催化燃烧设备使用的是表有贵金属或贵金属氧化物的催化剂(通常是铂、钯等贵金属化合物),可以在较低的温度下将废气中的**污染物氧化成和水。这里需要注意的是催化剂的加入并不能改变原有的化学平衡,只是提高了化学反应的速度,而在反应前后,催化剂本身的性质并不发生变化。
催化燃烧设备也叫着燃烧装置,都是用来处理废气的一种设备。该设备主要有热交换装置、燃烧室、催化反应设备、热回收系统和烟气排放设备等部分构成。该设备需要借助催化剂,从而才能将**废气在较低的起燃温度下进行无焰燃烧,其它工作原理和流程可以分为以下三种。
1、预热式
这种属于比较基本的流程工艺,由于催化剂都有一个主要原理是**废气的温度在100℃以下并且浓度较低的情况下,这种情况热量一般是不能自给的,因此需要在进入反应器之前,需要在预热室内对其进行加热升温。一般所采用的预热方式主要有或电加热,这二种方式可以将废气升温到催化反应所需要的起燃温度,从而达到燃烧氧化分解的目的,燃烧氧化后的气体在热交换器内和没有处理的废气进行热交换,从而可以回收部分的热量。
2、自身热平衡
**废气温度比较高而且**物的含量也比较高,在通常情况下只需要在催化燃烧设备的燃烧室中,用电加热器供起起燃,然后再由交换器进行回收部分净化过的气体所产生的热量。这种的好处是在正常操作下就可以维持住热平衡,不需要额外补充热量。
3、吸附
这种方式主要用来处理大、低浓度、低温度的**废气。这种废气当采用催化燃烧来进行处理时需要消耗掉大量的燃料,通常处理节约燃料角度来考虑,可以行采用吸附的方式将废气吸附到吸附剂,比如我们所熟知的活性炭等。吸附后进行浓缩,再通过热空气吹扫,使其脱附变成浓度较高的气体后再进行燃烧分解,这种方式也是不需要额外的补充热量可以正常的运行。
RCO催化燃烧设备使用范围:
处理技术特别适用余热回收率需求高,且无其它过程可利用作为热交换回收程序;适用于同一生产线上,因产品不同,废气成分经常发生变化或废气浓度波动较大的场合。应用行业包括石油、化工、橡胶、油漆、涂装、家俱、印制铁罐、印刷等行业中产生的中高浓度**废气的净化处理,可处理的**物质种类包括类、酮类、酯类、类、醛类、醇类、醚类和烃类等等。此外还适用于污水处理站的除臭。处理浓度在500-700/m3之间的**废气和臭气。 催化氧化是典型的气-固相催化反应,其实质是活性氧参与的深度氧化作用。在催化氧化过程中,催化剂的作用是降低活化能,同时催化剂可使**废气在较低的起燃温度条件下,发生无焰氧化,并氧化分解为CO2和H20,同时放出大量热能,从而达到去除废气中的有害物的方法。其反应过程为:在将废气进行化氧化的过程中,废气经管道由风机送入热交换器,将废气加热到催化氧化所需要的起燃温度,再通过催化剂床层使之氧化,由于催化剂的存在,催化氧化的起燃温度约为250-300℃,**直接氧化法的氧化温度650-800℃,因此低能耗远比直接氧化法为低。
催化氧化方法有很多种,包括光催化、催化臭氧化等形式,其中常见、VOC处理方法是催化燃烧法。
1.再生催化燃烧(RCO)
再生式催化燃烧装置主要用于高浓度**废气的处理。该方法适用于同一生产线的所有工序,以及因原料和生产能力不同,**废气组成、浓度或波动程度不同的场合。该方法的蓄热原理与RTO相似。其主要特点是催化剂在催化氧化过程中形成表面多孔结构,用于吸附反应物,使反应物在催化剂表面积累,使催化剂的效果化。催化剂降低活化能加速反应,使反应物分子在较低温度下无火焰燃烧,将**污染物分解为水和,并释放出大量热量。与RTO相比,该方法不仅实现了全自动运行,而且一次性投资相对较低。此外,由于催化剂的干预,反应可以在较低的温度下进行,降低了能源成本。缺点是所用设备占地面积大,运行时间长,催化剂容易失效,增加了更换催化剂的成本。
2)车轮浓缩+再生式催化燃烧
该方法是将低浓度大风量的工业废气中VOC进行浓缩,用燃烧法分解高浓度小风量的污染空气。流道分为吸附区、解吸区和冷却区。被污染的空气首先通过吸附区,被吸附剂吸附。作,携带VOC吸附剂进入提馏段,高温空气的作用下,吸附剂完成剥离,剥离了VOC的再生空气(过程的**是可调风量的再生空气,当处理风量的再生空气体积1 / X,空气中VOC浓度的再生处理X的空气中VOC浓度);完成解吸过程的车轮进入冷却区,冷却后返回吸附区。此时,吸附、解吸和再生循环已经完成,污染空气的浓度也已经完成,可以进行进一步的处理。浓缩的高度采用RCO对小风量、小浓度的污染空气进行处理。
活性炭脱附原理
活性炭脱附是吸附的逆过程。是使已被吸附的组分达到饱和从吸附剂中析出,吸附剂得以再生的操作过程。即被吸附于界面的物质在一定条件下,逃逸界面重新进入体相的过程,也称解吸。
活性炭再生是吸附饱和的活性炭通过一定条件处理后再次活化。活性炭在环境保护,工业与民用方面己被大量使用,并且**了相当的成效,然而活性炭在吸附饱和被更换后,使用活性炭吸附是一个物理过程,因此还可以采用高温蒸汽将使用过的活性炭内之杂质进行脱附,并使其恢复原有之活性,以达到重复使用的目的,具有明显的经济效益。再生后的活性炭其用途仍可连续重复使用及再生。活性炭再生是吸附饱和的活性炭通过一定条件处理后再次活化。
升温脱附:
物质的吸附量是随温度的升高而减小的,将吸附剂的温度升高,可以使已被吸附的组分脱附下来,这种方法也称为变温脱附,整个过程中的温度是周期变化的。微波脱附是由升温脱附改进的一种技术,微波脱附技术已应用于
气体分离、干燥和空气净化及废水处理等方面。在实际工作中,这种方法也是常用的脱附方法。
废气催化燃烧的优点:
1、可以降低**废气的起始燃烧温度。例如、在以氧化铝为载体的Pt催化剂(Pt/Al2O3)的作用下,室温下就开始燃烧,而直接燃烧法起始燃烧点通常为300~600℃;
2、燃烧不受碳化合物浓度的限制;
3、基本上不会造成二次污染;
4、催化燃烧设备较简单,投资少,见效快;
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