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催化燃烧装置在VOCs废气治理中具有哪些功能?

文章出处:大辰环境 人气:发表时间:2019-11-28
      在我国绿色环保理念发展之下,安全健康可持续发展的理念深入人心,因此在工业领域发展之中工业废气排放与VOCs有机废气成为了重要的工作内容之一。VOC是指挥发性有机化合物在常压下,沸点50℃-260℃的各种有机化合物。是一类毒性大、污染严重的化学物质。VOCs种类繁多,来源也十分广泛,成分复杂,即使同一物质,由于风量不同、浓度不同,所需处理的技术路线也不一样。众多的企业积极迎合我国大气VOCs有废气处理政策,推动挥发性气体VCOs有机废气治理方式着重于提高VOCs有机废气处理效果。下文大辰环境小编为大家介绍催化燃烧在VCOs废气治理中具有哪些功能?
 
      国内外VOCs污染控制方法目前主要有吸附法、吸收法、生物处理技术、膜分离技术、直接燃烧法、催化燃烧法等。蓄热式催化燃烧设备(Regenerative Catalytic Oxidation),简称RCO,是近10余年内发展起来的新技术,它的原理是通过废气在催化剂下降低其活化能,提高废气处理的反应速率,借助催化剂使用有机废气在比较低的起燃温度下发生氧化分解成H2O跟CO2的过程。起燃温度低能耗少,净化率高,适应性强,能耗在燃烧法中最低,无二次污染,可直接应用于高浓度(500mg/m3-10000mg/m3)的有机废气净化,为目前景广阔的VOCs有机废气治理方法之一。
 

1、催化燃烧原理
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H20,同时放出大量热。
 
2、催化燃烧特点
 
2.1起燃温度低,反应速率快,节省能源。催化燃烧过程中,催化剂起到降低VOCs分子与氧分子反应的活化能,改变反应途径的作用。
 
2.2处理效率高,二次污染物和温室气体排放量少。采用催化燃烧处理VOCs废气净化率通常在95%以上,终产物主要为CO2和H2O。由于催化燃烧温度低,大量减少NOx的生成。辅助燃料消耗排放的CO2量在总CO2排放量中占很大比例,辅助能源消耗量减少,显然减少了温室气体CO2排放量。
 
2.3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,适合处理的VOCs浓度范围广。对于低浓度、大流量、多组分而无回收价值的VOCs废气,采用催化燃烧法处理是最经济合理的。
 
3.催化燃烧工艺流程
根据废气预热方式及富集方式,催化燃烧工艺流程可分为3种。
 
(1)预热式。预热式是催化燃烧的最基本流程形式。有机废气温度在100℃以下,浓度也较低,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。燃烧净化后气体在热交换器内与未处理废气进行热交换,以回收部分热量。该工艺通常采用天然气或电加热升温至催化反应所需的起燃温度。
 
(2)自身热平衡式。当有机废气排出时温度高于起燃温度(在300℃左右)且有机物含量较高,热交换器回收部分净化气体所产生的热量,在正常操作下能够维持热平衡,无需补充热量,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。
 
(3)吸附一催化燃烧。当有机废气的流量大、浓度低、温度低,采用催化燃烧需耗大量燃料时,可先采用吸附手段将有机废气吸附于吸附剂上进行浓缩,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),再进行催化燃烧。此时,不需要补充热源,就可维持正常运行。
   
       对于有机废气催化燃烧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,这是最经济的。
 
 
      催化燃烧设备适用于漆包线、机械、电机、化工、仪表、汽车、发动机、塑料、电器等行业的有机废气净化,各种烘道、印刷油墨、电机绝缘处理等烘干流水线等。用于有机溶剂的净化处理如:苯类、醇类、酯类、酚类、醚类、烷类等混合性有机废气。废气成分中,不能含有下列物质:有高粘性的油脂类。如磷、铋、砷、锑、汞、铅、锡;高浓度的粉尘。设备选型时,注明废气的成份、浓度及出口温度,设备安装场所无腐蚀性气体,并有良好的防雨措施,设备所需电源为三相交流380V,频率50Hz。
 
       催化燃烧设备系统工作过程主要划分为三种状态参数设定、燃烧运行和燃烧停止。燃烧运行状态燃空比的调定,催化燃烧时的“燃气/空气比值”范围一般在4%~11%之间;在一定的燃烧条件之下,燃/空比为6%时,天然气就能实现较好的催化燃烧效果,燃烧系统就可以得到热效率,同时又能取得较好的排放效果。燃烧起动过程通过紫外线传感器的检测到期小火点燃后,打开主燃气阀门。这时催化燃烧炉盘进行有焰燃烧,直到检测温度信号达到设定的点火关闭温度,点火阀门关闭,完成点火过程,进入到燃烧调节阶段。



       当控制系统在待命的状态下,接到输入的起动命令,将进入燃烧运行状态,先是控制系统进行自检,之后进行前吹扫,变频器输出信号控制风机的旋转,空气风量由低速渐变为高速再逐渐变为低速,新鲜空气风吹过燃烧炉盘,以保证炉内没有残留燃气的存在,保证点火过程的可靠。具体操作是变频器先起动,PLC模拟输出信号使变频器频率从起动设定频率开始上升,达到一定频率后保持一定时间后再下降,完成起动前的吹扫。之后发出点火信号,高压点火器工作,同时打开点火管道的阀门,小火点燃。



      参数设定状态,此状态为燃烧工作之前做好数据的准备。可根据需要分别设定点火温度和变频器起动时的频率,控制风机的风量。点火温度是为了保证点火过程的可靠性。起动频率保证催化燃烧器在刚点燃时的有焰燃烧,这时的燃烧比不易太低,风量不能过大。
 
      催化燃烧用的是表面具有贵金属和金属氧化物的催化剂,将有机污染物的废气在催化剂铂、钯的作用下,可以在较低的温度下将废气中的有机污染物氧化成二氧化碳和水。催化剂的加入并不能改变原有的化学平衡,所改变的仅是化学反应的速度,而在反应前后,催化剂本身的性质并不发生变化。催化燃烧设备主要由活性炭吸附箱、阻火器、热交换器,催化反应床,风机这几个主要部件组成。与直接燃烧相比,催化燃烧温度较低,燃烧比较完全。

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