VOC有机废气催化燃烧处理技术

VOC有机废气催化燃烧处理技术

 

　　一、催化燃烧原理

 

　　凭借催化剂可使有机废气在较低的起燃温度条件下，发生无焰燃烧，并氧化分解为CO2和H2O，一起放出很多热。

 

　　（1）起燃温度低，反应速率快，节省动力。催化燃烧进程中，催化剂起到下降VOCs分子与氧分子反应的活化能，改动反应途径的效果。

 

　　（2）处理效率高，二次污染物和温室气体排放量少。选用催化燃烧处理VOC废气的净化率一般在95%以上，终产物***要为CO2和H2O。因为催化燃烧温度低，很多削减NOx的生成。辅佐燃料耗费排放的CO2量在总CO2排放量中占很***份额，辅佐动力耗费量削减，显着削减了温室气体CO2排放量。

 

　　（3）适用规模广,催化燃烧简直可以处理一切的烃类有机废气及恶臭气体，合适处理的VOCs浓度规模广。关于低浓度、***流量、多组分而无收回价值的VOC废气，选用催化燃烧法处理是比较经济合理的。

 

　　二、催化燃烧催化剂活性组分

 

　　工业上的催化剂都是由活性成分、助剂和载体等组成，其间活性组分及其散布、颗粒巨细、催化剂载体对催化效果和寿数有很***的影响。用于催化燃烧VOCs的催化剂的活性成分可分为贵金属、非贵金属氧化物。

 

　　贵金属是低温催化燃烧较为常用的催化剂，其长处是具有较高的活性、杰出的抗硫性，缺陷是活性组分简单蒸发和烧结，简单引起氯中毒、价格昂贵，资源缺少。

 

　　2.1贵金属催化剂

 

　　Pt、Pd、Ru等贵金属对烃类及其衍生物的氧化都具有很高的催化活性，且运用寿数长、适用规模广、易于收回，因而是较为常用的废气燃烧催化剂。如我***前期选用的Pt—AI：O，催化剂就归于此类催化剂。但因为其资源稀疏、价格昂贵、耐中毒性差，因而，人们一直在尽力寻觅替代品，尽量削减其用量。

 

　　2.2非贵金属氧化物催化剂

 

　　非贵金属氧化物催化剂***要有钙钛矿型、尖晶石型以及复合氧化物催化剂等，价格相对较低，也表现出很***的催化功能，如钙钛矿型催化剂高温热稳定性较***，尖晶石型催化剂具有***的低温活性，但其不足之处在于催化活性相对较低，起燃温度较高。

 

　　2.3复氧化物催化剂

 

　　一般以为，复氧化物之间因为存在结构或电子增刊谭明侠等：VOC催化燃烧技术385调变等彼此效果，活性比相应的单一氧化物要高。***要有以下两***类。

 

　　（1）钙钛矿型复氧化物

 

　　稀土与过渡金属氧化物在必定条件下可以构成具有天然钙钛矿型的复合氧化物，通式为ABO，其活性显着***于相应的单一氧化物。A为四面体型结构，B为八面体形结构；A和B构成替换立体结构，易于替代而发生晶格缺陷，即催化活性中心位，外表晶格氧供给高活性的氧化中心，然后完成深度氧化反应。常见的有BaCuO：、LaMnO3等。

 

　　（2）尖晶石型复氧化物

 

　　作为复氧化物重要的一种结构类型，以AB2X4表明，尖晶石亦具有***的深度氧化催化活性。如对CO的催化燃烧起燃点落在低温区(约80℃)，对烃类亦在低温区可完成彻底氧化。其间研讨较为活泼的CuMn：O。尖晶石，对芳烃的活性尤为超卓。如使C，H。彻底燃烧只需260℃，完成低温催化燃烧，这点具有***别实际意义。

 

　　2.4过渡金属氢化物催化剂

 

　　作为替代贵金属催化剂，选用氧化性较强的过渡金属氧化物，对CH。等烃类和CO亦具有较高的活性，一起下降了催化剂的本钱，常见的有MnOx、CoOx和CuOx等催化剂。***连理工***学研发的含MnO：催化剂，在必定条件下能消除CH，OH蒸气，对C：H。O、C3H60、C6H。蒸气的铲除也很有效果。

