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應(yīng)用催化燃燒技術(shù)凈化有機(jī)廢氣

閱讀:47          發(fā)布時(shí)間:2024-11-28

應(yīng)用催化燃燒技術(shù)凈化有機(jī)廢氣


  催化燃燒技術(shù)是氣-固相催化反應(yīng),其實(shí)質(zhì)是由活性氧參與的有機(jī)物質(zhì)深度氧化;這種有機(jī)物質(zhì)氧化是發(fā)生在固體催化劑表面,吸附作用使有機(jī)分子富集而提高了反應(yīng)速率,借助催化劑降低了反應(yīng)的活化能,使其在較低的起燃溫度下進(jìn)行無焰燃燒,產(chǎn)生CO2、N2和H2O等凈化原理。

  一、催化燃燒技術(shù)催化劑的組成和活性

  (1)催化劑及載體
  催化劑通常都是由活性組分、助劑和載體等組成,催化反應(yīng)的活性組分負(fù)載在較大比表面積的載體上,在催化反應(yīng)中,載體的作用除了負(fù)載分散活性組分外,還可以增加催化劑的穩(wěn)定性、選擇性和活性等。所以,催化劑的活性不僅依賴于催化劑活性組分的分布,還依賴于載體顆粒大小和化學(xué)狀態(tài),即催化劑載體對催化效果和壽命有很大的影響。

  二、催化燃燒工藝流程

催化燃燒工藝
  圖1 催化燃燒工藝流程

  根據(jù)廢氣預(yù)熱方式及富集方式,催化燃燒工藝流程可分為預(yù)熱式、自然熱平衡和吸附-催化燃燒三種。

?。?)預(yù)熱式:當(dāng)有機(jī)廢氣溫度和濃度較低,在進(jìn)入反應(yīng)器前需要在預(yù)熱室加熱升溫,燃燒凈化后氣體在熱交換器內(nèi)與未處理廢氣進(jìn)行熱交換,以回收部分熱量。

 (2)自然熱平衡式:當(dāng)有機(jī)廢氣溫度高于起燃溫度并且有機(jī)物含量漸,熱交換器回收部分熱量,在正宿操作下能夠維持熱平衡,不需補(bǔ)充熱量。

?。?)吸附-催化燃燒:當(dāng)有機(jī)廢氣氣體流量大、濃度低、溫度低,采用催化燃燒還需耗大量燃料時(shí),可先采用吸附手段將有機(jī)廢氣吸附于吸附劑上進(jìn)行濃縮,然后,再經(jīng)熱空氣吹掃,使有機(jī)廢氣脫附出來,變成濃縮的高濃度有機(jī)廢氣,再進(jìn)行催化燃燒。
催化燃燒技術(shù)
  圖2 吸附-催化燃燒工藝安裝現(xiàn)場

  三、有機(jī)廢氣處理催化燃燒技術(shù)的應(yīng)用

?。?)催化燃燒技術(shù)在汽車尾氣凈化方面的應(yīng)用:汽車尾氣催化凈化是將排氣管CO、CH和NOx借助汽車尾部安裝的催化轉(zhuǎn)化器,發(fā)生催化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為CO2、H2O和N2,此催化劑為三元催化劑。為防止催化劑中毒,必須使用硫、鉛含量低的燃油。隨著新材料的應(yīng)用以及低硫含量汽油的推廣,催化燃燒技術(shù)市場前景廣闊。

?。?)催化燃燒技術(shù)在處理工業(yè)有機(jī)廢氣方面的應(yīng)用:石油化工、油漆、涂料、輪胎制造等工業(yè)生產(chǎn)過程中都涉及到有機(jī)揮發(fā)化合物的使用和排放。這些揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)若不經(jīng)處理直排大氣,會(huì)對環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。催化燃燒凈化處理技術(shù),將有機(jī)物分子在催化劑表面作用發(fā)生深度氧化轉(zhuǎn)化為無害的二氧化碳和水。

  有機(jī)廢氣治理技術(shù)中,催化燃燒技術(shù)適于處理大流量、低濃度有機(jī)廢氣,符合當(dāng)今社會(huì)倡導(dǎo)的高效低耗、節(jié)能環(huán)保的理念,該工藝技術(shù)值得治理有機(jī)廢氣上廣泛應(yīng)用。

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