催化燃烧是有机废气处理主要工艺之一,处理过程中利用贵金属催化剂高效稳定的特点,发生无焰燃烧,将VOCs有机废气分解成CO2和H20。
根据废气预热方式及富集方式,催化燃烧工艺流程可分为预热式、自然热平衡和吸附-催化燃烧三种。
1. 预热式
当有机废气温度和浓度较低,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。
2.自身热平衡式
当有机废气温度高于起燃温度并且有机物含量较高,热交换器回收部分热量,在正常操作下能够维持热平衡,不需补充热量。
3. 吸附-催化燃烧
当有机废气气体流量大、浓度低、温度低,采用催化燃烧还需耗大量燃料时,可先采用吸附手段将有机废气吸附于吸附剂上进行浓缩,然后再经热空气吹扫,使有机废气脱附出来,变成浓缩的高浓度有机废气,再进行催化燃烧。
有机废气中反应物先向催化剂表面扩散、吸附;被吸附的反应物与氧气在催化剂表面化学键重新组合-发生化学反应;最后,生成物由催化剂表面脱附,离开催化剂表面向周围介质扩散。当浓缩有机废气实现自身热平衡运转时,无需外界补充热源。
催化燃烧与传统的火焰燃烧相比主要有下列优点:
1.无火焰燃烧,安全性好,净化率大于95%。
2.对可燃组分浓度和热值限制较小,起燃温度低,能耗少,运转费用低。
3.适应氧浓度范围大,燃烧缓和操作管理方便。
4.起燃温度低,很大程度抑制了空气中N2高温燃烧形成热力型NOx。同时,选择性催化作用,限制燃料中含氮化合物(RNH)的氧化过程,使其多数形成氮气(N2),减少了二次污染。
5.催化燃烧几乎可以处理所有烃类和恶臭气体等成分复杂的各种有机废气,适用范围广。对于有机化工、涂料、绝缘材料等行业排放的低浓度、多组分,没有回收价值的有机废气均有较好处理效果。
缺点是工艺条件要求严格,废气不应含催化剂毒物或影响其寿命和净化效率的尘粒、雾滴。因此,采用催化燃烧技术须对有机废气进行前处理。其次,为防止催化剂中毒,不适用于燃烧过程中产生大量硫氧化物和氮氧化物废气的处理。
同时,必须要了解核心材料贵金属催化剂相关性能,以印刷废气治理催化剂举例,相关参考参数如下:
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