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催化燃燒法成為處理VOCs主流
催化燃燒是一種涉及氣—固兩相的化學反應,其本質機理為在有活性氧參與的條件下發(fā)生的深度氧化反應[7]。在反應過程中,加入催化劑可以顯著降低反應所需的活化能,VOCs 富集在催化劑表面,在較低燃燒溫度下發(fā)生無焰燃燒,終分解為二氧化碳和水,同時釋放出大量的熱。其化學反應方程式如下:
CnHm (n m/4) O2→ n CO2 m/2 H2O 能量
在催化劑的作用下,VOCs 可以在較低溫度下充分燃燒,生成二氧化碳和水,去除率高達 90%。催化燃燒法具有能耗低、運行可靠穩(wěn)定、無二次污染等突出優(yōu)點,在歐美國家已得到廣泛推廣應用。在我國,催化燃燒法也是處理 VOCs 的主要手段,其應用比例約為 55%。目前,催化燃燒法已經成為處理 VOCs 的主流。
脫附與催化燃燒在活性炭吸附到飽和程度后,切換到脫附床
脫附與催化燃燒
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部,開啟后同時預熱催化劑。催化氧化床達到設定的溫度后,將熱空氣引入脫附床內部,有機廢氣在加熱的作用下從活性炭表面全部解析出來。
高濃度的有機廢氣在外力的作用下進入氧化床中,通過金屬鉑的催化作用,被燃燒分解為H2O與CO2,廢氣通過這一操作得到凈化。這一燃燒過程的特征為低溫、快速以及無焰,并產生較大的熱量,人們可以將活性炭再次回用到有機廢氣的脫附與燃燒氧化中,從而降低能源消耗。具體的反應過程如圖1所示。
在有機廢氣濃度較大時,燃燒產生的熱量過多會導致催化氧化床的溫度較大,進而影響整個廢氣治理系統(tǒng)的安全性、為此,本文設計的系統(tǒng)含有冷空氣補充裝置,它可以引入新鮮空氣來降低反應溫度,從而保證系統(tǒng)操作的安全性。
催化燃燒法處理噴漆廢氣
本方案采用吸附一催化燃燒法處理噴漆廢氣,首先利用過濾器去除漆霧,之后通過系統(tǒng)控制,利用蜂窩狀活性炭吸附床對其開展連續(xù)吸附,同時對吸附飽和的活性炭開展脫附。
通過80%熱風吹脫的作用,將大風量、低濃度的有機廢氣濃縮為小風量、高濃度的有機廢氣,同時利用催化燃燒室將有機氣體轉化為CO2以及H2O,并保持穩(wěn)定的自燃燒。
實踐證明,這種處理模式同傳統(tǒng)的工藝相比,具有凈化、無二次污染以及運行成本低等優(yōu)勢。
催化燃燒的工藝流程主要分為哪幾個步驟?
催化燃燒的工藝流程主要分為哪幾個步驟 ?
燃燒運行
(1)起動:當控制系統(tǒng)在待命的狀態(tài)下,接到輸入的起動命令,將進入燃燒運行狀態(tài),先是控制系統(tǒng)進行自檢,之后進行前吹掃,變頻器輸出信號控制風機的旋轉,空氣風量由低速漸變?yōu)楦咚僭僦饾u變?yōu)榈退?,新鮮空氣風吹過催化燃燒爐盤,以保證爐內沒有殘留燃氣的存在,保證點火過程的可靠。
(2)調定燃空比:通過零壓閥實現,起動時只要調節(jié)輸出變頻器的頻率就能達到點火時要求,燃/空比能隨改變風機的空氣風量而改變,以達到工作要求。
(3)燃燒溫度調節(jié):通過智能輸入改變催化燃燒變頻器的輸出頻率,調節(jié)適當的風量。
5、吸附-催化燃燒:有機廢氣的流量大、濃度與溫度低,那么在采用它要消耗大量燃料時,可以先用吸附的手段把有機廢氣給吸附到吸附劑上面進行濃縮,然后通過熱空氣吹掃,讓有機廢氣脫附出來成為濃縮的高濃度廢氣,然后再進行處理。
使用催化燃燒設備時不僅需要了解它的使用方法有所了解,也要對它的工藝流程也有一定了解,這樣才能保證在使用時不會出現錯誤,提高廢氣凈化效率,更好的保護環(huán)境。