聚光科技有機廢氣催化燃燒解決方案
來源(yuan)： 閱讀：5754 更新時間：2012-04-11 11:47催化(hua)燃(ran)燒處理方式是借助催化(hua)劑的(de)催化(hua)作用對尾(wei)氣(qi)中(zhong)有機物進行低(di)溫(wen)高(gao)效、節能環保型的(de)處理，從而(er)實現(xian)達標(biao)排放的(de)目的(de)。
催(cui)(cui)(cui)化燃(ran)燒(shao)反(fan)應是典型的(de)氣—固相催(cui)(cui)(cui)化反(fan)應，其實質是在一定溫度下，共同吸附于(yu)催(cui)(cui)(cui)化劑(ji)表面的(de)有機(ji)(ji)物(VOC)與來自空氣中的(de)氧發(fa)生(sheng)催(cui)(cui)(cui)化氧化反(fan)應，徹(che)底(di)氧化分解成無害的(de)CO2和(he)H2O，并(bing)釋(shi)放反(fan)應熱的(de)過程(cheng)。借助(zhu)催(cui)(cui)(cui)化劑(ji)可大幅降低(di)有機(ji)(ji)物的(de)起(qi)燃(ran)溫度，進行無焰燃(ran)燒(shao)，減少預熱能耗及NOx的(de)生(sheng)成，其典型反(fan)應方程(cheng)式(shi)為：
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工藝流程
1、高(gao)濃度有機廢氣(qi)凈化系統(tong)：
高濃度有(you)機廢(fei)(fei)(fei)氣(qi)(qi)(qi)中(zhong)有(you)機物總含量為4000mg/m3－10000mg/m3，系統(tong)包含預(yu)加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)、換(huan)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)、催(cui)化、PLC自控(kong)模(mo)塊等。生(sheng)產(chan)廢(fei)(fei)(fei)氣(qi)(qi)(qi)經有(you)組織捕集(ji)后，吸(xi)入(ru)凈(jing)(jing)化系統(tong)內(nei)的熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)交換(huan)器(qi)，進行熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)交換(huan)預(yu)加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)后，吸(xi)入(ru)到(dao)加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)室補加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)（達起燃(ran)溫(wen)度時停止加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)），達起燃(ran)溫(wen)度的廢(fei)(fei)(fei)氣(qi)(qi)(qi)被吸(xi)入(ru)催(cui)化床，發生(sheng)催(cui)化氧(yang)化式無焰燃(ran)燒(shao)，燃(ran)燒(shao)效(xiao)率通(tong)常可達99%以上，完全(quan)(quan)可以達標排(pai)放(fang)。凈(jing)(jing)化后的高溫(wen)煙(yan)(yan)氣(qi)(qi)(qi)通(tong)過(guo)換(huan)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)預(yu)加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)入(ru)口廢(fei)(fei)(fei)氣(qi)(qi)(qi)至起燃(ran)溫(wen)度，維持系統(tong)無加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)功(gong)(gong)率運行。經預(yu)加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)廢(fei)(fei)(fei)氣(qi)(qi)(qi)后的煙(yan)(yan)氣(qi)(qi)(qi)如果溫(wen)度較高，還可用來加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)新(xin)風或水、產(chan)生(sheng)水蒸(zheng)汽等，達到(dao)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)能回用，降低廢(fei)(fei)(fei)氣(qi)(qi)(qi)處理及生(sheng)產(chan)能耗。風機停止，廢(fei)(fei)(fei)氣(qi)(qi)(qi)自動經變(bian)(bian)向(xiang)(xiang)三通(tong)排(pai)空。凈(jing)(jing)化系統(tong)全(quan)(quan)自動控(kong)制加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)、熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)交換(huan)、催(cui)化、風壓(ya)變(bian)(bian)向(xiang)(xiang)排(pai)空功(gong)(gong)能。確保余熱(re)(re)(re)(re)(re)(re)利用、催(cui)化燃(ran)燒(shao)達到(dao)最佳效(xiao)果。
