聚光科技有機(jī)廢氣催化燃燒解決方案
來源： 閱讀：5717 更新時間：2012-04-11 11:47催化燃燒處理方式是借助催化劑的催化作用對尾氣中有機(jī)物進(jìn)行低溫高效、節(jié)能環(huán)保型的處理，從而實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放的目的。
催化燃燒反應(yīng)是典型的氣—固相催化反應(yīng)，其實(shí)質(zhì)是在一定溫度下，共同吸附于催化劑表面的有機(jī)物(VOC)與來自空氣中的氧發(fā)生催化氧化反應(yīng)，徹底氧化分解成無害的CO2和H2O，并釋放反應(yīng)熱的過程。借助催化劑可大幅降低有機(jī)物的起燃溫度，進(jìn)行無焰燃燒，減少預(yù)熱能耗及NOx的生成，其典型反應(yīng)方程式為：
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工藝流程
1、高濃度有機(jī)廢氣凈化系統(tǒng)：
高濃度有機(jī)廢氣中有機(jī)物總含量為4000mg/m3－10000mg/m3，系統(tǒng)包含預(yù)加熱、換熱、催化、PLC自控模塊等。生產(chǎn)廢氣經(jīng)有組織捕集后，吸入凈化系統(tǒng)內(nèi)的熱交換器，進(jìn)行熱交換預(yù)加熱后，吸入到加熱室補(bǔ)加熱（達(dá)起燃溫度時停止加熱），達(dá)起燃溫度的廢氣被吸入催化床，發(fā)生催化氧化式無焰燃燒，燃燒效率通？蛇_(dá)99%以上，完全可以達(dá)標(biāo)排放。凈化后的高溫?zé)煔馔ㄟ^換熱預(yù)加熱入口廢氣至起燃溫度，維持系統(tǒng)無加熱功率運(yùn)行。經(jīng)預(yù)加熱廢氣后的煙氣如果溫度較高，還可用來加熱新風(fēng)或水、產(chǎn)生水蒸汽等，達(dá)到熱能回用，降低廢氣處理及生產(chǎn)能耗。風(fēng)機(jī)停止，廢氣自動經(jīng)變向三通排空。凈化系統(tǒng)全自動控制加熱、熱交換、催化、風(fēng)壓變向排空功能。確保余熱利用、催化燃燒達(dá)到最佳效果。
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2、中濃度有機(jī)廢氣凈化裝置
中濃度有機(jī)廢氣中有機(jī)物含量范圍為1000mg/m3－4000mg/m3，系統(tǒng)包含預(yù)加熱、換熱、催化、PLC自控模塊等。生產(chǎn)廢氣經(jīng)有組織捕集后，吸入凈化系統(tǒng)內(nèi)的熱交換器，進(jìn)行熱交換預(yù)加熱后，吸入到加熱室補(bǔ)加熱（達(dá)起燃溫度時停止加熱），達(dá)起燃溫度的廢氣被吸入催化床，發(fā)生催化氧化式無焰燃燒，燃燒效率通？蛇_(dá)99%以上，完全可達(dá)標(biāo)排放。凈化后的高溫?zé)煔馔ㄟ^換熱預(yù)加熱入口廢氣至起燃溫度，維持系統(tǒng)無加熱功率運(yùn)行。但是對于中等濃度廢氣而言，濃度最好較為穩(wěn)定，而且對設(shè)備設(shè)計(jì)的合理性要求很高，否則預(yù)加熱能耗較高，會導(dǎo)致處理費(fèi)用大幅增加。
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3、低濃度有機(jī)廢氣凈化裝置
