有機(jī)廢氣催化燃燒技術(shù)

1、有機(jī)廢氣催化燃燒技術(shù)有機(jī)廢氣催化燃燒技術(shù)有機(jī)廢氣催化燃燒的基本原理往往業(yè)主在采購(gòu)廢氣處理設(shè)備的時(shí)候會(huì)問(wèn)一些技術(shù)性的問(wèn)題以決定采用哪種技術(shù)，哪種技術(shù)最為適合該工藝，下面專(zhuān)門(mén)介紹本公司生產(chǎn)的，吸附脫附催化燃燒有機(jī)廢氣處理設(shè)備的技術(shù)原理及工藝流程。以供廣大業(yè)主參考。一、催化燃燒的基本原理催化燃燒是典型的氣固相催化反應(yīng)，其實(shí)質(zhì)是活性氧參與的深度氧化作用。在催化燃燒過(guò)程中，催化劑的作用是降低活化能，同時(shí)催化劑表面具有吸附作用，使反應(yīng)物分子富集于表

2、面提高了反應(yīng)速率，加快了反應(yīng)的進(jìn)行。借助催化劑可使有機(jī)廢氣在較低的起燃溫度條件下，發(fā)生無(wú)焰燃燒，并氧化分解為CO2和H2O，同時(shí)放出大量熱能，其反應(yīng)過(guò)程為：2催化燃燒的特點(diǎn)及經(jīng)濟(jì)性2.1催化燃燒的特點(diǎn)2.1.1起燃溫度低，節(jié)省能源有機(jī)廢氣催化燃燒與直接燃燒相比，具有起燃溫度低，能耗也小的顯著特點(diǎn)。在某些情況下，達(dá)到起燃溫度后便無(wú)需外界供熱。二、催化劑及燃燒動(dòng)力學(xué)2.1催化劑的主要性能指標(biāo)在空速較高，溫度較低的條件下，有機(jī)廢氣的燃燒反應(yīng)轉(zhuǎn)

3、化率接近100%，表明該催化劑的活性較高[9]。催化劑的活性分誘導(dǎo)活化、穩(wěn)定、衰老失活3個(gè)階段，有一定的使用限期，工業(yè)上實(shí)用催化劑的壽命一般在2年以上。使用期的長(zhǎng)短與最佳活性結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有關(guān)，而穩(wěn)定性取決于耐熱、抗毒的能力。對(duì)催化燃燒所用催化劑則要求具有較高的耐熱和抗毒的性能。有機(jī)廢氣的催化燃燒一般不會(huì)在很?chē)?yán)格的操作條件下進(jìn)行，這是由于廢氣的濃度、流量、成分等往往不穩(wěn)定，因此要求催化劑具有較寬的操作條件適應(yīng)性。催化燃燒工藝的操作空速較大

4、，氣流對(duì)催化劑的沖擊力較強(qiáng)，同時(shí)由于床層溫度會(huì)升降，造成熱脹冷縮，易使催化劑載體破裂，因而催化劑要具有較大的機(jī)械強(qiáng)度和良好的抗熱脹冷縮性能。2.2催化劑種類(lèi)目前催化劑的種類(lèi)已相當(dāng)多，按活性成分大體可分3類(lèi)。2.2.1貴金屬催化劑鉑、鈀、釕等貴金屬對(duì)烴類(lèi)及其衍生物的氧化都具有很高的催化活性，且使用壽命長(zhǎng)，適用范圍廣，易于回收，因而是最常用的廢氣燃燒催化劑。如我國(guó)最早采用的PtAl2O3催化劑就屬于此類(lèi)催化劑。但由于其資源稀少，價(jià)格昂貴，耐

5、中毒性差，人們一直努力尋找替代品或盡量減少其用量。2.2.2過(guò)渡金屬氫化物催化劑作為取代貴金屬催化劑，采用氧化性較強(qiáng)的過(guò)渡金屬氧化物，對(duì)甲烷等烴類(lèi)和一氧化碳亦具有較高的活性，同時(shí)降低了催化劑的成本，常見(jiàn)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13000h1的條件下能消除甲醇蒸氣，對(duì)乙醛、丙酮、苯蒸氣的清除也很有效果。2.2.3復(fù)氧化物催化劑一般認(rèn)為，復(fù)氧化物之間由于存在結(jié)構(gòu)或電子調(diào)變

