苏州贵金属催化燃烧设备原理-低温催化燃烧装置

文章简介:

VOC催化燃烧设备有什么作用?请大家给说一下。

一. 废气的吸附和浓缩:废气的吸附和浓缩主要利用活性炭的吸附。这套设备由几套活性炭吸附箱组成。在系统运行过程中,打开一套活性炭吸附箱,对工业废气进行吸附和浓缩。一组活性炭饱和后,打开二组活性炭吸附箱,进行与一组活性炭吸附箱相似的吸附过程。当二组活性炭吸附箱工作时,第一组活性炭吸附箱脱附。以此类推,这套系统中的活性炭吸附箱循环进行吸附和解吸过程。解吸后的工业废气进入催化燃烧设备,最后被氧化分解成无毒无害的小分子化合物,达标排放。

二.废气催化燃烧:催化燃烧设备主要由换热器、催化床、电加热器、燃烧室、蓄热器等几个主要部件组成。加热管首先加热催化燃烧设备,通过风机的作用提供活性炭脱附的温度(80-120),脱附的有机废气再次进入催化燃烧设备,废气在燃烧室中的催化床的作用下在250-350氧化分解为水和二氧化碳等小分子化合物。通过热交换器达到标准的热回收利用,达到节能的目的。

催化燃烧设备适用于处理高温、高浓度、连续性产生的有机废气,不会产生二次污染。催化低温分解,预热时间段,能耗低,催化剂使用寿命长,净化率高达97.5%以上。运行中可以实现全自动控制,设备运行稳定,检查系统的配置完善,操作维护非常方便。

吸附-催化燃烧工艺简介

吸附浓缩+催化燃烧工艺流程图

1、预处理

涂装过程少量油漆被废气带走,经空气冷凝形成漆雾粉尘。这些粉尘具有粒径小、废气中含量少等特点,大部分在10um以下,若这些废气直接进入活性炭进行吸附,将导致活性炭微孔堵塞,最终将导致活性炭失活。因此,废气必须经过过滤处理才能进入后续吸附阶段。

2、吸附装置(吸附单元)

吸附单元的核心是活性炭,本公司采用的是碘值900—1200的优质防水活性炭,从而保证了吸附单元的稳定性。

经过预处理后的有机废气,在风机的作用下引入吸附单元,将其均匀的分布在活性炭的表面,依靠活性炭复杂的内部结构体系及超强大的表面积,活性炭将有机废气吸附在其表面,此过程耗时较少,但时间越长吸附越彻底(设计风速不超过0.8m/s)。并且两者之间不会发生化学反应,有机废气由此而达到净化的效果。净化后的洁净气体可达到相关大气污染物排放法律标准。每套废气净化处理系统设有多套吸附单元,其中一套用于脱附,其余用于吸附,多台吸附单元轮流工作,有plc自动控制切换。

3、脱附-催化燃烧

催化燃烧法是利用催化剂做中间体,使有机气体在较低的温度下,变成无害的水和二氧化碳气体,即

CnHm+(n+1/4m)O2催化剂200~300℃nCO2+1/2mH2O

当吸附单元的活性炭吸附至饱和的程度后,该吸附单元切换为脱附单元,脱附需要外加热量,加热装置设在燃烧炉内,将其开启后同时预热催化剂,燃烧炉达到设定温度后将热空气引入脱附床,有机废气在加热作用下从活性炭表面解吸出来。由于温度会使活性炭内部结构会变化,所以在吸附脱附单元都设置热电偶温度传感器,温度偏高时及时调节补冷风系统,即能保证最优的脱附效果,又给活性炭提供一个安全的工作环境,即使温度传感器发生异常,吸附单元还设置有物理消防设施。

高浓度的有机废气在脱附风机作用下进入燃烧炉,在贵金属铂合金的催化作用下,燃烧分解为水和二氧化碳,废气由此而得到净化。该燃烧过程低温、快速、无焰,并伴随产生大量的热量,可再次回用于有机废气的脱附过程和燃烧氧化过程,因此能够显著的减少能源消耗成本。

当有机废气浓度较大时,燃烧产生的热量过多会导致催化氧化床温度过高,影响整套废气治理系统的安全性,因此系统配有冷空气补充装置引入新鲜空气来降低反应温度,保证设备的安全性。

有机废气催化燃烧的基本原理是什么?

