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有机废气处理技术——无火焰催化氧化法
发布者:有机废气处理  点击:386

【有机废气处理技术】——无火焰催化氧化法

 燃烧法,包括直接燃烧、热力燃烧和催化氧化,是挥发性有机化合物常用的有机废气净化技术,其中直接燃烧和热力燃烧所需操作温度高,燃烧反应中往往需要较多的辅助燃料,同时易产生燃烧副产物。

 因催化氧化技术具有高效、节能、环保、产物易于控制等优点,目前已成为废气净化可燃含碳氢化合物和恶臭气体的有效手段。

 催化氧化技术已成功应用于化工喷涂、漆包线、印刷、炼焦、绝缘材料等众多行业的挥发性有机物废气净化。

 催化氧化技术是典型的气—固相催化过程,反应中挥发性有机废气在催化剂的作用下发生完全氧化反应。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,,提高反应速率,借助催化剂可以使有机废气在较低的起燃温度下发生无火焰燃烧,并氧化为二氧化碳和水,同时放出大量的热。

 催化氧化法的净化率通常在95%以上,其主要工艺流程:





催化氧化工艺流程示意图


 当有机废气风量较大时,工程上一般将换热器、燃烧室和催化床分别设计成独立设备(分建式),相互间用管路连接;当有机废气风量较小时,预热器、燃烧室和催化床安装在同一个设备中(组合式)。

 待处理废气一般借助催化燃烧后的净化气体预热,当有机废气温度较低时,且经过预热后仍不能达到催化燃烧温度时,多数情况下是利用辅助燃料燃烧产生高温燃气与废气均匀混合升温,大部分碳氢化合物可在500℃以内通过催化剂床层迅速氧化。





 催化氧化的实质是活性氧参与的剧烈氧化反应,催化剂活性组分将空气氧活化,当与反应物分子接触时发生能量传递,反应物分子被活化,从而加速氧化反应的进行。

根据不同氧化阶段的氧化温度不同,催化氧化大致可以分为三个阶段:(1)、低温阶段,反应为内表面反应动力学控制;(2)、中间阶段,反应速率受到扩散过程控制;(3)、高温阶段,催化活化对整个反应过程的控制变得尤为明显。

 无火焰催化氧化技术是VOCs治理行业中应用为广泛的方法之一,其具有以下优点:

 1、起燃温度低,能量消耗小。催化氧化起燃温度通常为250-500℃,能耗较少。由于反应温度降低,允许使用标准材料来代替昂贵的特殊材料,大大降低了设备费用和操作成本。

 2、应用范围广。催化氧化适用于浓度范围广、成分复杂的各种有机废气处理。

 目前,催化氧化技术已成功地应用于金属漆包线、绝缘材料、印刷等生产过程中排放的有机废气处理。由于废气温度和有机物浓度较高,催化氧化能实现自身热平衡和部分热量再利用,因此具有较好的经济效益。

 3、设备简单,易升级改造。因催化反应在催化剂表面进行,提高了体积燃烧速率,燃烧炉可以小型化,

当前,大部分燃烧设备采用的都是非催化燃烧,将现有的均相燃烧改革为催化燃烧,只要将现有设备进行简单升级改造即可实现,满足达标排放的要求。

 4、净化效率高,二次污染少。用深度催化氧化法处理有机废气的净化效率一般都在95%以上,且终产物为无污染的二氧化碳和水,因此较少出现二次污染问题,且废气处理量氧化气氛缓和,运转费用低,操作管理方便。此外,由于反应温度低,深度催化氧化能很好地控制热力型氮氧化物的生成。


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