有機廢氣催化燃燒技術
有機廢氣催化燃(ran)燒技術
有(you)機(ji)(ji)廢(fei)氣是石(shi)油(you)化(hua)(hua)工(gong)(gong)、輕工(gong)(gong)、塑料(liao)、印刷、涂料(liao)等(deng)行業排(pai)放的常見污(wu)染物(wu),有(you)機(ji)(ji)廢(fei)氣 中常含(han)有(you)烴類化(hua)(hua)合物(wu)、含(han)氧有(you)機(ji)(ji)化(hua)(hua)合物(wu)、含(han)氮、硫(liu)、鹵素及含(han)磷有(you)機(ji)(ji)化(hua)(hua)合物(wu)等(deng)。如對(dui)這些廢(fei)氣不加處理,直(zhi)接排(pai)人(ren)大(da)氣將會對(dui)環境(jing)造成嚴(yan)重污(wu)染,危害(hai)人(ren)體健康。傳統的有(you)機(ji)(ji)廢(fei)氣凈化(hua)(hua)方(fang)法包(bao)括(kuo)吸附法、冷凝法和直(zhi)接燃燒法等(deng),這些方(fang)法常有(you)易產生(sheng)二次(ci)污(wu)染、能耗大(da)、易受有(you)機(ji)(ji)廢(fei)氣濃(nong)度(du)和溫(wen)度(du)限(xian)制(zhi)等(deng)缺點。而新興(xing)的催化(hua)(hua)燃燒技術已由(you)實驗階段走(zou)向工(gong)(gong)程實踐,并逐漸應用于石(shi)油(you)化(hua)(hua)工(gong)(gong)、農藥、印刷、徐料(liao)、電線(xian)加工(gong)(gong)等(deng)行業。
1 催化燃燒的基本原理
催化(hua)(hua)燃燒(shao)是典型(xing)的氣—固相催化(hua)(hua)反(fan)(fan)應,其(qi)實質(zhi)是活性氧參與深度(du)氧化(hua)(hua)作用(yong)。在(zai)(zai)催化(hua)(hua)燃燒(shao)過程(cheng)中,催化(hua)(hua)劑的作用(yong)是降低(di)活化(hua)(hua)能,同時使(shi)反(fan)(fan)應物(wu)分子富集(ji)于表面提(ti)高(gao)了反(fan)(fan)應速率。借助催化(hua)(hua)劑可(ke)使(shi)有機(ji)廢(fei)氣在(zai)(zai)較低(di)的起(qi)燃溫度(du)條件(jian)下,發生無焰燃燒(shao),并氧化(hua)(hua)分解為(wei)CO2和H2O,同時放(fang)出大(da)量熱(re)能,其(qi)反(fan)(fan)應過程(cheng)為(wei):
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2 催化燃燒的特點
2.1 起燃溫度低(di),節(jie)省能源
由(you)表1可見,有機(ji)廢氣(qi)催化燃(ran)燒(shao)與直接燃(ran)燒(shao)相比,具有起燃(ran)溫(wen)度低(di),能耗小的顯著特(te)點。在(zai)某些情況下,達到起燃(ran)溫(wen)度后便(bian)無需外界供熱(re)。
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2.2 適用范圍廣
催(cui)化(hua)燃(ran)燒幾乎可以處(chu)理所有(you)(you)的烴類有(you)(you)機廢氣(qi)及惡(e)臭氣(qi)體。對于有(you)(you)機化(hua)工、涂料(liao)、絕緣材料(liao)等行業排放的低(di)濃度、多(duo)成分(fen)、又沒(mei)有(you)(you) 回(hui)收(shou)價(jia)值的廢氣(qi),采用吸(xi)附一(yi)催(cui)化(hua)燃(ran)燒法的處(chu)理效果更好(hao)。
2.3 處(chu)理效率高,無二次污染
用催(cui)化(hua)燃燒法處理有機廢氣的(de)凈化(hua)率一般都(dou)在(zai)95%以上,最終產物為無害的(de)CO2和H2O,因此無二次污(wu)染問(wen)題(ti)。此外,由(you)于溫(wen)度低,能大量減少NOx的(de)生成(cheng)。
3 催化燃燒工藝流程
根據廢(fei)氣(qi)預熱方(fang)式及(ji)富集(ji)方(fang)式,催化燃燒(shao)工藝流程分為(wei)3種。
3.1 預熱式
這(zhe)是催(cui)化(hua)燃燒的最基本流程形式（見(jian)圖1）。有機廢(fei)氣(qi)溫度在100℃以(yi)下(xia),濃度也(ye)較低,熱(re)(re)量(liang)不能自給,因此在進入反應器前需(xu)要在預熱(re)(re)室(shi)加(jia)熱(re)(re)升(sheng)溫。燃燒凈化(hua)后氣(qi)體(ti)在熱(re)(re)交換(huan)器內與(yu)未處理廢(fei)氣(qi)進行熱(re)(re)交換(huan),以(yi)回收部(bu)分熱(re)(re)量(liang)。該工藝通(tong)常采用煤氣(qi)或電加(jia)熱(re)(re)升(sheng)溫至催(cui)化(hua)反應所需(xu)的起(qi)燃溫度。
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3.2 自身熱平衡式
當有機廢氣排出溫度(du)高于(yu)起燃溫度(du)（在300℃左右(you)）且有機物含量(liang)較高,熱(re)(re)交換器回收部分凈化氣體(ti)所產(chan)生(sheng)的熱(re)(re)量(liang),在正(zheng)常操作(zuo)下能夠維持熱(re)(re)平(ping)衡,無需補充熱(re)(re)量(liang),通常只需要在催化燃燒反應(ying)器中設(she)置電加(jia)熱(re)(re)器供起燃時使用見圖2。
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3.3 吸(xi)附—催化(hua)燃燒
當有(you)機(ji)廢(fei)氣的流(liu)量(liang)(liang)大、濃度(du)(du)低、溫(wen)度(du)(du)低、采用催化燃(ran)(ran)燒需(xu)耗大量(liang)(liang)燃(ran)(ran)料時,可先(xian)采用吸附手段將(jiang)有(you)機(ji)廢(fei)氣吸附于吸附劑上(shang)進(jin)行濃縮(suo) ,然后通過熱空氣吹掃,使(shi)有(you)機(ji)廢(fei)氣脫附成(cheng)為濃縮(suo)了(le)的高濃度(du)(du)有(you)機(ji)廢(fei)氣（可濃縮(suo)10倍以上(shang)）,再進(jin)行催化燃(ran)(ran)燒 。此時,不需(xu)要補充熱源(yuan),就可維持正常運(yun)行，見圖3。
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對有(you)機廢氣催(cui)化(hua)燃燒工藝的(de)選擇要取決(jue)于：①燃燒過程的(de)放熱(re)量(liang) ,即廢氣中可燃物的(de)種類和濃度 ②起(qi)燃溫度 ,即有(you)機組分的(de)性質及催(cui)化(hua)劑(ji)活性③熱(re)量(liang) 回收率等。當(dang)回收熱(re)量(liang)超過預熱(re)所(suo)需(xu)(xu)熱(re)量(liang)時,可實現自身熱(re)平衡運(yun)轉,無需(xu)(xu)外界補充熱(re)源,這是最(zui)經濟的(de)。
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