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2、中濃(nong)度有機廢氣凈化裝置(zhi)
中濃(nong)度有(you)機廢氣中有(you)機物(wu)含量范圍為1000mg/m3－4000mg/m3，系(xi)(xi)統包含預(yu)加熱(re)(re)(re)、換(huan)熱(re)(re)(re)、催(cui)化、PLC自控模(mo)塊(kuai)等。生產廢氣經有(you)組織捕集后，吸入(ru)凈化系(xi)(xi)統內的熱(re)(re)(re)交換(huan)器，進行(xing)熱(re)(re)(re)交換(huan)預(yu)加熱(re)(re)(re)后，吸入(ru)到(dao)加熱(re)(re)(re)室補加熱(re)(re)(re)（達起燃(ran)溫(wen)(wen)度時停止加熱(re)(re)(re)），達起燃(ran)溫(wen)(wen)度的廢氣被吸入(ru)催(cui)化床，發生催(cui)化氧(yang)化式無(wu)焰燃(ran)燒，燃(ran)燒效率(lv)(lv)通常可達99%以上，完全可達標排放。凈化后的高(gao)溫(wen)(wen)煙氣通過換(huan)熱(re)(re)(re)預(yu)加熱(re)(re)(re)入(ru)口(kou)廢氣至(zhi)起燃(ran)溫(wen)(wen)度，維持系(xi)(xi)統無(wu)加熱(re)(re)(re)功率(lv)(lv)運行(xing)。但是對于中等濃(nong)度廢氣而言，濃(nong)度最好較為穩定，而且對設備(bei)設計的合理(li)性要求很高(gao)，否則預(yu)加熱(re)(re)(re)能(neng)耗較高(gao)，會導致處理(li)費(fei)用(yong)大幅增加。
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3、低濃度有機廢氣凈化裝置
低濃(nong)度有(you)機(ji)廢(fei)氣(qi)中(zhong)有(you)機(ji)物含量范圍(wei)為200～1000 mg/m3，系統(tong)包括吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)濃(nong)縮和催(cui)(cui)化燃(ran)燒兩(liang)項功能，由吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)、預(yu)加熱(re)(re)(re)、換(huan)熱(re)(re)(re)、催(cui)(cui)化、PLC自(zi)控模塊組成。設備(bei)(bei)正常運行后(hou)(hou)，生(sheng)產廢(fei)氣(qi)被吸(xi)(xi)入多床式吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)系統(tong)，尾(wei)氣(qi)中(zhong)低濃(nong)度有(you)機(ji)物為活(huo)性(xing)炭高效吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)，吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)后(hou)(hou)尾(wei)氣(qi)達(da)標排放；吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)器吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)一定容量有(you)機(ji)物達(da)飽和后(hou)(hou)，轉入熱(re)(re)(re)風(feng)再(zai)(zai)(zai)生(sheng)狀(zhuang)態；同時(shi)備(bei)(bei)用吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)床轉入吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)態，如此循環進行吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)、脫附(fu)(fu)(fu)(fu)、冷卻操作，保(bao)持(chi)廢(fei)氣(qi)處(chu)理連續性(xing)；再(zai)(zai)(zai)生(sheng)時(shi)脫附(fu)(fu)(fu)(fu)風(feng)機(ji)將來自(zi)催(cui)(cui)化床的熱(re)(re)(re)風(feng)送入待脫附(fu)(fu)(fu)(fu)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)器，加熱(re)(re)(re)活(huo)性(xing)炭，使(shi)有(you)機(ji)物從活(huo)性(xing)炭上(shang)吹脫下(xia)來，形成高濃(nong)（一般濃(nong)縮5～10倍，達(da)4000～10000 mg/m3）有(you)機(ji)廢(fei)氣(qi)，再(zai)(zai)(zai)經高溫煙氣(qi)及預(yu)加熱(re)(re)(re)模塊預(yu)熱(re)(re)(re)至起燃(ran)溫度，送入催(cui)(cui)化床，進行催(cui)(cui)化氧化式無焰燃(ran)燒，效率通常可達(da)99%以(yi)上(shang)；高溫煙氣(qi)部分做為脫附(fu)(fu)(fu)(fu)熱(re)(re)(re)風(feng)循環利(li)用，少(shao)量達(da)標直排。