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有机废气催化燃烧设备知识聚合

2018-08-13 18:04:43
新闻详情

1、有机废气催化燃烧设备的优点分享:

有机废气催化燃烧设备的催化燃烧过程是在催化燃烧装置中进行的。有机废气先通过热交换器预热到200~400℃,再进入燃烧室,通过催化剂床时,碳氢化合物的分子和混合气体中的氧分子分别被吸附在催化剂的表面而活化。由于表面吸附降低了反应的活化能,碳氢化合物与氧分子在较低的温度下迅速氧化,产生二氧化碳和水。

催化燃烧反应的关键是选择合适的催化剂。对催化剂的要求是:活性高,特别要低温活性好,以便在尽可能低的温度下开始反应。燃烧反应是放热反应,释放出大量的热可使催化剂的表面达到 500~1000℃的高温,而催化剂容易因熔融而降低活性,所以要求催化剂能耐高温。

作催化燃烧用的催化剂可分为:①贵金属类:铂、钯、钌等。贵金属催化剂有很高的氧化活性和易回收等优点,虽然存在着资源稀少、价格昂贵和耐中毒性差等缺点,但仍然是世界各国采用的主要催化剂。②非贵金属类:主要是过渡族元素的氧化物以及稀土元素的氧化物。单组分的氧化物,如氧化铜(CuO)和氧化镍(NiO)等。单组分氧化物耐热性差,活性低,致使应用受到限制。以后改用两种以上的金属氧化物的混合物,如二氧化锰-氧化铜 (3:2)的复合物,三氧化二铁-三氧化二铬复合物,氧化铜-三氧化二铬复合物,钴、锰的尖晶石型复合物,铜、锰、镍、锌的铬酸盐等。复合氧化物虽可改善某些催化性能,但氧化活性仍不及贵金属。此外,还有金属硫化物如钍、镍、钼、钴的硫化物。这类催化剂一般只适用于含硫的碳氢化合物的催化燃烧,使用温度限于300~400℃,高温时易分解。

催化剂的活性物质:

一般都涂在载体上,所以它的形状也依载体而异。载体有γ-Al2O3制成的球体、圆柱体和各种异形体,有用表面覆盖活性氧化铝薄膜的多孔陶瓷蜂窝体,也有用耐热合金丝制成的膨体球和金属波纹板等。载体可减少催化剂的用量,起支撑作用。它应具有比表面积大、耐高温、机械强度大和流体阻力小等特性。

有机废气催化燃烧设备的优点:

①可以降低有机废气的起始燃烧温度。例如甲醇、甲醛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燃烧不受碳氢化合物浓度的限制。

③基本上不会造成二次污染。

④设备较简单,投资少,见效快。

催化燃烧法存在的主要问题是催化剂易中毒和不耐高温。易使催化剂中毒的物质有焦油、油烟、粉尘、铅化合物和硫、磷、卤族元素的化合物等。为了保持催化剂的活性,一般都采用前处理的办法,预先除掉有毒物质。近几年来,含稀土元素的钙钛矿结构的复合氧化物催化剂的研制在提高耐高温性能等方面有所进展。中国研制的稀土元素催化剂已用于有机废气的治理。




2、有机废气催化燃烧设备催化燃烧的工艺设计:

在进行催化燃烧的工艺设计时,应根据具体情况,对于处理气量较大的场合,设计成分建式流程,即预热器、反应器装设,其间用管道连接。对于处理气量小的场合,可采用催化焚烧炉把预热与反应组合在一起,但要注意预热段与反应段间的距离。在有机物废气的催化燃烧中,所要处理的有机物废气在高温下与空气混合易引起,   问题十分重要。因而,一方面   控制有机物与空气的混合比,使之在下限;另一方面,催化燃烧系统应设监测装置和有防爆措施。

有机废气催化燃烧设备主要用于涂装、印刷、机电、家电、制鞋、塑料及各种化工车间里挥发或泄漏出的有害有机废气的净化及臭味的,适用于较低浓度的、不宜采用直接燃烧或催化燃烧和吸附回收处理的有机废气,尤其对大风量的处理场合,均可获得满意的经济效益和社会效益。有机废气催化燃烧技术是指在催化剂的作用下,使有机废气中的碳氢化合物在温度较低的条件下迅速氧化成水和二氧化碳,达到治理的目的。催化燃烧废气处理法处理工业有机废气是20世纪40年代末出现的技术。从1949年   研制出上有机废气催化燃烧装置到现在,这项技术已广泛地应用于油漆、橡胶加工、塑料加工、树脂加工、皮革加工、食品业和铸造业等部门,也用于汽车废气净化等方面。中国在1973年开始催化燃烧处理法用于治理漆包线烘干炉排出的有机废气,随后又在绝缘材料、印刷工业等方面进行了研究,使催化燃烧设备得到了广泛的应用。

