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催化燃燒是用催化劑使廢氣中可燃物質(zhì)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(zhuǎn)化。由于催化劑加速了氧化分解的歷程,大多數(shù)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(yīng)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(jīng)過熱交換器被預(yù)熱后送至燃燒室,在燃燒室內(nèi)達到所要求的反應(yīng)溫度,氧化反應(yīng)在催化反應(yīng)器中進行,凈化后煙氣經(jīng)熱交換器釋放出部分熱量,再由煙囪排入大氣。
催化燃燒裝置設(shè)計時應(yīng)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(yīng)具有良好的保溫效果。爐體一般用鋼結(jié)構(gòu)的外殼內(nèi)襯耐火材料,或用雙層夾墻結(jié)構(gòu)。
2、便于清洗和更換。催化劑反應(yīng)器一般應(yīng)設(shè)計成裝卸方便的模屜結(jié)構(gòu),便于清洗和更換催化劑載體。
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(yīng)引入空氣助燃。
4、較高的轉(zhuǎn)化速度。由于催化燃燒為不可逆的放熱反應(yīng),所以,無論反應(yīng)進行到什么階段,都應(yīng)在盡可能高的溫度下進行,以獲得較高的轉(zhuǎn)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(yīng),以及是否伴有副反應(yīng)等。因而實際生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)實際情況恰當?shù)剡x擇。
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(zhì)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(yīng)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(yīng)器中設(shè)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(zhì)譜法》;相比于先前通過非總烴(NMHC)來對廢氣處理質(zhì)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(zhì)量濃度的檢測得知,廢氣中的、、及 VOCs24 項測試結(jié)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(guān)文件中催化燃燒裝置處理效率大于95%的要求。
RCO簡介:催化氧化處理技術(shù)是把廢氣加熱到280℃進行催化燃燒,使廢氣中的VOCs氧化分解成 CO?和 H?O,氧化產(chǎn)生的高溫氣體流經(jīng)陶瓷蓄熱體,使之升溫“蓄熱”,并用來預(yù)熱后續(xù)進入的有機廢氣,從而節(jié)省廢氣升溫燃料消耗的廢氣處理技術(shù)。
1.采用新型陶瓷蓄熱系統(tǒng),熱利用效率高;
2.低溫催化,能耗小費用低,運行穩(wěn)定更安全;
3.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊,占地面積??;
4.停留時間長,燃燒充分;
5.自動化控制程度高、維修方便。
催化劑(Pt、Pd和Au),具有起燃溫度低(280℃起燃),處理效率高(>95%),具有較高催化活性,同時還耐高溫、、耐腐蝕。催化劑改變化學反應(yīng)速度而本身又不參與反應(yīng),反應(yīng)前后基本沒有消耗,使用壽命長。
選用的催化劑是由負載在蜂窩陶瓷載體上的多孔金屬氧化物和活性金屬組成。