催化燃烧设备分别是直接燃烧和催化氧化燃烧。主要研究在设计处理风量为2500m3/h、催化燃烧设计燃烧温度为250℃、不同催化剂用量对VOCs去除效率的影响。直接燃烧法是指当燃烧气体的同时,通过氧化及高温下的热分解的方法,将燃烧室中有害的VOCs进行降解,将有害的VOCs气体输入到燃烧室后,当高温、充足空气等客观因素条件完善的前提下,将有害废气充分燃烧完全,终使其完全分解成CO2和H2O。而直接燃烧法就是燃烧可燃的这一类VOCs废气,该方法在处理高浓度VOCs废气方面,表现出的效果较佳,但相应的对温度的控制要求很高,必须在高温的条件下,当温度在1100℃附近,去除效率可达95%以上,但是如果当废气中含有Cl、S、N等元素时,则直接燃烧法会产生HCl、SOx、NOx等有害气体,造成二次污染。
催化燃烧技术是近几十年在国家大力倡导环保与节能趋势下而发展的一门新型技术。在预热部分,除设置加热设备外,还应坚持长度的预热区,以使气体温度分布均匀并在使用燃料燃烧加热进口废气时,确保火焰不与催化剂触摸。催化燃烧法是使用不同种类的催化剂,利用其可以有效降低反应活化能的原理,使VOCs在温度比较低的情况下,将其完全氧化为CO2和H2O,一般当温度控制在300℃~450℃的范围内,绝大部分碳氢化合物可在被其氧化,并且去除率高达95%以上,但是催化剂有一定的使用寿命,且在催化剂的使用过程中,废气的湿度和种类对催化剂的催化氧化效果有很关键的影响,如果废气中出现其他物质,很可能会引发催化剂的zhong毒,故的催化剂应具备高活化能力、高热稳定能力和水热稳定能力等特点,目前应用比较多的金属氧化物催化剂有Pd、Pt、Rh、Au、Mn、Co、Ce,而其中Pd、Pt、Rh、Au为gui金属。然而gui金属有价格昂贵、且易烧结等缺点,因而开发新型复合型催化剂是未来的研究方向。
催化燃烧设备废气处理过程主要包括三部分吸附气体过程、脱附气体过程,催化燃烧过程。
1、吸附气体流程利用活性炭的物理特性对VOC有机废气进行吸附,且蜂窝状活性炭比表面积大、吸附能力强特性,将有机废气吸附到活性炭的微孔中,从而使气体得以净化,净化后的气体再通过风机排空;
2、脱附气体流程当活性炭微孔吸附饱和时,将不能再进行吸附,此时利用催化床产生的高温热风对活性炭进行脱附,活性炭微孔中的有机物遇高温后自动脱离活性炭,使活性炭再生。
3、脱附下来的有机物已被浓缩(浓度较原来提高几十倍)并被送入催化燃烧室进行催化燃烧,在催化剂上在250~300℃进行催化氧化,使其转化为无害的CO2和H2O排出,当有机废气浓度达到2000PPm以上时,有机废气在催化床可维持自燃,不用另外再行加热,燃烧后的尾气一部份直接排到大气,大部份热气流被再次循环送往吸附床,用于对活性炭的脱附再生。这样既能满足燃烧和脱附所需热能,又能达到节能的目的,再生后的活性炭可用于下次吸附。喷涂废气处理设备的具体使用方法1、废气由烤漆房经过管道收集后通过废气洗涤塔可有效的除去废气中的yan尘,并对废气进行降温处理为下一道工序做好前期准备。该设备可采用双气路连续工作,工作量较大时设两个吸附床交替切换使用,一个催化燃烧室,先将有机废气经其中一个活性炭吸附床对气流中的废气进行吸附,当活性炭快达到饱和时吸附床两端的密闭阀门同时关闭,即停止吸附工作,同时另一台吸附床自动打开开始接替吸附工作。如此以来两台吸附床切换运行可实现大工作量的连续工作,有时为了增加催化燃烧设备的使用寿命,可以在催化燃烧设备之前加设一台预处理设备,例如喷淋塔、干式过滤器或者除尘器,这些设备可以过滤废气中的颗粒物及粘性成分。
