有机废气处催化燃烧技术介绍

有机废气处催化燃烧技术介绍

 

催化燃烧技术介绍

 

挥发性有机物 (Volatile Organic Compounds,简称VOCs)是石油化工、制药、印刷、喷漆、制鞋等行业排放废气中的***要污染物。该类有机物***多具有毒性并伴有恶臭 , 部分还可以致癌 , 且***都 VOCs 对臭氧层有损坏作用。传统的有机废气净化办法有吸附法、冷凝法和直接燃烧法等 , 但它们有易发生二次污染、能耗***、易受有机废气浓度和温度约束的缺陷。而新式的催化燃烧技术已由试验阶段走向工程实践。

 

1-催化燃烧的根本原理

 

催化燃烧是典型的气-固相催化反应，其实质是活性氧参加深度氧化作用。在催化燃烧进程中，催化剂的作用是下降反应的活化能，一起使反应物分子富集于催化剂外表，以进步反应速率。凭借催化剂可使有机废气在较低的起燃温度条件下发生无焰燃烧，并氧化分解为CO2和H2O，一起放出很多热。

 

2-催化燃烧的***色

 

2.1 起燃温度低，节省能源。有机废气催化燃烧与直接燃烧比较，具有起燃温度低、能耗低的显著***色。在某些情况下，催化燃烧到达起燃温度后便无需外界供热。

 

2.2 适用范围广催化燃烧简直可以处理一切的烃类有机废气及恶臭气体。关于有机化工、涂料、***缘材料等行业排放的低浓度、多成分、无收回价值的废气，选用吸附-催化燃烧法的处理作用。

 

2.3 处理功率高，无二次污染用催化燃烧法处理有机废气的净化率一般都在95%以上，终产品为无害的CO2和H2O （杂原子有机化合物还有其他燃烧产品），且因为燃烧温度低，能很多削减NOX的生成，因而不会形成二次污染。

 

3-催化剂及催化燃烧动力学

 

3. 1 催化剂品种燃烧型催化剂的品种比较多，按活性成分***体可分为贵金属催化剂、过渡金属氧化物催化剂和复氧化物催化剂3***类。

 

3. 1. 1 贵金属催化剂Pt、Pd、Ru等贵金属对烃类及其衍生物的氧化都具有很高的催化活性，且运用寿命长、适用范围广、易于收回，因而是常用的废气燃烧催化剂。如我***早选用的Pt2Al2O3催化剂就归于此类催化剂。但因为其资源、价格昂贵、耐中毒性差，因而，人们一直在尽力寻觅替代品，尽量削减其用量。

 

3. 1. 2 过渡金属氧化物催化剂作为贵金属催化剂的替代品，氧化性较强的过渡金属氧化物对CH4等烃类和CO的氧化都具有较高的催化活性，一起本钱较低，常见的有MnOx、CoOx和CuOx等催化剂。***连理工***学研发的含MnO2催化剂，在条件下能消CH3OH蒸汽，对C2H4O、C3H6O、C6H6 蒸汽的也很有作用。

 

3. 1. 3 复氧化物催化剂一般以为，复氧化物之间因为存在结构或电子调变等相互作用，其催化活性比相应的单一氧化物要高。复氧化物催化剂***要有以下两***类。

 

4-催化燃烧工艺流程

 

依据废气的预热方法及富集方法，催化燃烧工艺流程可分为 3 种。

 

(1) 预热式。预热式是催化燃烧的根本流程方式。有机废气温度在100℃以下、浓度也较低时，热量不能自给，因而在进入反应器前需要在预热室加热升温。一般选用煤气或电加热将废气升温至催化反应所需的起燃温度；燃烧净化后的气体在热交换器内与未处理的废气进行热交换，以收回部分热量。

 

(2) 本身热平衡式。有机废气温度高且有机物含量较高，一般只需要在催化燃烧反应器中设置电加热器供起燃时运用，经过热交换器收回部分净化气体所发生的热量，正常操作下可以保持热平衡，不需弥补热量。

 

(3) 吸附-催化燃烧。当有机废气的流量***、浓度低、温度低 , 选用催化燃烧需耗费很多燃料时，可先选用吸附手法将有机废气吸附于吸附剂上进行浓缩，然后经过热空气吹扫，使有机废气脱附成为高浓度有机废气（可浓缩10倍以上）后再进行催化燃烧。不需要弥补热源就可保持正常运转。有机废气催化燃烧工艺的挑选***要取决于：燃烧进程的放热量 , 即废气中可燃物的品种和浓度；起燃温度 , 即有机组分的性质及催化剂活性；热收回率等。当收回热量超越预热所需热量时，可完成本身热平衡，无需外界弥补热源，这是经济的。

 

5-催化燃烧进程的热平衡催化燃烧是放热反应，放热量的巨细取决于有机物的品种及其含量。如能依托废气燃烧的反应热保持催化燃烧进程继续进行是经济的操作办法。而能否以自热保持系统的正常反应则取决于燃烧进程的放热量、催化剂的起燃温度、热量收回率、废气的初始温度等条件。以含甲苯的废气净化为例，设3种废气别离含甲苯8000mg/m3、4000mg/m、2000mg/m3,催化剂相应的起燃温度别离为200℃、250℃、300℃ , 废气的初始温度别离为30℃、 150℃，热交换器功率与需弥补能量之间的联系。

 

6-催化燃烧的使用

 

6. 1 溶剂类污染物的净化处理这类污染物量***面广，***要是三苯（苯、甲苯和二甲苯）、酮类、醇类及其他一些含氧衍生物等。选用吸附-催化燃烧法管理彩印厂三苯废气，管理前废气浓度为1320mg/m3，管理后浓度小于50 mg/m3，到达环保排放要求。对***要含烃类污染物的石化污水处理场隔油池发出的废气进行处理，选用蜂窝状Pt、 Pd、Ce多组分TC79-2-2H催化剂对进口总烃体积分数为1000-6000μl/L的废气进行催化燃烧，净化排气总烃体积分数小于100μl/L，总烃去除率到达97%以上。