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在VOCs催化燃燒系統(tǒng)中,反應空速通常指體積空速(GHSV),體現(xiàn)出催化劑的處理能力:反應空速是指規(guī)定的條件下,單位時間單位體積催化劑處理的氣體量,單位為m3/(m3催化劑?h),可簡化為h-1。例如產(chǎn)品標注空速30000h-1:代表每立方催化劑每小時能處理30000m3廢氣。空速體現(xiàn)出催化劑的VOCs處理能力,因此和催化劑的性能息息相關。
催化劑的性能與的含量、顆粒大小和分散度相關。理想狀態(tài)下,高度分散,此時的以的顆粒(幾個納米)存在于載體上,得到蕞大程度的利用,此時催化劑的處理能力與含量成正相關。然而當含量高到一定程度后,金屬顆粒容易聚集長大成為較大的顆粒,與VOCs的接觸面反倒下降,大部分被包在內(nèi)部,此時增加含量反而不利于催化劑活性的提高。
針對不同廢氣情況采用不同的形式的催化燃燒工藝,但不論哪種工藝都具備以下特點:
1.在催化劑的特點中有提到第四條,廢氣中不允許含有塵?;蛘哽F滴,會減少催化燃燒的使用壽命,所有進入催化燃燒的廢氣都應先經(jīng)過預處理、除去粉塵、液滴及有害組分。
2.進入催化床層的氣體必須都要達到催化劑的起燃溫度,只有這樣,催化反應才可以進行。對于低于起燃溫度的廢氣需先進行預熱使其達到起燃溫度。預熱一般可采用電加熱和煙道氣加熱,目前電加熱的應用多一些。
催化燃燒氧化爐問題及防范措施
在處理高濃度VOCs 時,由于爐內(nèi)含有大量氧氣,當廢氣濃度達到廢氣組份中大部分有機廢氣的極限時,就會有的危險。因此,要時刻監(jiān)測爐內(nèi)VOCs 濃度, 在進入催化氧化爐的廢氣管道上安裝濃度稀釋裝置,將高濃度廢氣稀釋到極限下。同時在催化氧化爐上增加壓力排氣閥,在壓力過高時自動打開閥門進行減壓排氣,以防爐內(nèi)溫度壓力過高引起(因廢氣在熱氧化過程中迅速釋放大量熱能導致爐內(nèi)熱空氣壓力過大)。
催化燃燒的實質(zhì)及其優(yōu)勢?
催化燃燒是典型的氣—固相催化反應,它借助催化劑降低了反應的活化能,使其在較低的起燃溫度200~?300℃下進行無焰燃燒,有機物質(zhì)氧化發(fā)生在固體催化劑表面,同時產(chǎn)生CO2和H2O,并放出大量的熱量,因其氧化反應溫度低,所以大大地抑制了空氣中的N2形成高溫NOx。而且由于催化劑有選擇性催化作用,有可能限制燃料中含氮化合物(RNH)的氧化過程,使其多數(shù)形成分子氮(N2)。?
與傳統(tǒng)的火焰燃燒相比,催化燃燒有著很大的優(yōu)勢:?
(1)起燃溫度低,能耗少,燃燒易達穩(wěn)定,甚至到起燃溫度后無需外界傳熱就能完成氧化反應。?
(2)凈化效率髙,污染物(如NOx及不完全燃燒產(chǎn)物等)的排放水平較低。?
(3)適應氧濃度范圍大,噪音小,無二次污染,且燃燒緩和,運轉(zhuǎn)費用低,操作管理也很方便。