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催化燃燒是用催化劑使廢氣中可燃物質在較低溫度下氧化分解的凈化方法。所以,催化燃燒又稱為催化化學轉化。由于催化劑加速了氧化分解的歷程,大多數碳氫化合物在300~450℃的溫度時,通過催化劑就可以氧化完全?! ?/span>
催化燃燒裝置主要由熱交換器、燃燒室、催化反應器、熱回收系統(tǒng)和凈化煙氣的排放煙囪等部分組成,如右圖所示。其凈化原理是:未凈化氣體在進入燃燒室以前,先經過熱交換器被預熱后送至燃燒室,在燃燒室內達到所要求的反應溫度,氧化反應在催化反應器中進行,凈化后煙氣經熱交換器釋放出部分熱量,再由煙囪排入大氣?! ?/span>
催化燃燒裝置設計時應考慮以下幾方面問題:
1、氣流和溫度均勻分布。要使通過催化劑表面的氣流和溫度分布均勻,并保證火焰不直接接觸催化劑表面,燃燒室必需具有足夠的長度和空間。催化燃燒裝置應具有良好的保溫效果。爐體一般用鋼結構的外殼內襯耐火材料,或用雙層夾墻結構?! ?/span>
2、便于清洗和更換。催化劑反應器一般應設計成裝卸方便的模屜結構,便于清洗和更換催化劑載體?! ?/span>
3、輔助燃料和助燃。催化燃燒一般采用作輔助燃料,也可用燃料油、電加熱等作輔助燃料。助燃一般用凈化后的氣體,如果凈化后的氣體不能作為助燃,則應引入空氣助燃。
4、較高的轉化速度。由于催化燃燒為不可逆的放熱反應,所以,無論反應進行到什么階段,都應在盡可能高的溫度下進行,以獲得較高的轉化速度。但操作溫度往往受某些條件的限制,如催化劑的耐熱溫度、高溫材料的獲得,熱能的供應,以及是否伴有副反應等。因而實際生產中應根據實際情況恰當地選擇。
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。
RCO催化燃燒廢氣處理設備應用范圍:
1. 、醇、酮、醛、酯、酚、醚、烷等混合有機廢氣處理。
2. 適用于化工、塑料、橡膠、制藥、印刷、、制鞋等行業(yè)的有機廢氣凈化。
催化燃燒裝置(RCO):首先通過除塵阻火系統(tǒng),然后進入換熱器,再送到加熱室,使氣體達到燃燒反應溫度,再通過催化床的作用,使有機廢氣分解成二氧化碳和水,再進入換熱器與低溫氣體進行熱交換,使進入的氣體溫度升高達到反應溫度。
如達不到反應溫度,加熱系統(tǒng)通過自控系統(tǒng)實現補償加熱,利用催化劑做中間體,使有機氣體在較低的溫度下,變成無害的水和二氧化碳氣體。
RCO催化燃燒廢氣處理設備性能特點:操作方便,設備工作時,實現自動控制,安全可靠。設備啟動,僅需15~30分鐘升溫至起燃溫度,能耗低。采用當今先進的鈀、鉑浸漬的蜂窩狀陶瓷載體催化劑,比表面積大,阻力小,凈化率高;余熱可返回烘道,降低原烘道中消耗功率;也可作其它方面的熱源;使用壽命長,催化劑一般兩年更換,并且載體可再生。
應用領域:催化燃燒處理廣泛用于石油、化工、橡膠、涂裝、印刷等行業(yè)車間里揮發(fā)出的有害有機廢氣凈化處理中,類,醇類,醚類等有機廢氣均能凈化。該裝置系統(tǒng)設計完整,附屬設備配套齊全,凈化效率高,自動化程度高。它能有效地凈化車間環(huán)境、消除污染、改善勞動操作條件,確保工人身體健康,并能解決二次污染。
適用于低濃度(50~1000ppm)且回收經濟價值不大,不宜采用吸附回收處理的有機廢氣,尤其對大風量的處理場合,均可獲得滿意的經濟效益和社會效益。
活性炭吸附濃縮催化燃燒因其凈化效率高,耗電量低,維護費用少、安全可靠等優(yōu)勢被廣泛用于涂裝行業(yè)、電子長、印刷長、橡膠廠、皮革廠、家具廠、以及化工車間里有害廢氣的凈化及臭味的消除,至今已經取得了良好的社會和經濟效益。然而很多人對活性炭吸附濃縮催化燃燒裝置還不甚了解,本文帶大家淺談一下。
VOCs種類繁多,來源也十分廣泛,成分復雜,常見的有烴類、醇類、醚類、酯類等。加油站、裝修、餐飲、干洗、噴涂、化工等生產或使用的行業(yè)都會產生VOCs排放。
活性炭吸附濃縮催化燃燒廢氣處理裝置主要用于凈有機廢氣成分的凈化,采用在線吸附-脫附工藝,根據在線吸附和節(jié)能燃燒兩個基本原理設計,一個催化燃燒爐,多個活性炭吸附床交替使用。
本裝置在工作時,有機廢氣先經過前置過濾系統(tǒng)進入活性炭吸附箱進行吸附,當達到飽和時,啟動加熱裝置,將有機物從活性炭上脫附下來,這樣脫附后的活性炭又重新保持了活性;經過脫附后的有機物已被濃縮至原來的好幾倍,然后送往催化燃燒爐進行氧化分解成二氧化碳及水蒸氣排出。
即使同一物質,由于風量不同、濃度不同,所需技術路線也不一樣。當前VOCs處理方法有數十種,VOCs的末端處理技術包含兩類,類是非破壞性方法,即采用物理方法將VOCs回收;第二類是通過生化反應將VOCs氧化分解為無毒或低毒物質的破壞性方法。具體方法上,前者包括冷凝法、吸附法、吸收法和燃燒法。后者有生物法、膜技術、光催化降解和等離子技術。