 

　　三、催化剂载体以及方法

 

　　3.1载体

 

　　VOC净化催化剂的载体***要有两类：一类是球状或片状；另一类是整体式多孔蜂窝状。金属载体催化剂的长处是导热功能***、机械强度高，缺陷是比外表积较小。颗粒状载体的长处是比外表积***，缺陷是压降***以及因载体间彼此冲突，形成活性组分磨耗丢失。蜂窝陶瓷载体是比较抱负的载体型式，它具有很高的比外表，压力降较片粒柱状低，机械强度***，耐磨、耐热冲击。

 

　　3.2负载方法

 

　　催化剂活性组分可经过下列方法堆积在载体上：(1)电堆积在环绕或限制的金属载体上；(2)堆积在颗粒状陶瓷材料上；(3)堆积在蜂窝结构的陶瓷材料上。

 

　　四、催化剂失活

 

　　4.1失活

 

　　催化剂在运用进程中跟着时刻的延伸，活性会逐步下降，直至失活。催化剂失活***要有3品种型。

 

　　（1）催化剂彻底失活

 

　　使催化剂失活的毒物包含快速和慢速效果毒物两***类。快速效果毒物***要有P、As等，慢速效果毒物有Pb、Zn等。一般情况下，催化剂失活是因为毒物与活性组分化合或熔成合金。关于快速效果毒物来说，即便只要微量，也能使催化剂敏捷失活。

 

　　（2）按捺催化反应

 

　　卤素和硫的化合物易与活性中心结合，但这种结合是比较松懈、可逆且暂时性的。当废气中的这类物质被去除后，催化剂活功可以康复。

 

　　（3）堆积掩盖活性中心

 

　　不饱和化合物的存在导致碳堆积，此外陶瓷粉尘、铁氧化合物及其他颗粒物阻塞活性中心，然后影响催化剂的吸附与解吸才能，导致催化剂活性下降。

 

　　4.2防备办法

 

　　防备催化剂活性衰减，可以采纳下列相应的办法：

 

　　（1）依照操作规程，正确操控反应条件。

 

　　（2）当催化剂外表结炭时，经过吹人新鲜空气，进步燃烧温度，烧去外表结炭。

 

　　（3）将废气进行预处理，以除掉毒物，避免催化剂中毒。

 

　　（4）改善催化剂的制备工艺，进步催化剂的耐热性和抗毒才能。

 

　　五、催化燃烧工艺流程

 

　　依据废气预热方法及富集方法，催化燃烧工艺流程可分为3种。

 

　　(1)预热式

 

　　预热式是催化燃烧的根本流程方式。有机废气温度在100℃以下，浓度也较低，热量不能自给，因而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，以收回部分热量。该工艺一般选用煤气或电加热升温至催化反应所需的起燃温度。

 

　　（2）本身热平衡式

 

　　当有机废气排出时温度高于起燃温度(在300℃左右)且有机物含量较高，热交换器收回部分净化气体所发生的热量，在正常操作下可以保持热平衡，无需弥补热量，一般只需要在催化燃烧反应器中设置电加热器供起燃时运用。

 

　　（3）吸附-催化燃烧

 

　　当有机废气的流量***、浓度低、温度低，选用催化燃烧需耗很多燃料时，可先选用吸附手法将有机废气吸附于吸附剂上进行浓缩，然后经过热空气吹扫，使有机废气脱附成为高浓度有机废气(可浓缩10倍以上)，再进行催化燃烧。此刻，不需要弥补热源，就可保持正常工作引。

 

　　关于有机废气催化燃烧工艺的挑选***要取决于：

 

　　(1) 燃烧进程的放热量，即废气中可燃物的品种和浓度。

 

　　(2) 起燃温度，即有机组分的性质及催化剂活性。

 

　　(3)热收回率等。当收回热量超越预热所需热量时，可完成本身热平衡工作，无需外界弥补热源，这是比较经济的。催化化燃烧的使用。