万川环保催化燃烧设备催化燃烧反应原理是有机废气在较低温度下在催化剂的作用下被完全氧化和分解,达到净化气体目的。催化燃烧是典型的气固相催化反应,其原理是活性氧参与深度氧化作用。在催化燃烧过程中,催化剂的作用是降低反应的活化能,同时使反应物分子富集在催化剂表面上以提高反应速率。借助于催化剂,有机废气可以在较低的起燃温度下无焰燃烧并且在释放大量热量,同时氧化分解成CO2和H2O。

催化燃烧塔的工作原理有哪些?

催化燃烧设备是使废气在催化剂的催化作用下在250~350℃的温度下发生氧化分解的废气处理设备。由于催化剂加速了氧化分解的历程,大多数碳氢化合物在250~350℃的温度时,通过催化剂就可以氧化完全。相对于直接燃烧设备680~1050℃的高温,催化燃烧设备具有更多的优势。

正蓝生产的催化燃烧设备由两大部分组成:活性炭吸附装置+催化燃烧装置。

催化燃烧设备工作原理:

1、废气的吸附浓缩:

废气的吸附浓缩主要利用的是活性炭的吸附作用。本套设备由几套活性炭吸附箱组成,本系统运行时先打开第一套活性炭吸附箱,将工业废气进行吸附浓缩,第一套活性炭吸附饱和后,再打开第二套活性炭吸附箱进行与第一套活性炭吸附箱类似的吸附过程,在第二套活性炭吸附箱工作的同时,第一套活性炭吸附箱发生解吸。依此类推,此套系统里的活性炭吸附箱循环的进行着吸附和解吸的过程,解吸后的工业废气进入催化燃烧设备,最终废气被氧化分解成无毒无害的小分子化合物,达标排放。

2、废气的催化燃烧

催化燃烧设备主要由换热器、催化床、电加热器、燃烧室、蓄热体等几大部件组成。加热管首先加热催化燃烧设备,通过风机的作用,提供活性炭解吸所用的温度(80~120℃),解吸后的有机废气再进入催化燃烧设备内部,在燃烧室通过催化床的作用,在250~350℃温度下对废气进行氧化分解,分解成小分子化合物,例如水和二氧化碳。通过换热器将达标后的气体热量回收利用,达到节能的目的。

催化燃烧的原理与应用

催化燃烧基本原理

催化燃烧是借助催化剂在低温下(200~400℃)下,实现对有机物的完全氧化,因此,能耗少,操作简便,安全,净化效率高,在有机废气特别是回收价值不大的有机废气净化方面,比如化工,喷漆、绝缘材料、漆包线、涂料生产等行业应用较广,已有不少定型设备可供选用。

一、催化原理及装置组成

(1)催化剂定义 催化剂是一种能提高化学反应速率,控制反应方向,在反应前后本身的化学性质不发生改变的物质。

(2)催化作用机理 催化作用的机理是一个很复杂的问题,这里仅做简介。在一个化学反应过程中,催化剂的加入并不能改变原有的化学平衡,所改变的仅是化学反应的速度,而在反应前后,催化剂本身的性质并不发生变化。那么,催化剂是怎样加速了反应速度呢了既然反应前后催化剂不发生变化,那么催化剂到底参加了反应没有?实际上,催化剂本身参加了反应,正是由于它的参加,使反应改变了原有的途径,使反应的活化能降低,从而加速了反应速度。例如反应A+B→C是通过中间活性结合物(AB)过渡而成的,即:

A+B→[AB]→C

其反应速度较慢。当加入催化剂K后,反应从一条很容易进行的途径实现:

A+B+2K→[AK]+[BK]→[CK]+K→C+2K

中间不再需要[AB]向C的过渡,从而加快了反应速度,而催化剂并未改变性质。

(3)催化燃烧的工艺组成 不同的排放场合和不同的废气,有不同的工艺流程。但不论采取哪种工艺流程,都由如下工艺单元组成。

①废气预处理 为了避免催化剂床层的堵塞和催化剂中毒,废气在进入床层之前必须进行预处理,以除去废气中的粉尘、液滴及催化剂的毒物。

②预热装置 预热装置包括废气预热装置和催化剂燃烧器预热装置。因为催化剂都有一个催化活性温度,对催化燃烧来说称催化剂起燃温度,必须使废气和床层的温度达到起燃温度才能进行催化燃烧,因此,必须设置预热装置。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。

预热装置加热后的热气可采用换热器和床层内布管的方式。预热器的热源可采用烟道气或电加热,目前采用电加热较多。当催化反应开始后,可尽量以回收的反应热来预热废气。在反应热较大的场合,还应设置废热回收装置,以节约能源。

预热废气的热源温度一般都超过催化剂的活性温度。为保护催化剂,加热装置应与催化燃烧装置保持一定距离,这样还能使废气温度分布均匀。

从需要预热这一点出发,催化燃烧法最适用于连续排气的净化,若间歇排气,不仅每次预热需要耗能,反应热也无法回收利用,会造成很大的能源浪费,在设计和选择时应注意这一点。