系統(tong)過熱(re)(re)(re)或故障時(shi)，尾(wei)氣(qi)自(zi)動切換(huan)至應急排空管，不影響(xiang)正常生(sheng)產。通過吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)濃(nong)縮技(ji)術使(shi)低濃(nong)度尾(wei)氣(qi)處(chu)理實(shi)現了(le)低能耗、低成本、無二次污染的高效處(chu)理。
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工藝特點
① 起燃溫度(du)低，達到一定(ding)濃(nong)度(du)后不需外(wai)部供能自持運行，節省能源；
由(you)表1可見，有(you)機廢(fei)氣催化燃(ran)燒(shao)與直(zhi)接(jie)燃(ran)燒(shao)相比,具有(you)起燃(ran)溫度(du)低,能耗小的顯著特(te)點(dian)。合理設計情況(kuang)下(xia)，基本(ben)可達到無(wu)需外部供(gong)能的自(zi)持運行。
表1 催化燃燒(shao)(shao)與熱力燃燒(shao)(shao)的比較(jiao)
| 燃燒形式 | 起燃溫度 | 燃燒溫度 | 燃燒狀態 | NOx產生 | 其它有害物質產生 |
| 催化燃燒 | 200－400℃ | 300－500℃ | 低溫無焰燃燒 | 幾乎沒有 | 無苯并芘、二噁英等致癌物 |
| 熱力燃燒 | 600—900℃ | 600－800℃ | 高溫火焰中停留 | 產生一定量 | 有較高濃度上述致癌物生成 |
② 燃燒(shao)溫度(du)低，無焰燃燒(shao)，無NOx化合物產(chan)生；
③ 燃燒(shao)速率(lv)快，燃燒(shao)徹(che)底，無苯并(bing)芘、二噁(wu)英等(deng)劇毒致癌(ai)物質(zhi)產(chan)生；
④ 燃燒產物為無害(hai)的CO2和H2O，無固廢(fei)、污水、廢(fei)溶劑(ji)及(ji)廢(fei)氣等二次污染物；
⑤ 處理效率很高(gao)(gao)，一次處理完全達(da)標率遠高(gao)(gao)于其它處理方(fang)式；
⑥ 工(gong)藝設備簡單(dan)，技術成(cheng)熟，設備及(ji)維運成(cheng)本低，單(dan)位廢(fei)氣處理成(cheng)本低；
⑦ 合理設計的設備，運行安全可靠(kao)，性能穩定，PLC全自動運行，無需專(zhuan)人維護(hu)；
⑧ 適用(yong)范(fan)圍廣，適合(he)高(gao)中(zhong)低濃度(du)、不同行業各類復(fu)雜、惡(e)臭廢氣處理；
⑨ 設備結構緊湊，占地(di)面積小。
注意事項
① 低溫狀態下，大量的(de)有機物(wu)進(jin)入催(cui)化床(chuang)，造成催(cui)化劑“悶死(si)”，導致暫時失活；
② 含硫、磷、砷、鹵素(su)化(hua)合(he)物、重金屬(shu)化(hua)合(he)物會(hui)與活(huo)性成分反(fan)應，導(dao)致催化(hua)劑永久失活(huo)；
③ 灰塵、積炭、高沸粘性物附著(zhu)于(yu)催化(hua)(hua)劑表面，覆蓋催化(hua)(hua)劑活性位點，導致催化(hua)(hua)作用喪(sang)失；
④ 高溫(wen)會使催化劑載體及活性成分團聚(ju)或(huo)燒(shao)結，造成活性位數量(liang)大幅減少，最終失(shi)活；
應對措施
① 低溫“悶死”：正常運行(xing)前，催化(hua)床需先在新鮮風(feng)中預(yu)熱至反應溫度(du)，方可通入有機(ji)物(wu)廢氣(qi)；
② 含硫等(deng)毒性物質存在(zai)：通過前處理手段除掉(diao)此類物質或者選用有相(xiang)應抗性的(de)催化劑(ji)；
③ 灰塵(chen)、積炭(tan)、高沸(fei)粘(zhan)性物：做好除塵(chen)等前處理；
④ 超溫：當催(cui)化床(chuang)溫度(du)超過600℃時系統(tong)停(ting)止(zhi)運行或者采用(yong)新風稀釋、冷卻降(jiang)溫；
應用領域
有(you)機(ji)(ji)廢氣(qi)是石油(you)化(hua)工(gong)、輕工(gong)、塑料、印刷、涂(tu)覆、噴(pen)漆等(deng)行業排放的常(chang)見污染物(wu)，廢氣(qi)中常(chang)含有(you)烴類化(hua)合物(wu)、含氧有(you)機(ji)(ji)化(hua)合物(wu)、含氮、硫、鹵(lu)素及含磷有(you)機(ji)(ji)化(hua)合物(wu)等(deng)有(you)毒(du)、惡臭(chou)氣(qi)體。這些廢氣(qi)如不加(jia)處理(li)，直接排人(ren)大氣(qi)將會對環境造成(cheng)嚴重污染，危害(hai)人(ren)體健康。