有机废气是石油化工、轻工、塑料、印刷、涂料等行业排放的常见污染物,有机废气中常含有烃类化合物、含氧有机化合物、含氮、硫、卤素及含磷有机化合物等。如对这些废气不加处理,直接排气将会对环境造成严重污染,危害人体健康。传统的有机废气净化方法包括吸附法、冷凝法和直接燃烧法等,这些方法常有易产生二次污染、能耗大、易受有机废气浓度和温度限制等缺点。而新兴的催化燃烧技术已由实验阶段走向工程实践,并逐渐应用于石油化工、农药、印刷、徐料、电线加工等行业。

有机废气催化燃烧设备工作原理:

有机废气催化燃烧设备根据吸附(效率高)和催化燃烧(节能)两个基本原理设计,采用双气路连续工作,一个催化燃烧室,两个吸附床交替使用。先将有机废气用活性炭吸附,当快达到饱和时停止吸附,然后用热气流将有机物从活性炭上脱附下来使活性炭   ;脱附下来的有机物已被浓缩(浓度较原来提高几十倍)并送往催化燃烧室催化燃烧成二氧化碳及水蒸气排出。当有机废气的浓度达到2000PPm以上时,有机废气在催化床可维持自燃,不用外加热。燃烧后的尾气一部分排入大气,大部分被送往吸附床,用于活性炭   。这样可满足燃烧和吸附所需的热能,达到节能的目的。   后的可进入下次吸附;在脱附时,净化操作可用另一个吸附床进行,既适合于连续操作,也适合于间断操作。

在进行催化燃烧的工艺设计时,应根据具体情况,对于处理气量较大的场合,设计成分建式流程,即预热器、反应器装设,其间用管道连接。对于处理气量小的场合,可采用催化焚烧炉把预热与反应组合在一起,但要注意预热段与反应段间的距离。在有机物废气的催化燃烧中,所要处理的有机物废气在高温下与空气混合易引起,   问题十分重要。因而,一方面   控制有机物与空气的混合比,使之在下限;另一方面,催化燃烧系统应设监测装置和有防爆措施。

有机废气催化燃烧设备设计用材特别,性能稳定,结构简便,   可靠,节能省力,无二次污染。设备占地面积小,重量轻。吸附床采用抽屉式结构,装填方便,便于   换,采用新型的活性炭吸附材料—蜂窝状块形活性炭,极适用于大风量下使用,催化燃烧室采用蜂窝陶瓷状为载体的贵金属催化剂,阻力小,活性高。当有机蒸气浓度达到2000PPm以上时,可维持自燃,耗电量小,由于床层阻力小,用低压风机就可以工作,不但耗电少而且噪音低。催化燃烧时,需电加热启动。有机物在催化床催化燃烧开始后,其燃烧热可足以维持其反应所需的温度,此时电加热停止,启动电加热时间大约为1小时左右,吸附有机物废气的活性炭床,用催化燃烧后的废气进行脱附   ,脱附后的气体再送催化燃烧室进行净化,不需外部能量,运行费用低,节能效果显著。




3、有机废气催化燃烧设备系统组成部分与优点:

有机废气催化燃烧设备适用于处理常温、大风量、中低浓度、易挥发的有机废气,可处理有机溶剂种类包括苯类、酮类、酯类、醛类、醚类、烷类及其混合气体。

有机废气催化燃烧设备系统组成部分与优点:

1、改善燃烧过程、起燃温度低、反应速率快;节省能源;

2、适用范围广,催化燃烧几乎可以处理所有的烃类有机废气及恶臭气体。

3、对于有机化工、涂料、绝缘材料等行业排放的低浓度、多成分、又没有回收价值的废气,采用吸附一催化燃烧法的处理效果   、经济合理。

4、处理效率高,无二次污染。废气的净化率在95%以上,终产物主要为CO2 和H2O。

有机废气经干式过滤器去除部分粉尘颗粒物,然后将符合吸附条件的有机废气送入活性炭吸附箱进行吸附净化,净化后的洁净气体由主排风机排入大气中。吸附装置配有备用吸附箱1套,当活性炭吸附饱和后通过控制阀门切换至催化燃烧脱附状态;脱附   系统采用在线脱附   (也可采用离线脱附   ),即吸附过程为连续式处理工艺,在备用吸附装置投入使用同时,饱和吸附箱则进行脱附工作,脱附后活性炭箱预备至下次循环使用。 催化燃烧法:它利用催化剂作中间体,使有机气体在较低的温度下,变成无害的水和二氧化碳气体,将烘干室的有机气体源通过引风机作用送入净化装置,   先通过除尘阻火器系统,然后再进入到加热室,通过加热装置,使气体达到燃烧反应温度,再通过催化床的作用,使有机气体分解成二氧化碳和水,再进入换热器与低温气体进行热交换,使进入的气体温度升高达到反应温度。如达不到反应温度,这样加热系统就可以通过自控系统实现补偿加热,使它   燃烧,这样节省了能源,废气有效去除率达到97%以上,符合   排放标准。




4、有机废气催化燃烧技术工艺流程:

有机废气催化燃烧技术是指在催化剂的作用下,使有机废气中的碳氢化合物在温度较低的条件下迅速氧化成水和二氧化碳,达到治理的目的。催化燃烧废气处理法处理工业有机废气是20世纪40年代末出现的技术。从1949年   研制出世界上有机废气催化燃烧装置到现在,这项技术已广泛地应用于油漆、橡胶加工、塑料加工、树脂加工、皮革加工、食品业和铸造业等部门,也用于汽车废气净化等方面。中国在1973年开始催化燃烧处理法用于治理漆包线烘干炉排出的有机废气,随后又在绝缘材料、印刷工业等方面进行了研究,使催化燃烧设备得到了广泛的应用。

催化燃烧技术是指在较低温度下,在催化剂的作用下使废气中的可燃组分   氧化分解,从而使气体得到净化处理的一种废气处理方法。催化燃烧废气处理是典型的气-固相催化反应,其实质是活性氧参与深度氧化作用。在催化燃烧过程中,催化剂的作用是降低反应的活化能,同时使反应物分子富集于催化剂表面,以提高反应速率。借助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,同时放出大量热量。

催化燃烧工艺流程:

1、预热式。

预热式是催化燃烧的基本的流程形式,其基本原理见图1。有机废气温度在100℃以下、浓度也较低时,热量不能自给,因此在进入反应器前需要在预热室加热升温。通常采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,以回收部分热量。

2、自身热平衡式。

有机废气温度高且有机物含量较高,通常只需要在催化燃烧反应器中设置电加热器供起燃时使用,通过热交换器回收部分净化气体所产生的热量,正常操作下就能够维持热平衡,不需要补充热量

3、吸附-催化燃烧。

当有机废气的流量大、浓度低、温度低、采用催化燃烧需消耗大量的燃料时,可先采用吸附手段将有机废气吸附于吸附剂上并进行浓缩,然后通过热空气吹扫,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。不需要补充热源就可以维持正常运行。

对有机废气催化燃烧处理工艺的选择主要取决于:

1、燃烧过程的放热量,即废气中可燃物的种类和浓度;

2、起燃温度,即有机组分的性质及催化剂活性;

3、热量回收率等。当回收热量超过预热所需热量时,可实现自身热平衡运转,无需外界补充热源,这是较经济的。

催化燃烧是放热反应,放热量的大小取决于有机物的种类及其含量。如能依靠废气燃烧的反应热维持催化燃烧过程持续进行是较经济的操作方法。而能否以自热维持体系的正常反应则取决于燃烧过程的放热量、催化剂的起燃温度、热量回收率、废气的初始温度等条件。催化剂相应的起燃温度分别为200℃、250℃、300℃;废气的初始温度分别为30℃和150℃。废气的初始温度越高,废气中有机物的浓度越高,实现自热运转的可能性越大。而工业有机废气中5000mg/m3左右的有机物残留量是常见的,只要热交换器的换热效率能达到50%-60%就可利用热交换器回收燃烧反应热来维持催化燃烧的持续进行。




5、催化燃烧设备废气处理技术优点

有机废气催化燃烧设备应用于油漆、橡胶加工、塑料加工、树脂加工、皮革加工、食品行业和铸造等行业有机废气处理,目前漆包线烘干废气、涂布烘干有机废气、油墨废气应用广泛。

催化燃烧设备废气处理技术优点:

1、起燃温度低,节省能源

有机废气催化燃烧与直接燃烧相比,具有起燃温度低、能耗低的显著特点。在某些情况下,催化燃烧达到起燃温度后便无需外界供热。

2、适用范围广

催化燃烧几乎可以处理所有的烃类有机废气及恶臭气体。对于有机化工、涂料、绝缘材料等行业排放的低浓度、多成分、无回收价值的废气,采用吸附--催化燃烧法的处理效果   。

3、处理效率高,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,产物为无害的CO2 和H2O (杂原子有机化合物还有其他燃烧产物),且由于燃烧温度低,能大量减少NOX 的生成,因此不会造成二次污染。但是其缺点是工艺条件要求严格,不允许废气中含有影响催化剂寿命和处理效率的尘粒和雾滴,也不允许有使催化剂中毒的物质,以防催化剂中毒,因此采用催化燃烧技术处理有机废气   对废气作前处理。

活性炭吸附脱附催化燃烧处理一体化设备特点:

1)催化燃烧设备紧凑,可制成集活性炭吸附脱附和控制于一体,设备占地面积小; 

2)吸附净化效率达90%以上,催化净化效率达97%以上,净化效率高; 

3)催化剂使用我公司生产的专用催化剂,使用寿命长; 

4)脱附过程自动运行,设备操作简单,管理方便; 

5)催化燃烧设备仅适用于间歇式产生有机废气的场合。 

6)采用薄层的活性炭纤维(ACF)作为吸附单元,吸附效率高,气流阻力小。 

7)   速度快,   能耗低。 

8)采用PLC全自动控制,无人值守运行。 

9)吸附器吸附循环周期快、      。