随着国家工业化的快速发展,近年来人们对大气环境质量越来越关注,以挥发性有机污染物为代表的大气环境污染日趋严重,喷漆企业因使用溶剂型涂料和溶剂型稀释剂而成为挥发性有机废气的主要排放源。
由于有机废气存在易挥发、成分复杂、挥发性不同等特点,难以去除。但对于排出的废气本身温度就较高的场合,如漆包线、绝缘材料、烤漆等烘干排气,温度可达300℃以上,则不必设置预热装置。催化燃烧法是热po坏法处理VOCs的其中一种方法,其在远低于直接燃烧温度条件下处理低浓度的VOCs气体,具有净化、无二次污染、能耗低的特点,是商业上处理VOCs应用有效的处理方法之一。
1、催化燃烧工艺原理
催化燃烧是典型的气—固相催化反应,它在催化剂的作用下降低反应的活化能,使其在较低的起燃温度250~350℃下进行无焰燃烧,在固体催化剂表面有机物质发生氧化,同时产生CO2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N2形成高温NOx。2、脱附气体流程当活性炭微孔吸附饱和时,将不能再进行吸附,此时利用催化床产生的高温热风对活性炭进行脱附,活性炭微孔中的有机物遇高温后自动脱离活性炭,使活性炭再生。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的氧化过程,使其多数形成分子氮。
2、催化燃烧工艺设计
本研究选取金属钯为催化剂、陶瓷填料为载体,配置催化燃烧装置一套。主要研究在设计处理风量为2500m3/h、催化燃烧设计燃烧温度为250℃、不同催化剂用量对VOCs去除效率的影响。
催化燃烧装置由PLC控制器、文本显示器、变频调速器、点火器、紫外线传感器、热电偶等电控设备以及风机,另外由零压阀调节燃气与空气的比例。催化燃烧电气控制系统工作过程分为三个状态:燃烧器工作状态、停止状态及参数设定状态。在工作状态中又分为点火过程和燃烧过程。由安装的热电偶检测出温度,送文本显示器显示。C波段紫外线发生原理为通过高压脉冲技术电晕放电,在常温常压下使氧分子很快分离为生态原子氧(O)、纯净离子氧、羟基自由基(OH)、单线态氧(O2)和带正、负电荷的离子氧和离子氧群,可在极短的瞬间产生大量的离子氧群团。PLc具有模拟量输入、输出模块,检测火焰燃烧信号和热电偶温度信号,将检测到的信号与设定的信号经过比较运算后,通过0~10V电信号控制变频器的输出频率来调整风机的转速,保持燃烧器的燃烧温度,这就是构成以设定温度为基准的控制系统;自动检测燃烧器温度信号与设定的温度比较,输出各类报警信号或直接停机。显示器可以显示燃气流量、燃烧温度和变频器输出频率。设定参数和工作状态等信息;可以通过显示器在线调整运行温度参数,修改设定温度控制风机的运行。该系统还设有多种保护功能,尤其是较强的逻辑互锁功能,从而保证系统工作可靠,并且具有较为完善的控制功能。
适用范围广:
可适应高、低浓度,大气量,不同恶臭气体物质的脱臭净化处理,可每天24小时连续工作,运行***。
运行成本低:
设备无任何机械动作,无噪音,无需专人管理和日常维护,只需作定期检查,设备能耗低,设备风阻极低<50pa,可节约大量排风动力能耗。其中TiO2催化剂的寿命是***延长的,无需更换。
科技含量高:
采用***的级氧化技术,突破单一体系的反应局限,在整个反应体系中,两种氧化能力极强的氧化剂—O3和·OH参与反应及185nm高能量紫外线直接裂解废气,使得脱臭效果更佳,恶臭气体矿化程度更高,可无害化排放,无二次污染。
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