催化燃燒法已成功的應用于金屬印刷、絕緣材料、漆包線、煉焦、油漆、化工等多種行業中凈化有機廢氣,特別是在漆包線、絕緣材料、印刷等生產過程中排出的烘干廢氣,因廢氣溫度和有機物濃度較高,對燃燒反應及熱量回收有利,具有較好的經濟效益,因此應用廣泛。
由于有機廢氣中常出現雜質 ,很容易引起催化劑中毒,導致催化劑中毒的毒物 (劑主要有磷、 鉛、 鉍砷、 錫、 汞、 亞鐵離子鋅、 鹵素等。催化劑載體起到節省催化劑 ,催化劑有效面積 ,使催化劑具有特定機械強度 ,減少燒結 ,提高催化活性和穩定性的作用。能作為載體的材料主要有AL2O3鐵釩、石棉、 陶土、 活性炭、 金屬等 ,較常用的是陶瓷載體一般制成網狀、 球狀、柱狀、峰窩狀。另外近年來研究較多且成功的有絲光沸石等。對催化燃燒而言 ,今后研究的與熱點仍將是探索有效高活性的催化劑及其載體 ,催化氧化機理。
工作原理
兩萬風量活性炭吸附+催化爐燃燒設備
廢氣經阻火器并經主進閥/旁通閥切換調節進入熱交換器,通過熱交換器的換熱和電加熱器的加熱,使冷廢氣加熱到催化起燃溫度(一般>220℃)。然后進入催化反應床,在催化劑Pt 、Pd的催化作用下,有機物進行氧化反應生成無害的水和二氧化碳。由于催化反應放熱,使反應后氣體溫度上升達到一定的溫度值。反應后的高溫氣體經熱交換器換熱,預熱源廢氣使氣體溫度升高,并且反應后的高溫氣體降低一定量的溫度,后經引風機排入大氣。系統啟動時,首先由電加熱器對催化劑進行加熱,當電加熱器達到設定預熱溫度時,自動開啟引風機,主進閥開啟一定量(小設定值),當催化劑達到催化起燃溫度時,通過溫度控制器及可編程控制器使主進閥逐漸開啟,旁路閥逐漸關閉。在對催化劑加熱過程中,由于電加熱功率相對較小,所以通過主進閥的風量是比較小的。大部分氣體由旁通閥自然排出。隨著廢氣反應熱的不斷產生和熱交換器的換熱,以及電加熱器的加熱,使預熱空氣溫度逐漸達到設計的催化起燃溫度。因此電加熱功率逐漸減小直至完全停止(電加熱功率根據廢氣濃度而定)。達到正常運行狀態。
新鮮空氣閥是當廢氣濃度過高,使催化反應溫度過高>500℃時,補充新鮮空氣降低濃從而降低催化反應溫度。限流閥是調節限定氣體流量而設置的。(一般配用風機流量比額定流量要大)以使設備能正常運行。系統還設置了必要的超溫聲光信號。
借助催化劑可使有機廢氣在較低的起燃溫度條件下,發生無焰燃燒,并氧化分解為CO2和H20,同時放出大量熱。 1)起燃溫度低,反應速率快,節省能源。催化燃燒過程中,催化劑起到降低VOCs分子與氧分子反應的活化能,改變反應途徑的作用。 2)處理效率高,二次污染物和溫室氣體排放量少。采用催化燃燒處理VOCs廢氣凈化率通常在95以上,終產物主要為CO2和H20。由于催化燃燒溫度低,大量減少NOx的生成。輔助燃料消耗排放的CO2量在總CO2排放量中占很大比例,輔助能源消耗量減少,顯然減少了溫室氣體CO2排放量。 3)適用范圍廣,催化燃燒幾乎可以處理所有的烴類有機廢氣及惡臭氣體,適合處理的濃度范圍廣。對于低濃度、大流量、多組分而無回收價值的廢氣,采用催化燃燒法處理是經濟合理的。 直接燃燒與催化燃燒的區別 直接燃燒(熱力燃燒)就是把氣體溫度提高到自身可燃燒的溫度,一般需要850℃,類似于垃圾焚燒。
催化燃燒就是在催化劑的幫助下,使VOCs的燃燒溫度降低,反應可以在320℃左右發生,詳見下圖。從而降低了有機廢氣凈化裝置的投資和運行費用,以及減少燃燒過程中輔助燃料的消耗和氮氧化物的排放。主流催化燃燒工藝 蓄熱式催化焚燒裝置(RCO) RCO結合了RTO和CTO裝置的優點,RCO由蓄熱體和定制化的催化劑組成。運行過程中,
兩萬風量活性炭吸附+催化爐燃燒設備
有機廢氣進入系統,先通過蓄熱體預熱,廢氣溫度迅速上升,在反應室經催化劑作用,在250-350℃反應溫度下發生氧化反應,有機廢氣被氧化成CO2和H2O,并放出大量熱量,之后高溫清潔空氣再經過蓄熱體,進行熱量回收后,溫度迅速降低,后,低溫潔凈的氣體經過煙囪排放。 BME蓄熱式催化焚燒裝置(RCO)由切換閥、帶蓄熱體的蓄熱室、帶載體的催化劑以及燃燒室所構成。通過下述動作對VOCs廢氣進行處理。周期,通過閥門進入事先蓄熱的室,蓄熱室將熱量傳遞給廢氣,廢氣達到反應溫度后,在催化劑層上發生氧化反應,反應后氣體通過室,蓄熱體蓄熱,氣體得到冷卻,蓄熱體溫度得到提高,經處理后的廢出。周期,通過閥門,廢氣進入室,未處理的低溫氣體進入已蓄熱的蓄熱體,然后發生催化反應,將熱量傳遞給室的蓄熱體,然后處理的廢出。 通過對閥門的控制,如此循環,實現廢氣的催化氧化反應和熱量的循環。
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