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催化燃烧一体机工作原理及延长使用寿命延长

2020-08-12 18:10:04

文章摘要:

RTO工艺将燃烧温度控制在820℃~900℃之间,有机废气停留时间控制为1.0s~1.2s时,有机废气处理效率可达95%以上。...

(一)、低温氧化技术

燃烧3T条件。RTO工艺将燃烧温度控制在820℃~900℃之间,有机废气停留时间控制为1.0s~1.2s时,有机废气处理效率可达95%以上。RCO(催化燃烧)工艺将燃烧温度控制在240℃~350℃,有机废气停留时间在0.1s~0.2s时,在保证的进气扰动空气与有机物充分混合条件下,处理效率可达95%。低温等离子技术、光解催化氧化作为一种低温氧化技术,可在常温常压下利用催化剂的光特性,使有机废气迅速光解,逐步氧化成一些低分子中级产物,较终氧化成没有毒无害的CO2、H2O等小分子物质。

低温氧化技术根据污染物组分和浓度的不同,其净化过程停留时间有所差异。例如,在在中低浓度条件下,苯乙烯、苯和乙酸乙酯的停留时间分别为3.6s、4.8s和6s。该技术能耗低、易操作,无二次污染,且对净化恶臭气体。同时,使用后的催化剂可用物理或化学方法循环使用。

针对中小风量、中低浓度的有机废气,市场上出现一类采用喷淋或活性炭吸附加等离子体催化的组合方式,但都存在一定缺陷。

(二)、工业挥发性有机废气的销毁治理技术

挥发性有机废气的成分主要包括脂肪烃、芳香烃、卤代烃、醇、醛、酮、酯、醚、酚、胺、腈、羧酸等,主要来源于石化、印刷、涂装、喷漆、皮革加工、化纤生产、塑料加工等涉及使用大量有机溶剂的行业的生产过程排放。

有机废气成分复杂,易燃、易爆并带有一定毒性,不仅会污染大气环境,生成光化学烟雾,破坏臭氧层,还会通过呼吸和皮肤吸收进入人体,刺激人的呼吸系统,影响人的神经系统和造血系统,损害肝、脾等器官。

销毁技术是工业挥发性有机废气的常用治理技术,销毁技术主要有催化燃烧技术、高温焚烧技术、生物氧化技术、光催化氧化技术、低温等离子体技术等。

1、催化燃烧技术

催化燃烧技术是在较低温度下,在催化剂作用下使废气中可燃组份彻底氧化生,从而使气体得到净化处理的一种废气处理方法,该方法适用于处理可燃或高温下可生的VOCs。催化燃烧技术优点是能耗低、性高、无二次污染、工艺操作简单、可用来恶臭、对可燃组份浓度和热值限制较小、大部分VOCs在200℃~400℃即可完成反应、辅助燃料消耗少且大量减少NOx产生、适用于气态和气溶胶态污染物治理;缺点是工艺条件要求严格、不允许废气中含有影响催化剂寿命和处理效率的尘粒和雾滴,不允许有使催化剂中毒物质、处理前须对废气作前处理、不适于处理燃烧过程中产生大量硫氧化物和氮氧化物的VOCs废气。

2、高温焚烧技术

高温焚烧技术主要应用于处理组份较为复杂且浓度较高的VOCs气体。目前,已应用于实践的炉型主要有三种,一是直接焚烧炉,二是对流换热式焚烧炉,三是蓄热式焚烧炉。实际应用中,需参考待处理气体组份等诸多物理和化学性质来选用适宜炉型以及焚烧参数。高温焚烧技术主要应用于制漆工业废气处理以及工业废气处理等。

3、生物氧化技术

生物氧化技术是利用微生物氧化、代谢、消化等过程,对有机物进行自然生、降解,较终转化为和水等,流程是含VOCs气体进入设备,先进行加湿处理,然后通入生物滤床,沿着滤床均匀地缓缓移动,通过平流、扩散和吸附等综合效应进入填料液膜中,进一步到生物膜中,与滤床上滤料表面生物菌种进行接触,在微生物作用下发生一系列生物化学反应,催化燃烧设备使得气体中VOCs被生、降解。生物氧化技术优点是成本低、设备统一、二次污染小、工艺过程简单等;缺点是效率低、周期较长、设备体积大、处理过程缓慢、对VOCs处理普适性差、难以应用于混合VOCs废气、只能降解某些特定有机物、一些生物菌种需要额外加入营养物质、生物菌种对降解温度及pH值等环境条件要求高。

(三)、挥发性有机废气组合处理技术概述

近年来大气污染问题日渐突出,严重影响着自然环境、生态气候以及人们的身体健康。目前已知的大气污染物约有100余种,其中挥发性有机化合物作为引起PM2.5和光化学污染的主要“元凶”,其治理工作得到广泛关注。随着对于大气污染防治监管力度的不断加大,许多高污染有机废气排放行业的发展也受到制约。由此,寻找合理的有机废气处理方法、发展的有机废气处理技术对于环境保护以及经济发展都将有着重要意义。

VOCs成分其复杂,不同类型化合物性质各异,大多数行业VOCs又以混合物形式排放,因此采用单一治理技术往往难以达到治理效果,在经济上也不划算,通常情况下需采用组合技术才能实现达标排放,降低治理费用,并达到较好治理效果。

1、吸附浓缩-催化燃烧技术

吸附浓缩-催化燃烧技术是采用蜂窝状活性炭为吸附剂,结合吸附净化、脱附再生并浓缩VOCs和催化燃烧原理,即将大风量、低浓度有机废气通过蜂窝状活性炭吸附以达到净化空气目的,当活性炭吸附饱和后再用热空气脱附使活性炭得到再生,脱附出浓缩的有机物被送往催化燃烧床进行催化燃烧,有机物被氧化成无害的CO2和H2O,燃烧后热废气通过热交换器加热冷空气,热交换后降温气体部分排放,部分用于蜂窝状活性炭脱附再生,达到废热利用和节能目的。该技术优点是净化效率高、运行成本低、无二次污染、处理风量范围大、吸附装置小型化阻力低、一次启动后无需外加热、使用中低压风机降低了能耗和噪声、燃烧后热废气又用于对活性炭脱附再生,达到了废热利用和有机物处理目的。

2、吸附浓缩一蓄热燃烧技术

催化燃烧技术和高温焚烧技术是较为普遍VOCs治理技术,也是目前VOCs治理较为彻底的治理技术。无论是热力焚烧法还是催化燃烧法都需要将废气加热到相应燃烧温度。如果废气中有机物浓度较高,废气燃烧后所产生热量可以维持有机物生所需要的反应温度,采用燃烧法是一种经济可行的方法。传统的催化燃烧技术和高温焚烧技术由于换热效率低,当废气中有机物浓度较低时,需要大量能耗,治理设备运行费用高。为了提高热利用效率,降低设备运行费用,近年来发展了蓄热式热力焚烧技术(RTO)和蓄热式催化燃烧技术(RCO)。蓄热系统是使用具有高热容量的陶瓷蓄热体,采用直接换热方法将燃烧尾气的热量蓄积在蓄热体中,高温蓄热体直接加热待处理废气,换热效率可达到90%以上,而传统的间接换热器的换热效率一般在50%~70%。蓄热式(催化)燃烧技术的发展大大拓宽了催化燃烧技术和高温焚烧技术的应用范围,可以在较低VOCs浓度下使用,近年来得到了广泛应用,并逐步替代了传统催化燃烧技术。