有機(jī)廢氣是石油化工、塑料、印刷、涂料、噴漆等行業(yè)排放的常見(jiàn)污染物。有機(jī)廢氣通常含有烴類化合物、含氧有機(jī)化合物、含氮、硫、鹵素以及含磷有機(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。
1.催化燃燒原理
催化燃燒是典型的氣—固相催化反應(yīng),催化燃燒是借助催化劑降低了反應(yīng)的活化能,同時(shí)使反應(yīng)物分子富集于催化劑表面提高反應(yīng)速率,使其在較低的起燃溫度200-300℃下進(jìn)行無(wú)焰燃燒,并氧化分解為co2和h2o,并放出大量的熱量。
2.催化燃燒工藝流程
根據(jù)廢氣預(yù)熱方式及富集方式,催化燃燒工藝流程可分為3種。
(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。
(2)自身熱平衡式
當(dāng)有機(jī)廢氣排出時(shí)溫度高于起燃溫度(在300℃左右)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)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。
(3)吸附-催化燃燒
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)廢氣脫附成為高濃度有機(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)行引。
對(duì)于有機(jī)廢氣催化燃燒工藝的選擇主要取決于:
(1)燃燒過(guò)程的放熱量,即廢氣中可燃物的種類和濃度。
(2)起燃溫度,即有機(jī)組分的性質(zhì)及催化劑活性。
(3)熱量、回收率等,當(dāng)回收熱量超過(guò)預(yù)熱所需熱量時(shí),可實(shí)現(xiàn)自身熱平衡運(yùn)轉(zhuǎn),無(wú)需外界補(bǔ)充熱源,這是較為經(jīng)濟(jì)的。
3.催化燃燒應(yīng)用范圍
催化燃燒幾乎可以處理所有的烴類有機(jī)廢氣及惡臭氣體。對(duì)于化工、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較好。
關(guān)鍵詞:催化劑 熱交換器 加熱器 吸附劑 絕緣材料