③催化燃烧装置 一般采用固定床催化反应器。反应器的设计按规范进行,应便于操作,维修方便,便于装卸催化剂。

在进行催化燃烧的工艺设计时,应根据具体情况,对于处理气量较大的场合,设计成分建式流程,即预热器、反应器独立装设,其间用管道连接。对于处理气量小的场合,可采用催化焚烧炉,把预热与反应组合在一起,但要注意预热段与反应段间的距离。

在有机物废气的催化燃烧中,所要处理的有机物废气在高温下与空气混合易引起爆炸,安全问题十分重要。因而,一方面必须控制有机物与空气的混合比,使之在爆炸下限;另一方面,催化燃烧系统应设监测报警装置和有防爆措施。

二、催化燃烧用催化剂

由于有机物催化燃烧的催化剂分为贵金属(以铂、钯为主)和贱金属催化剂。贵金属为活性组分的催化剂分为全金属催化剂和以氧化铝为载体的催化剂。全金属催化剂是以镍或镍铬合金为载体,将载体做成带、片、丸、丝等形状,采用化学镀或电镀的方法,将铂、钯等贵金属沉积其上,然后做成便于装卸的催化剂构件。由氧化铝作载体的贵金属催化剂,一般是以陶瓷结构作为支架,在陶瓷结构上涂覆一层仅有0.13mm的α-氧化铝薄层,而活性组分铂、钯就以微晶状态沉积或分散在多孔的氧化铝薄层中。

但由于贵金属催化剂价格昂贵,资源少,多年来人们特别注重新型的、价格较为便宜的催化剂的开发研究,我国是世界上稀土资源最多的国家,我国的科技工作者研究开发了不少稀土催化剂,有些性能也较好。

三、催化剂中毒与老化

在催化剂使用过程中,由于体系中存在少量的杂质,可使催化剂的活性和选择性减小或者消失,这种现象叫催化剂中毒。这些能使催化剂中毒的物质称之为催化剂毒物,这些毒物在反应过程中或强吸附在活性中心上,或与活性中心起化学作用而变为别的物质,使活性中心失活。

毒物通常是反应原料中带来的杂质,或者是催化剂本身的某些杂质,另外,反应产物或副产物本身也可能对催化剂毒化,一般所指的是硫化物如H2S、硫氧化碳、RSH等及含氧化合物如H2O、CO2、O2以及含磷、砷、卤素化合物、重金属化合物等。

毒物不单单是对催化剂来说的,而且还针对这个催化剂所催化的反应,也就是说,对某一催化剂,只有联系到它所催化的反应时,才能清楚什么物质是毒物。即使同一种催化剂,一种物质可能毒化某一反应而不影响另一反应。

按毒物与催化剂表面作用的程度可分为暂时性中毒和永久性中毒。暂时性中毒亦称可逆中毒,催化剂表面所吸附的毒物可用解吸的办法驱逐,使催化剂恢复活性,然而这种可再生性一般也不能使催化剂恢复到中毒前的水平。永久性中毒称不可逆中毒,这时,毒物与催化剂活性中心生成了结合力很强的物质,不能用一般方法将它去除或根本无法去除。

催化剂的老化主要是由于热稳定性与机械稳定性决定的,例如低熔点活性组分的流失或升华,会大大降低催化剂的活性。催化剂的工作温度对催化剂的老化影响很大,温度选择和控制不好,会使催化剂半熔或烧结,从而导致催化剂表面积的下降而降低活性。另外,内部杂质向表面的迁移,冷热应力交替所造成的机械性粉末被气流带走。所有这些,都会加速催化剂的老化,而其中最主要的是温度的影响,工作温度越高,老化速度越快。因此,在催化剂的活性温度范围内选择合适的反应温度将有助于延长催化剂的寿命。但是,过低的反应温度也是不可取的,会降低反应速率。

为了提高催化剂的热稳定性,常常选择合适的耐高温的载体来提高活性组分的分散度,可防止其颗粒变大而烧结,例如以纯铜作催化剂时,在200℃即失去活性,但如果采用共沉积法将Cu载于Cr2O3载体上,就能在较高的温度下保持其活性。


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发布于 2022-07-08 18:11:09  回复
烟道气或电加热,目前采用电加热较多。当催化反应开始后,可尽量以回收的反应热来预热废气。在反应热较大的场合,还应设置废热回收装置,以节约能源。 预热废气的热源温度一般都超过催化剂的活性温度。

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