低濃度有機(jī)廢氣中有機(jī)物含量范圍為200～1000 mg/m3，系統(tǒng)包括吸附濃縮和催化燃燒兩項(xiàng)功能，由吸附、預(yù)加熱、換熱、催化、PLC自控模塊組成。設(shè)備正常運(yùn)行后，生產(chǎn)廢氣被吸入多床式吸附系統(tǒng)，尾氣中低濃度有機(jī)物為活性炭高效吸附，吸附后尾氣達(dá)標(biāo)排放；吸附器吸附一定容量有機(jī)物達(dá)飽和后，轉(zhuǎn)入熱風(fēng)再生狀態(tài)；同時備用吸附床轉(zhuǎn)入吸附態(tài)，如此循環(huán)進(jìn)行吸附、脫附、冷卻操作，保持廢氣處理連續(xù)性；再生時脫附風(fēng)機(jī)將來自催化床的熱風(fēng)送入待脫附吸附器，加熱活性炭，使有機(jī)物從活性炭上吹脫下來，形成高濃（一般濃縮5～10倍，達(dá)4000～10000 mg/m3）有機(jī)廢氣，再經(jīng)高溫?zé)煔饧邦A(yù)加熱模塊預(yù)熱至起燃溫度，送入催化床，進(jìn)行催化氧化式無焰燃燒，效率通常可達(dá)99%以上；高溫?zé)煔獠糠肿鰹槊摳綗犸L(fēng)循環(huán)利用，少量達(dá)標(biāo)直排。系統(tǒng)過熱或故障時，尾氣自動切換至應(yīng)急排空管，不影響正常生產(chǎn)。通過吸附濃縮技術(shù)使低濃度尾氣處理實(shí)現(xiàn)了低能耗、低成本、無二次污染的高效處理。
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工藝特點(diǎn)
① 起燃溫度低，達(dá)到一定濃度后不需外部供能自持運(yùn)行，節(jié)省能源；
由表1可見，有機(jī)廢氣催化燃燒與直接燃燒相比,具有起燃溫度低,能耗小的顯著特點(diǎn)。合理設(shè)計(jì)情況下，基本可達(dá)到無需外部供能的自持運(yùn)行。
表1 催化燃燒與熱力燃燒的比較
| 燃燒形式 | 起燃溫度 | 燃燒溫度 | 燃燒狀態(tài) | NOx產(chǎn)生 | 其它有害物質(zhì)產(chǎn)生 |
| 催化燃燒 | 200－400℃ | 300－500℃ | 低溫?zé)o焰燃燒 | 幾乎沒有 | 無苯并芘、二噁英等致癌物 |
| 熱力燃燒 | 600—900℃ | 600－800℃ | 高溫火焰中停留 | 產(chǎn)生一定量 | 有較高濃度上述致癌物生成 |
② 燃燒溫度低，無焰燃燒，無NOx化合物產(chǎn)生；
③ 燃燒速率快，燃燒徹底，無苯并芘、二噁英等劇毒致癌物質(zhì)產(chǎn)生；
④ 燃燒產(chǎn)物為無害的CO2和H2O，無固廢、污水、廢溶劑及廢氣等二次污染物；
⑤ 處理效率很高，一次處理完全達(dá)標(biāo)率遠(yuǎn)高于其它處理方式；
⑥ 工藝設(shè)備簡單，技術(shù)成熟，設(shè)備及維運(yùn)成本低，單位廢氣處理成本低；
⑦ 合理設(shè)計(jì)的設(shè)備，運(yùn)行安全可靠，性能穩(wěn)定，PLC全自動運(yùn)行，無需專人維護(hù)；
⑧ 適用范圍廣，適合高中低濃度、不同行業(yè)各類復(fù)雜、惡臭廢氣處理；
⑨ 設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小。
注意事項(xiàng)
① 低溫狀態(tài)下，大量的有機(jī)物進(jìn)入催化床，造成催化劑“悶死”，導(dǎo)致暫時失活；
② 含硫、磷、砷、鹵素化合物、重金屬化合物會與活性成分反應(yīng)，導(dǎo)致催化劑永久失活；