現今廢(fei)(fei)氣處(chu)理(li)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)中(zhong)，主要(yao)有(you)燃(ran)燒(shao)(shao)、冷凝、吸(xi)附、膜處(chu)理(li)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)等(deng)。除(chu)燃(ran)燒(shao)(shao)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)外(wai)，其(qi)它處(chu)理(li)方法主要(yao)適(shi)合于(yu)物種較單一、廢(fei)(fei)氣工(gong)況(kuang)(kuang)較穩定的場(chang)合，而且可適(shi)用(yong)(yong)工(gong)況(kuang)(kuang)范圍均較小(xiao)。但是(shi)大多(duo)數工(gong)業(ye)廢(fei)(fei)氣存在物種復雜、工(gong)況(kuang)(kuang)波動大，回收(shou)價值不高的問題(ti)，對于(yu)這(zhe)一類(lei)尾(wei)氣最適(shi)合采用(yong)(yong)燃(ran)燒(shao)(shao)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)。另外(wai)，與普通的熱力焚燒(shao)(shao)處(chu)理(li)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)相比，催(cui)(cui)化燃(ran)燒(shao)(shao)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)具有(you)很多(duo)優勢，據市(shi)場(chang)分析數據，催(cui)(cui)化燃(ran)燒(shao)(shao)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)在有(you)機廢(fei)(fei)氣環保處(chu)理(li)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)中(zhong)已(yi)占50～60%之多(duo)，成為(wei)主流成熟(shu)的廢(fei)(fei)氣處(chu)理(li)技(ji)(ji)術(shu)(shu)(shu)。
做為(wei)一(yi)種高(gao)(gao)效(xiao)氧化技(ji)(ji)(ji)術，催化燃燒處(chu)理技(ji)(ji)(ji)術可(ke)以(yi)應用于絕(jue)大多(duo)數可(ke)燃有(you)(you)機(ji)(ji)物廢氣(qi)的處(chu)理中，而(er)且適用濃(nong)度范圍寬(kuan)（200～10000mg/m3，1000mg/m3以(yi)下低濃(nong)度需(xu)要濃(nong)縮(suo)，10000mg/m3以(yi)上濃(nong)度需(xu)要稀釋）。特(te)別是尾(wei)氣(qi)中的有(you)(you)機(ji)(ji)物不適合回收或者無回收價值(zhi)時，通過(guo)催化燃燒技(ji)(ji)(ji)術可(ke)以(yi)高(gao)(gao)效(xiao)、低成本(ben)處(chu)理。
典型案例分析
1、噴漆行業
噴漆(qi)(qi)行(xing)業比較典(dian)型的是(shi)集裝(zhuang)箱、汽車生產線等(deng)的涂裝(zhuang)工序(xu)，會(hui)產生大(da)(da)量(liang)含(han)油(you)漆(qi)(qi)稀(xi)料(liao)成分的復雜有機廢氣(qi)，為了滿足(zu)噴漆(qi)(qi)技術及人員(yuan)健康(kang)需求，風量(liang)通常(chang)很大(da)(da)，可高達20萬m3/h，濃(nong)度(du)通常(chang)為200～1000 mg/m3，屬于低(di)濃(nong)度(du)、無(wu)回(hui)收價(jia)值的廢氣(qi)，業界通常(chang)采用吸附濃(nong)縮－催(cui)化(hua)燃(ran)燒工藝處理。
2、涂覆行業
涂覆行(xing)業比較典型的是(shi)反光(guang)膜、磁帶、彩鋼瓦等涂覆工(gong)業，涂覆材(cai)料中(zhong)含(han)有(you)大量(liang)有(you)機溶劑(ji)揮發形成(cheng)高(gao)濃度復(fu)雜有(you)機廢氣(qi)，廢氣(qi)多產生于高(gao)溫烘道(dao)中(zhong)，主(zhu)要特點是(shi)溫度高(gao)、濃度高(gao)、成(cheng)分復(fu)雜。主(zhu)要風量(liang)多為1000 m3/h到30000 m3/h；濃度2000 mg/m3到8000 mg/m3；溫度40℃到150℃。
某反光膜生產線尾氣參數如下：
有(you)(you)害物質 有(you)(you)機物總含量 風量 風溫 排放要求
乙(yi)酸(suan)乙(yi)酯、甲醛、丙(bing)酮等 6000mg/m3 8000m3/h 60℃ 非(fei)甲烷(wan)總烴：120mg/m3