6、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(lèi)：三、有機(jī)廢氣催化燃燒技術(shù)進(jìn)展有機(jī)廢氣是石油化工、輕工、塑料、印刷、涂料等行業(yè)排放的常見(jiàn)污染物，有機(jī)廢氣中常含有烴類(lèi)化合物（芳烴、烷烴、烯烴）、含氧有機(jī)化合物（醇、酮、有機(jī)酸等）、含氮、硫、鹵素及含磷有機(jī)化合物等。如對(duì)這些廢氣不加處理，直接排入大氣將會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，危害人體健康。傳統(tǒng)的有機(jī)廢氣凈化方法包括吸附法、冷凝法和直接燃燒法等，這些方法常有易產(chǎn)生二次污染、能耗大、易受有

7、機(jī)廢氣濃度和溫度限制等缺點(diǎn)。而新興的催化燃燒技術(shù)已由實(shí)驗(yàn)階段走向工程實(shí)踐，并逐漸應(yīng)用于石油化工、農(nóng)藥、印刷、涂料、電線(xiàn)加工等行業(yè)。3.1.2適用范圍廣催化燃燒幾乎可以處理所有的烴類(lèi)有機(jī)廢氣及惡臭氣體，即它適用于濃度范圍廣、成分復(fù)雜的各種有機(jī)廢氣處理。對(duì)于有機(jī)化工、涂料、絕緣材料等行業(yè)排放的低濃度、多成分，又沒(méi)有回收價(jià)值的廢氣，采用吸附催化燃燒法的處理效果更好。3.1.3處理效率高，無(wú)二次污染用催化燃燒法處理有機(jī)廢氣的凈化率一般都在95%

8、以上，最終產(chǎn)物為無(wú)害的CO2和H2O（雜原子有機(jī)化合物還有其他燃燒產(chǎn)物），因此無(wú)二次污染問(wèn)題。此外，由于溫度低，能大量減少NOX的生成。3.2催化燃燒的經(jīng)濟(jì)性影響催化燃燒法經(jīng)濟(jì)效益的主要因素有：催化劑性能和成本；廢氣處理中的有機(jī)物濃度；熱量回收效率；經(jīng)營(yíng)管理和操作水平。催化燃燒雖然不能回收有用的產(chǎn)品，但可以回收利用催化燃燒的反應(yīng)熱，節(jié)省能源，降低處理成本，在經(jīng)濟(jì)上是合理可行的。四、催化燃燒工藝流程根據(jù)廢氣預(yù)熱方式及富集方式，催化燃燒工藝

9、流程可分為3種。4.1預(yù)熱式預(yù)熱式是催化燃燒的最基本流程形式。有機(jī)廢氣溫度在100℃以下，濃度也較低，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，燃燒凈化后氣體在熱交換器內(nèi)與未處理廢氣進(jìn)行熱交換，以回收部分熱量。該工藝通常采用煤氣或電加熱升溫至催化反應(yīng)所需的起燃溫度。4.2自身熱平衡式當(dāng)有機(jī)廢氣排出時(shí)溫度較高（在300℃左右），高于起燃溫度，且有機(jī)物含量較高，熱交換器回收部分凈化氣體所產(chǎn)生的熱量，在正常操作下能夠維持熱平衡，無(wú)

10、需補(bǔ)充熱量，通常只需要在催化燃燒反應(yīng)器中設(shè)置電加熱器供起燃時(shí)使用。4.3吸附催化燃燒[16]當(dāng)有機(jī)廢氣的流量大、濃度低、溫度低，采用催化燃燒需耗大量燃料時(shí)，可先采用吸附手段將有機(jī)廢氣吸附于吸附劑上進(jìn)行濃縮，然后通過(guò)熱空氣吹掃，使有機(jī)廢氣脫附出來(lái)成為濃縮了的高濃度有機(jī)廢氣（可濃縮10倍以上），再進(jìn)行催化燃燒。此時(shí)，不需要補(bǔ)充熱源，就可維持正常運(yùn)行。對(duì)于有機(jī)廢氣催化燃燒工藝的選擇主要取決于：燃燒過(guò)程的放熱量，即廢氣中可燃物的種類(lèi)和濃度；起燃