工藝原理及適用范圍

催化燃燒是利用催化劑降低廢氣中有機(jī)物的活化能，使有機(jī)物在較低的溫度(一般在250～300oC左右，不同成分的有機(jī)物，其催化燃燒溫度不一樣)下發(fā)生無火焰燃燒。其原理是廢氣經(jīng)過催化劑時(shí)，先被吸附至催化劑表面，然后在一定的溫度下發(fā)生催化燃燒，達(dá)到凈化的目的。目前有機(jī)廢氣處理中常用的催化一般為蜂窩狀鈀金屬催化劑和鉑金屬催化劑，催化燃燒方式有電加熱和燃?xì)饧訜幔紵愋陀兄苯哟呋紵?CO)和蓄熱式催化燃燒(RCO)。催化燃燒一般適用于小風(fēng)量、高濃度、高溫的氣態(tài)有機(jī)物，且廢氣中不能含有硫、鉛、、及鹵素等可使催化劑的因子。

設(shè)計(jì)注意點(diǎn)

(1)能耗：催化燃燒需要在一定溫度條件下進(jìn)行，對于低溫氣體就必須進(jìn)行加熱，風(fēng)量越大其耗能越大，運(yùn)行成本也就提高;因此選擇此工藝時(shí)，在確保收集效率的前提下，盡可能降低排風(fēng)量，這樣既可提升排氣濃度提升廢氣單位熱值，又可降低風(fēng)量降低能耗;同時(shí)也要考慮熱將尾氣中熱量進(jìn)行回收。

(2)設(shè)備開機(jī)預(yù)熱：設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)備預(yù)熱應(yīng)為動(dòng)態(tài)，而非靜態(tài)預(yù)熱;初始預(yù)熱階段利用的氣體一般為空氣，而非廢氣，待系統(tǒng)達(dá)到設(shè)計(jì)溫度后方可切換為廢氣。

(3)安全：有機(jī)廢氣一般屬于性氣體，雖然濃度高可以回收利用有機(jī)物燃燒產(chǎn)生的部分熱量，降低能耗，但在處理中必須將其濃度控制在限范圍內(nèi)。一般需要設(shè)置泄爆片、可燃?xì)怏w探測儀、應(yīng)急排空閥、稀釋閥、防火閥等。

(4)熱回收方式：在能耗可接受范圍的情況下，小風(fēng)量一般采用簡易的列管直接熱交換回收熱;對于能耗超出接受范圍的，大風(fēng)量一般需要采用蓄熱式催化燃燒，可提高熱回收效率。

蓄熱式催化燃燒法（RegenerativeCatalyticOxidation），簡稱RCO，是在催化劑的作用下，將VOCs在200~400℃的低溫條件下分解為CO2和H2O，是凈化碳?xì)浠衔飶U氣、消除惡臭的有效手段之一。

RCO具有RTO（蓄熱式熱力焚化爐）高效回收能量的特點(diǎn)和催化反應(yīng)的低溫工作的優(yōu)點(diǎn)，將催化劑置于蓄熱材料的頂部，來使凈化達(dá)到，其熱回收率高達(dá)95%。

RCO系統(tǒng)性能優(yōu)良的關(guān)鍵是使用專用的、浸漬在鞍狀或是蜂窩狀陶瓷上的或過渡金屬催化劑，氧化發(fā)生在低溫條件下，既降低了燃料消耗，又降低了設(shè)備造價(jià)。

在工程化應(yīng)用的VOCs廢氣催化燃燒工藝中主要有：蓄熱式催化燃燒、熱回收式催化燃燒、直燃式催化燃燒、吸附濃縮-催化燃燒四類。

1.去除效率高，無二次污染。

2.適用范圍廣泛，可應(yīng)對多工況條件。

3.轉(zhuǎn)化效率穩(wěn)定、氣流分布合理，保障防爆措施的有效性。

4.起燃溫度低、無焰燃燒、降低明火，節(jié)省能源的同時(shí)又大大提高了安全性。

設(shè)備原理：

當(dāng)廢氣通過吸附介質(zhì)時(shí)，其中的即被阻留下來，從而得到凈化處理，凈化后通過風(fēng)機(jī)排空。當(dāng)吸附體吸附飽和后，從外界加給吸附體系熱能，分子便從吸附體系中爭脫出來，使吸附介質(zhì)得到再生。

當(dāng)蜂窩狀蜂窩活性炭在吸附至濃縮到飽和定量值時(shí)，從吸附體中自動(dòng)轉(zhuǎn)換 1 個(gè)室為脫附室，自動(dòng)循環(huán)轉(zhuǎn)換吸附、脫附。脫附時(shí)，脫附氣體在熱交換器的作用下，使蜂窩活性炭碳室進(jìn)行脫附，再經(jīng)熱交換器后進(jìn)入脫附設(shè)備，將溫度升至 350℃左右，燃燒后的氣體再進(jìn)入熱交換器，與脫附出的氣體進(jìn)行熱交換，對脫附氣體進(jìn)行預(yù)加熱，加熱進(jìn)氣。

