催化燃燒廢氣處理設(shè)備原理及工藝

       催化燃燒是一種的廢氣處理方法，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，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(jī)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。

      預(yù)熱式是催化燃燒的基本的流程形式，有機(jī)廢氣溫度在100℃以下、濃度也較低時，熱量不能自給，因此在進(jìn)入反應(yīng)器前需要在預(yù)熱室加熱升溫。通常采用煤氣或電加熱將廢氣升溫至催化反應(yīng)所需的起燃溫度；燃燒凈化后的氣體在熱交換器內(nèi)與未處理的廢氣進(jìn)行熱交換，以回收部分熱量。

       當(dāng)有機(jī)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(jī)廢氣吸附于吸附劑上并進(jìn)行濃縮，然后通過熱空氣吹掃，使有機(jī)廢氣脫附成為高濃度有機(jī)廢氣（可濃縮10倍以上）后再進(jìn)行催化燃燒。不需要補(bǔ)充熱源就可以維持正常運(yùn)行。

?新型吸附--催化燃燒法廢氣處理凈化裝置

       應(yīng)用新型活性炭（多為蜂窩炭或纖維炭）吸附濃縮低濃度的有機(jī)廢氣，吸附接近飽和后引入熱空氣加熱活性炭，使有機(jī)廢氣脫附出來進(jìn)入催化燃燒床進(jìn)行無焰燃燒凈化處理，熱氣體在系統(tǒng)中循環(huán)使用或增設(shè)二級換熱器進(jìn)行熱能回收。該法將低濃度的有機(jī)廢氣通過活性炭將其濃縮成高濃度的有機(jī)廢氣再通過催化燃燒徹底凈化。該法吸取了吸附法和催化燃燒法的優(yōu)點(diǎn)，克服了各自單獨(dú)使用的缺點(diǎn)，解決了治理低濃度、大風(fēng)量有機(jī)廢氣存在的難題，是目前國內(nèi)治理有機(jī)廢氣的成熟、實(shí)用的方法。

       脫附氣體流程：當(dāng)吸附床吸附飽和后，停止主風(fēng)機(jī)；關(guān)閉吸附箱進(jìn)出口閥門。啟動脫附風(fēng)機(jī)對該吸附床脫附，脫附氣體首先經(jīng)過催化床中的換熱器，然后進(jìn)入催化床中的預(yù)熱器，在電加熱器的作用下，使氣體溫度提高到300℃左右，再通過催化劑，有機(jī)物質(zhì)在催化劑的作用下燃燒，被分解為CO2和H2O，同時放出大量的熱，氣體溫度進(jìn)一部提高，該高溫氣體再次通過換熱器，與進(jìn)來的冷風(fēng)換熱，回收一部分熱量。從換熱器出來的氣體分兩部分：一部分直接排空；另一部分進(jìn)入吸附床對活性炭進(jìn)行脫附。當(dāng)脫附溫度過高時可啟動補(bǔ)冷風(fēng)機(jī)進(jìn)行補(bǔ)冷，使脫附氣體溫度穩(wěn)定在一個合適的范圍內(nèi)。

催化劑的種類

    催化劑種類      

      目前催化劑的種類已相當(dāng)多，按活性成分大體可分3類。

      1、催化劑      

      鉑、鈀、釕等對烴類及其衍生物的氧化都具有很高的催化活性，且使用壽命長，適用范圍廣，易于回收，因而是的廢氣燃燒催化劑。如我國早采用的Pt-Al2O3催化劑就屬于此類催化劑。但由于其資源稀少，價格昂貴，耐性差，人們一直努力尋找替代品或盡量減少其用量。

      2、過渡金屬氫化物催化劑      

作為取代催化劑，采用氧化性較強(qiáng)的過渡金屬氧化物，對等烴類和亦具有較高的活性，同時降低了催化劑的成本，常見的有MnOx、CoOx和CuOx等催化劑。大連理工大學(xué)研制的含MnO2催化劑，在130℃及空速13000h-1的條件下能消除蒸氣，對、、苯蒸氣的清除也很有效果。

      一般認(rèn)為，復(fù)氧化物之間由于存在結(jié)構(gòu)或電子調(diào)變等相互作用，活性比相應(yīng)的單一氧化物要高。主要有以下兩大類： （1）鈣鈦礦型復(fù)氧化物      稀土與過渡金屬氧化物在一定條件下可以形成具有天然鈣鈦礦型的復(fù)合氧化物，通式為ABO3，其活性明顯優(yōu)于相應(yīng)的單一氧化物。結(jié)構(gòu)中一般A為四面體型結(jié)構(gòu)，B為八面體形結(jié)構(gòu)，這樣A和B形成交替立體結(jié)構(gòu)，易于取代而產(chǎn)生品格缺陷，即催化活性中心位，表面晶格氧提供高活性的氧化中心，從而實(shí)現(xiàn)深度氧化反應(yīng)。常見的有幾類如：BaCuO2、LaMnO3等。 （2）尖晶石型復(fù)氧化物      作為復(fù)氧化物重要的一種結(jié)構(gòu)類型，以AB2X4表示.尖晶石亦具有優(yōu)良的深度氧化催化活性，如對CO的催化燃燒起燃點(diǎn)落在低溫區(qū)（約80℃），對烴類亦在低溫區(qū)可實(shí)現(xiàn)完全氧化.其中研究為活躍的CuMn2O4尖晶石，對芳烴的活性尤為出色，如使完全燃燒只需260℃，實(shí)現(xiàn)低溫催化燃燒，具有特別實(shí)際意義。

活性炭吸附濃縮 催化燃燒

工藝特點(diǎn)

      ◆ 設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定可靠，故障率低，維護(hù)保養(yǎng)簡便，運(yùn)行費(fèi)用低，活性炭壽命能達(dá)2年；

      ◆自動化程度高，杜絕人工操作失誤的可能性，安全可靠。

      ◆脫附—催化氧化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)精巧，熱，能量損失少， 實(shí)現(xiàn)了脫附吸熱與氧化放熱的熱平衡，催化氧化過程基本不用外加電能；

      ◆催化氧化、凈化徹底。起始氧化溫度低，催化劑 使用壽命長。

       安全可靠，設(shè)阻火器、泄爆口、報警器及自動停機(jī)等保護(hù)措施。

      一體化、模塊化設(shè)計(jì)生產(chǎn)，占地小，安裝快，可用于凈化處理連續(xù)或間歇生產(chǎn)產(chǎn)生的有機(jī)廢氣。

      ◆適宜行業(yè)：表面涂裝行業(yè)、橡膠和塑料制品行業(yè)、印刷印染等行業(yè)