裝置是在催化劑的作用下，使有機廢氣中的碳氫化合物在溫度較低的條件下迅速氧化成水和二氧化碳，達到治理的目的。催化燃燒過程是在催化燃燒裝置中進行的。有機廢氣先通過熱交換器預熱到200～400℃，再進入燃燒室，通過催化劑床時，碳氫化合物的分子和混合氣體中的氧分子分別被吸附在催化劑的表面而活化。由于表面吸附降低了反應的活化能，碳氫化合物與氧分子在較低的溫度下迅速氧化，產(chǎn)生二氧化碳和水。