在工業(yè)生產(chǎn)中，有大量的含苯類、醇類、酮類等有機(jī)廢氣散發(fā)。危害工人的健康并污染環(huán)境。80年代以來,催化燃燒裝置作為一種治理有機(jī)廢氣污染的手段,在我國取得了相當(dāng)大的成效。但是,在催化燃燒裝置的設(shè)計、加工、應(yīng)用過程中,還存在一些潛在的不因素。在北京、上海、沈陽等地就曾出現(xiàn)過因措施不得力而發(fā)生起火、爆炸的事故。因此,應(yīng)用催化燃燒裝置的問題應(yīng)引起足夠的重視。一、催化燃燒設(shè)備產(chǎn)品介紹
催化燃燒技術(shù)是指在催化劑的作用下，使有機(jī)廢氣中的碳?xì)浠衔镌跍囟容^低的條件下迅速氧化成水和，達(dá)到治理的目的。有機(jī)廢氣催化燃燒處理法處理工業(yè)有機(jī)廢氣是20世紀(jì)40年代末出現(xiàn)的技術(shù)。從1949年研制出世界上有機(jī)廢氣催化燃燒裝置到現(xiàn)在，這項技術(shù)已廣泛地應(yīng)用于油漆、橡膠加工、塑料加工、樹脂加工、皮革加工、食品業(yè)和鑄造業(yè)等部門，也用于汽車廢氣凈化等方面。在1973年開始催化燃燒處理法用于治理漆包線烘干爐排出的有機(jī)廢氣,隨后又在絕緣材料、印刷工業(yè)等方面進(jìn)行了研究,使催化燃燒設(shè)備得到了廣泛的應(yīng)用。
二、催化燃燒技術(shù)簡介
催化燃燒技術(shù)是指在較低溫度下，在催化劑的作用下使廢氣中的可燃組分徹底氧化分解，從而使氣體得到凈化處理的一種廢氣處理方法。催化燃燒廢氣處理是典型的氣-固相催化反應(yīng),其實質(zhì)是活性氧參與深度氧化作用。在催化燃燒過程中,催化劑的作用是降低反應(yīng)的活化能,同時使反應(yīng)物分子富集于催化劑表面,以提高反應(yīng)速率。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)生無焰燃燒,并氧化分解為CO2 和H2O,同時放出大量熱量。
根據(jù)有機(jī)廢氣的預(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)熱式是催化燃燒的基本的流程形式，其基本原理見圖1。有機(jī)廢氣溫度在100℃以下、濃度也較低時，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。通常采用或電加熱將廢氣升溫至催化反應(yīng)所需的起燃溫度；燃燒凈化后的氣體在熱交換器內(nèi)與未處理的廢氣進(jìn)行熱交換，以回收部分熱量。
2、自身熱平衡式。
有機(jī)廢氣溫度高且有機(jī)物含量較高，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使用，通過熱交換器回收部分凈化氣體所產(chǎn)生的熱量，正常操作下就能夠維持熱平衡，不需要補(bǔ)充熱量，其流程見圖2.
3、吸附-催化燃燒。
當(dāng)有機(jī)廢氣的流量大、濃度低、溫度低、采用催化燃燒需消耗大量的燃料時，可先采用吸附手段將有機(jī)廢氣吸附于吸附劑上并進(jìn)行濃縮，然后通過熱空氣吹掃，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）后再進(jìn)行催化燃燒。不需要補(bǔ)充熱源就可以維持正常運(yùn)行，其工藝流程見圖3。
對有機(jī)廢氣催化燃燒處理工藝的選擇主要取決于：
1、燃燒過程的放熱量，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)回收熱量超過預(yù)熱所需熱量時，可實現(xiàn)自身熱平衡運(yùn)轉(zhuǎn)，無需外界補(bǔ)充熱源，這是經(jīng)濟(jì)的。
催化燃燒是放熱反應(yīng),放熱量的大小取決于有機(jī)物的種類及其含量。如能依靠廢氣燃燒的反應(yīng)熱維持催化燃燒過程持續(xù)進(jìn)行是經(jīng)濟(jì)的操作方法。而能否以自熱維持體系的正常反應(yīng)則取決于燃燒過程的放熱量、催化劑的起燃溫度、熱量回收率、廢氣的初始溫度等條件。催化劑相應(yīng)的起燃溫度分別為200℃、250℃、300℃；廢氣的初始溫度分別為30℃和150℃。廢氣的初始溫度越高，廢氣中有機(jī)物的濃度越高，實現(xiàn)自熱運(yùn)轉(zhuǎn)的可能性越大。而工業(yè)有機(jī)廢氣中5000mg/m3左右的有機(jī)物殘留量是常見的，只要熱交換器的換熱效率能達(dá)到50%-60%就可利用熱交換器回收燃燒反應(yīng)熱來維持催化燃燒的持續(xù)進(jìn)行。
催化燃燒廢氣處理技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：
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、能耗低的顯著特點(diǎn)。在某些情況下,催化燃燒達(dá)到起燃溫度后便無需外界供熱。
2、適用范圍廣
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、無回收價值的廢氣,采用吸附--催化燃燒法的處理效果更好。
3、處理效率高,無二次污染
用催化燃燒法處理有機(jī)廢氣的凈化率一般都在95%以上,終產(chǎn)物為無害的CO2 和H2O (雜原子有機(jī)化合物還有其他燃燒產(chǎn)物),且由于燃燒溫度低,能大量減少NOX 的生成,因此不會造成二次污染。但是其缺點(diǎn)是工藝條件要求嚴(yán)格，不允許廢氣中含有影響催化劑壽命和處理效率的塵粒和霧滴，也不允許有使催化劑中毒的物質(zhì)，以防催化劑中毒，因此采用催化燃燒技術(shù)處理有機(jī)廢氣必須對廢氣作前處理。
噴涂有機(jī)廢氣經(jīng)預(yù)處理設(shè)備處理后進(jìn)入活性炭吸附器+催化燃燒處理
有機(jī)廢氣處理工藝流程圖
活性炭吸附脫附催化燃燒處理一體化設(shè)備特點(diǎn)：
(1)設(shè)備緊湊，可制成集活性炭吸附脫附和控制于一體，設(shè)備占地面積?。?/span>
(2)吸附凈化效率達(dá)90%以上，催化凈化效率達(dá)97%以上，凈化效率高；
(3)催化劑使用我公司生產(chǎn)的專用催化劑，使用壽命長；
(4)脫附過程自動運(yùn)行，設(shè)備操作簡單，管理方便；
(5)該設(shè)備僅適用于間歇式產(chǎn)生有機(jī)廢氣的場合。
(6)采用薄層的活性炭纖維（ACF）作為吸附單元，吸附效率高，氣流阻力小。
(7)再生速度快，再生能耗低。
(8)采用PLC全自動控制，無人值守運(yùn)行。
(9)吸附器吸附循環(huán)周期快、。
三、濃縮式催化燃燒廢氣凈化機(jī)適應(yīng)范圍
有機(jī)廢氣催化燃燒裝置應(yīng)用于油漆、橡膠加工、塑料加工、樹脂加工、皮革加工、食品行業(yè)和鑄造等行業(yè)有機(jī)廢氣處理，目前漆包線烘干廢氣、涂布烘干有機(jī)廢氣、油墨廢氣應(yīng)用為廣泛。
四、工程案例