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催化燃燒設(shè)備廢氣處理過程主要包括三部分吸附氣體過程、脫附氣體過程,催化燃燒過程。
1、吸附氣體流程利用活性炭的物理特性對VOC有機(jī)廢氣進(jìn)行吸附,且蜂窩狀活性炭比表面積大、吸附能力強(qiáng)特性,將有機(jī)廢氣吸附到活性炭的微孔中,從而使氣體得以凈化,凈化后的氣體再通過風(fēng)機(jī)排空;
2、脫附氣體流程當(dāng)活性炭微孔吸附飽和時,將不能再進(jìn)行吸附,此時利用催化床產(chǎn)生的高溫?zé)犸L(fēng)對活性炭進(jìn)行脫附,活性炭微孔中的有機(jī)物遇高溫后自動脫離活性炭,使活性炭再生。
3、脫附下來的有機(jī)物已被濃縮(濃度較原來提高幾十倍)并被送入催化燃燒室進(jìn)行催化燃燒,在催化劑上在250~300℃進(jìn)行催化氧化,使其轉(zhuǎn)化為無害的CO2和H2O排出,當(dāng)有機(jī)廢氣濃度達(dá)到2000PPm以上時,有機(jī)廢氣在催化床可維持自燃,不用另外再行加熱,燃燒后的尾氣一部份直接排到大氣,大部份熱氣流被再次循環(huán)送往吸附床,用于對活性炭的脫附再生。這樣既能滿足燃燒和脫附所需熱能,又能達(dá)到節(jié)能的目的,再生后的活性炭可用于下次吸附。該設(shè)備可采用雙氣路連續(xù)工作,工作量較大時設(shè)兩個吸附床交替切換使用,一個催化燃燒室,先將有機(jī)廢氣經(jīng)其中一個活性炭吸附床對氣流中的廢氣進(jìn)行吸附,當(dāng)活性炭快達(dá)到飽和時吸附床兩端的密閉閥門同時關(guān)閉,即停止吸附工作,同時另一臺吸附床自動打開開始接替吸附工作。如此以來兩臺吸附床切換運行可實現(xiàn)大工作量的連續(xù)工作,有時為了增加催化燃燒設(shè)備的使用壽命,可以在催化燃燒設(shè)備之前加設(shè)一臺預(yù)處理設(shè)備,例如噴淋塔、干式過濾器或者除塵器,這些設(shè)備可以過濾廢氣中的顆粒物及粘性成分。
催化燃燒凈化方法與直接燃燒凈化方法相同,屬于熱破壞法。 其機(jī)理是氧化和熱裂化,廢氣中有機(jī)成分的熱分解以及分解成無毒的二氧化碳和水。但是,通常認(rèn)為催化處理是處理高濃度有機(jī)廢氣的方法。 原因是催化燃燒的溫度遠(yuǎn)低于焚燒的溫度,,能耗低,壓降小,所需設(shè)備少,成本低,并且不產(chǎn)生氮氧化物。 催化燃燒凈化設(shè)備可廣泛用于各行業(yè)生產(chǎn)的高濃度有機(jī)廢氣的凈化處理。可以處理的有機(jī)物質(zhì)的類型包括苯,酮,酯,醇,醚和烷烴。 如堿催化燃燒。
催化燃燒可分為三種類型。預(yù)熱是催化燃燒基本的過程。當(dāng)有機(jī)廢氣溫度低于100攝氏度,濃度較低時,熱量不能自給自足。因此,在進(jìn)入反應(yīng)器之前,必須在預(yù)熱室中加熱。氣體或電加熱通常用于將廢氣加熱到催化反應(yīng)所需的點火溫度;凈化后的氣體與熱交換器中的未處理廢氣進(jìn)行熱交換,以回收部分熱量。
有機(jī)廢氣溫度高,有機(jī)物含量高。一般來說,催化燃燒反應(yīng)器中只有一個電加熱器用于點火。部分凈化氣產(chǎn)生的熱量可通過熱交換器回收。在正常運行情況下,無需額外加熱即可維持熱平衡。
在有機(jī)廢氣流量大、濃度低、溫度低的情況下,當(dāng)催化燃燒需要消耗大量燃料時,有機(jī)廢氣可以吸附在吸附劑上,通過吸附方式濃縮,然后將有機(jī)廢氣解吸為高濃度有機(jī)廢氣(可濃縮10倍以上),再通過熱風(fēng)凈化進(jìn)行催化燃燒。無需添加熱源以維持正常運行。
該催化燃燒裝置主要由活性炭吸附箱、避雷器、換熱器、催化反應(yīng)床和風(fēng)機(jī)組成。與直接燃燒相比,催化燃燒溫度低,燃燒完成。催化燃燒使用的催化劑與和金屬氧化物在外面。有機(jī)污染物的廢氣在鉑和鈀的作用下,可以在較低的溫度下將廢氣中的有機(jī)污染物氧化成二氧化碳和水。催化劑的加入不能改變原有的化學(xué)平衡,只能改變化學(xué)反應(yīng)的速率,但催化劑本身的性質(zhì)在反應(yīng)前后沒有改變。