脫附下來的有機(jī)廢氣經(jīng)阻火器并經(jīng)主進(jìn)風(fēng)閥/旁通閥切換調(diào)節(jié)進(jìn)入熱交換器，通過熱交換器的換熱，使溫度較低的有機(jī)廢氣加熱到起燃溫度。然后升溫后的有機(jī)廢氣進(jìn)入氧化反應(yīng)床，生成 H2O 和 CO2，使氣體溫度上升，再經(jīng)熱交換器換熱，預(yù)熱脫附廢氣使溫度升高，并且高溫氣體降低，后經(jīng)排風(fēng)機(jī)排放。

系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，首先由電加熱管對脫附設(shè)備進(jìn)行加熱達(dá)到設(shè)定預(yù)熱溫度時(shí)，自動(dòng)開啟引風(fēng)機(jī)，主進(jìn)閥開啟一定量（設(shè)定值），當(dāng)氧化反應(yīng)達(dá)到氧化起燃溫度時(shí)，通過控制器使主進(jìn)閥逐漸開啟，旁路閥逐漸關(guān)閉。剛開始通過主進(jìn)閥的風(fēng)量是比較小的，大部分由旁通閥自然排出。隨著廢氣反應(yīng)熱的不斷產(chǎn)生和熱交換器的換熱，以及電加熱器的加熱，使預(yù)熱空氣溫度逐漸達(dá)到設(shè)計(jì)的催化起燃溫度。因此電加熱功率逐漸減小直至完全停止，達(dá)到正常運(yùn)行狀態(tài)。

主要反應(yīng)方程式：

CnH2m (n m/2) O2                     nCO2 mH2O Heat

設(shè)備適用范圍：

催化燃燒幾乎可以處理所有的烴類有機(jī)廢氣及惡臭氣體。對于有機(jī)化工、涂料、絕緣材料等行業(yè)排放的低濃度、多成分、無回收價(jià)值的廢氣,采用吸附-催化燃燒法的處理效果更好。

設(shè)備各部分：

1、前處理設(shè)備  干式處理器（例如:V型濾紙漆霧過濾器、板式過濾器、濾筒式除塵器等根據(jù)客戶要求及實(shí)際情況選擇）處理粉塵、漆霧顆粒。

2、多單元分流組合式吸附系統(tǒng)  含有三個(gè)吸/附單元，正常工作時(shí)是兩吸一脫。每個(gè)單元上各設(shè)置一組吸附閥門和一組脫附閥門。當(dāng)該單元在吸附時(shí)間內(nèi)時(shí)，脫附閥門關(guān)閉，吸附閥門打開，有機(jī)廢氣從上部吸附閥門進(jìn)入，通過活性炭，被活性炭吸附凈化后，氣體通過下面的吸附閥門經(jīng)風(fēng)機(jī)作用排出大氣；活性炭脫附時(shí)，吸附閥門關(guān)閉，脫附閥門打開，該單元形成閉合通道進(jìn)行脫附工作。每個(gè)脫附箱內(nèi)安裝有溫度感應(yīng)器，當(dāng)箱內(nèi)溫度超過設(shè)置的溫度時(shí)，反饋給控制器，與大氣相連的閥門打開向箱內(nèi)補(bǔ)充冷氣降低溫度。若溫度過高，活性炭發(fā)生燃燒，控制器啟動(dòng)緊急預(yù)案，打開噴淋裝置，同時(shí)切斷電源。

3、阻火器  又名防火器，應(yīng)用火焰通過熱導(dǎo)體的狹小孔隙時(shí),由于熱量損失而熄滅的原理設(shè)計(jì)制造。其作用是防止外部火焰竄入存有氣體的設(shè)備、管道內(nèi)或阻止火焰在設(shè)備、管道間蔓延。

4、換熱室  燃燒后產(chǎn)生的高溫氣體和低溫氣體利用換熱器進(jìn)行熱能傳遞，既能使未處理的有機(jī)廢氣溫度上升，有利于其在催化室中發(fā)生反應(yīng)節(jié)省能量，又能使凈化過的氣體溫度降低不影響后面設(shè)備的使用。

5、催化燃燒  催化燃燒過程是在催化燃燒裝置中進(jìn)行的。有機(jī)廢氣先通過熱交換器預(yù)熱到200～400℃，再進(jìn)入燃燒室，通過催化劑床時(shí)，碳?xì)浠衔锏姆肿雍突旌蠚怏w中的氧分子分別被吸附在催化劑的表面而活化。由于表面吸附降低了反應(yīng)的活化能，碳?xì)浠衔锱c氧分子在較低的溫度下迅速氧化，產(chǎn)生二氧化碳和水。