催化燃烧治理VOCs和恶臭废气工艺和设备知识简介.docx

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1、催化燃烧治理VOCs和恶臭废气工艺和设备知识简介一、工艺概述催化燃烧是典型的气一固相催化反应，它借助催化剂降 低了反应的活化能，使其在较低的起燃温度200300下 进行无焰燃烧，有机物质氧化发生在固体催化剂表面，同 时产生C(和H2O,并放出大量的热量。因其氧化反应温度 低，所以大大地抑制了空气中的M形成高温NOx。而且由于 催化剂有选择性催化作用，有可能限制燃料中含氮化合物 (RNH)的氧化过程，使其多数形成分子氮(N2)。二、技术原理催化燃烧是使有机废气通过催化剂床层，经历催化反应， 转化为无害物质的方法。在贵金属催化剂的作用下，有机 废气在较低的温度下进行无焰催化燃烧，将有机成分转化 为

2、无毒、无害的CO?和H2O,同时释放出大量的热量。由于 催化剂可加速氧化分解的历程，大多数碳氢化合物在 300450C的温度时，通过催化剂就可以氧化完全。三、工艺处理特点起燃温度低，能耗少，燃烧易达稳定，甚至到起燃温度 后无需外界传热就能完成氧化反应；净化效率高，污染物 （如NOx及不完全燃烧产物等）的排放水平较低；适应氧 浓度范围大，噪音小，无二次污染，且燃烧缓和，运转费 用低，操作管理也很方便；催化剂易中毒和不耐高温。易 使催化剂中毒的物质有焦油、油烟、粉尘、铅化合物和硫、 磷、卤族元素的化合物等。为了保持催化剂的活性，一般 都采用前处理的办法，预先除掉有毒物质。四、适用范围催化燃烧技术作

3、为一个低温燃烧废气治理工艺，适用于 中低浓度废气，被广泛应用于石油化工、油漆、电镀、印 刷、涂料、轮胎制造等工业废气的治理，可处理的有机物 质种类包括苯类、酮类、酯类、酚类、醛类、醇类、醛类 和煌类等等。对于大风量低浓度的有机废气，可以采取吸 附浓缩+脱附催化燃烧的组合工艺。五、催化燃烧设备简介根据对废气加热方式的不同，催化燃烧工艺可分为常规催化 燃烧工艺（简称CO）和蓄热式催化燃烧工艺（简称RCO）如图1 和2。这两种技术的工作原理基本相同，工艺流程大致类似，所以 相关的单元设备也基本相同。蓄热式催化燃烧处理VOCS技术与直 接催化燃烧处理VOCs技术不同点主要体现在，蓄热式催化燃烧处 理V

4、OCs技术相比与直接催化燃烧处理VOCs技术热量回收的形式 是不同的，RCO反应后尾气中热量回收是通过蓄热体与尾气直接 换热将热量回收下来，然后原料气与蓄热体直接换热将原料气加 热到一定温度，由于是直接换热所以换热效率高，能量利用率高。 CO反应后尾气热量回收是通过换热器让反应后的废气与原料气 进行间接式换热，从而把反应后尾气的热量回收下来把原料气加 热到一定温度，由于是间接式换热所以换热效率相对较低，能量 利用率低。但是CO相对于ReO不需要频繁切换，流程相对简单。图1常规催化燃烧工艺图2蓄热式催化燃烧工艺相对常规催化燃烧工艺，蓄热式催化燃烧技术是在催化燃烧技术 的基础上增加了一套热能储存与

5、再利用装置。其技术原理同样为以较 低温度有机废气在催化剂的作用下将气态污染物完全氧化，其去除效 率一般可达98%以上，同时热回收效率可以达到90%以上。一般工业 上，VOCS催化氧化的反应温度为200600,停留时间为0.02 0. 42S,空速为 500020000h-1。设备说明：催化燃烧系统广泛应用于对吸脱附系统的浓缩脱 附废气进行催化燃烧。其构成如下：板式换热器，板式换热器是 由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种高效换热器。 加热室及催化剂，加热室采用U型加热管排列加热，该加热方式 具有无污染、运行稳定的特点，由电控系统自动控制，当废气温 度低于一定温度时（可设定）加热器自动

6、加热给废气加热，当废 气温度高于一定温度时（可设定）燃烧器断开电源以节约电能及 达到安全运行。图3板式换热器图4 U型加热管及催化剂堇青石蜂窝瓷体作为第一载体，Y -ALA和稀土材料为第二载 体，以贵金属Pd、Pt、Rh等为主要活性组分，是一种新型高效的 有机废气净化催化剂。具有流动阻力低、反应起始温度低、活性 高、空速适应范围宽的特点，其形状为方形蜂窝体，外形尺寸是 IOOmmX 100mm50mm （长、宽、高），200目方形孔，孔密度32 个/cm?,堆密度是600-700 kgm3,贵金Pd、Pt涂层厚度约100 m,最佳使用温度是280-650 ,按正常操作要求使用，寿命一般为23年

7、。图5堇青石蜂窝瓷体蓄热式催化燃烧技术是在催化燃烧技术的基础上增加了一套 热能储存与再利用装置。通常利用蜂窝状的陶瓷体作为蓄热体， 将催化反应过程所产生的热能通过蓄热体储存并用以加热待处理 废气，充分利用有机物燃烧所产生的热能，从而达到节能的目的。 蓄热式催化燃烧技术的热回收是利用陶瓷材料的高热传导系数特 性作为热交换介质，以得到较完整的热能传导率。蓄热催化氧化 装置在一个固定床反应器中把化学反应和蓄热热交换结合起来， 大大提高了热能的利用率，反应热回收率高，达到节能减排功效。蓄热陶瓷特点为孔壁薄、容量大、蓄热量大、占用空间小； 孔壁光滑、背压小；使用寿命长、不易渣蚀、粘蚀和高温变形； 产品质

8、量规格高，安装时，蓄热体之间排放整齐，错位小；具有 低热膨胀性、比热容大、比表面积大、压降小、热阻小、导热性 能好、耐热冲击好等特性。蓄热式催化燃烧技术净化有机废气后 的产物为无害的C02和乩0,不会造成二次污染。在净化高浓度废 气时可从反应器中部高温区移出部分反应热，能在净化废气的同 时生产较高品位的热能而获得经济效益。VOCs治理应用中，催化燃烧技术广泛应用于石油化工、油漆、 电镀、印刷、涂料、轮胎制造等工业废气的治理，可处理的有机 物质种类包括苯类、酮类、酯类、酚类、醛类、醇类、醛类和烧 类等等。在选择催化燃烧工艺时应进行热量平衡计算。当废气中所含 的有机物燃烧后所产生的热量足以维持催化剂床层自持燃烧时， 应采用常规催化燃烧工艺。当废气中所含的有机物燃烧后所产生 的热量不足以维持催化剂床层自持燃烧时，宜采用蓄热式催化燃 烧工艺。当废气中组分含有重金属、硫、磷、碎、卤素、氯离子 以及硅化物时，则需要进行合适的预处理或选用其他治理工艺。