③ 灰塵、積炭、高沸粘性物附著于催化劑表面，覆蓋催化劑活性位點(diǎn)，導(dǎo)致催化作用喪失；
④ 高溫會使催化劑載體及活性成分團(tuán)聚或燒結(jié)，造成活性位數(shù)量大幅減少，最終失活；
應(yīng)對措施
① 低溫“悶死”：正常運(yùn)行前，催化床需先在新鮮風(fēng)中預(yù)熱至反應(yīng)溫度，方可通入有機(jī)物廢氣；
② 含硫等毒性物質(zhì)存在：通過前處理手段除掉此類物質(zhì)或者選用有相應(yīng)抗性的催化劑；
③ 灰塵、積炭、高沸粘性物：做好除塵等前處理；
④ 超溫：當(dāng)催化床溫度超過600℃時系統(tǒng)停止運(yùn)行或者采用新風(fēng)稀釋、冷卻降溫；
應(yīng)用領(lǐng)域
有機(jī)廢氣是石油化工、輕工、塑料、印刷、涂覆、噴漆等行業(yè)排放的常見污染物，廢氣中常含有烴類化合物、含氧有機(jī)化合物、含氮、硫、鹵素及含磷有機(jī)化合物等有毒、惡臭氣體。這些廢氣如不加處理，直接排人大氣將會對環(huán)境造成嚴(yán)重污染，危害人體健康。
現(xiàn)今廢氣處理技術(shù)中，主要有燃燒、冷凝、吸附、膜處理技術(shù)等。除燃燒技術(shù)外，其它處理方法主要適合于物種較單一、廢氣工況較穩(wěn)定的場合，而且可適用工況范圍均較小。但是大多數(shù)工業(yè)廢氣存在物種復(fù)雜、工況波動大，回收價值不高的問題，對于這一類尾氣最適合采用燃燒技術(shù)。另外，與普通的熱力焚燒處理技術(shù)相比，催化燃燒技術(shù)具有很多優(yōu)勢，據(jù)市場分析數(shù)據(jù)，催化燃燒技術(shù)在有機(jī)廢氣環(huán)保處理技術(shù)中已占50～60%之多，成為主流成熟的廢氣處理技術(shù)。
做為一種高效氧化技術(shù)，催化燃燒處理技術(shù)可以應(yīng)用于絕大多數(shù)可燃有機(jī)物廢氣的處理中，而且適用濃度范圍寬（200～10000mg/m3，1000mg/m3以下低濃度需要濃縮，10000mg/m3以上濃度需要稀釋）。特別是尾氣中的有機(jī)物不適合回收或者無回收價值時，通過催化燃燒技術(shù)可以高效、低成本處理。
典型案例分析
1、噴漆行業(yè)
噴漆行業(yè)比較典型的是集裝箱、汽車生產(chǎn)線等的涂裝工序，會產(chǎn)生大量含油漆稀料成分的復(fù)雜有機(jī)廢氣，為了滿足噴漆技術(shù)及人員健康需求，風(fēng)量通常很大，可高達(dá)20萬m3/h，濃度通常為200～1000 mg/m3，屬于低濃度、無回收價值的廢氣，業(yè)界通常采用吸附濃縮－催化燃燒工藝處理。
2、涂覆行業(yè)
涂覆行業(yè)比較典型的是反光膜、磁帶、彩鋼瓦等涂覆工業(yè)，涂覆材料中含有大量有機(jī)溶劑揮發(fā)形成高濃度復(fù)雜有機(jī)廢氣，廢氣多產(chǎn)生于高溫烘道中，主要特點(diǎn)是溫度高、濃度高、成分復(fù)雜。主要風(fēng)量多為1000 m3/h到30000 m3/h；濃度2000 mg/m3到8000 mg/m3；溫度40℃到150℃。
某反光膜生產(chǎn)線尾氣參數(shù)如下：
有害物質(zhì) 有機(jī)物總含量 風(fēng)量 風(fēng)溫 排放要求
乙酸乙酯、甲醛、丙酮等 6000mg/m3 8000m3/h 60℃ 非甲烷總烴：120mg/m3
