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VOCs催化燃烧的工作原理与注意事项

目录:行业新闻发布时间:2024-07-03 14:20:38点击率:

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  催化燃烧是处理VOCS废气的主要措施之一,它具有所需的辅助燃料少,能量消耗低,设备设施的体积小的优点。我们这次了解一下它的原理和注意事项吧。

  催化燃烧设备的组成

  VOCS废气处理催化燃烧设备包括干式过滤系统、活性炭吸附系统、催化燃烧再生系统、电气控制系统及通风管道系统等五大子系统组成。

  1.VOCS废气处理催化燃烧设备干式过滤系统:包括过滤箱、抽屉、过滤材料等,这是一个初中效过滤系统,保证进入到吸附箱的气源干净、干燥、无颗粒;

  2.VOCS废气处理催化燃烧设备活性炭吸附系统:包括吸附箱本体、活性炭、泄压装置、温度传感器、消防喷淋装置、仪表阀门等。

  这里要注意对这里是对活性炭有要求的,根据生态环境部印发《挥发性有机物治理攻坚方案》通知:采用活性炭吸附技术的,应选择碘值不低于800mg/g的活性炭。

  3、VOCS废气处理催化燃烧设备催化燃烧再生装置:包括装置本体、电加热预热室、催化燃烧蓄热室、防爆泄压装置、温度传感器、连接管道阀门、仪表、催化剂等。催化活性材料一般是金属或金属氧化物。其中贵重金属催化剂主要有铂、钯和钌等,普通金属催化剂主要有铜、铬、镍、钒、锰、铁、钴等金属及氧化物。催化载体是多孔材料,主要作用是使活性材料具有大的体表面积。

  4.VOCS废气处理催化燃烧设备电气控制系统:包括电柜、PLC、触摸屏、现场仪表及线管等。

  5.VOCS废气处理催化燃烧设备管道及风机,所有连接管道均选用优质工业镀锌板制作。

  工作原理

  催化燃烧的工艺流程一般为废气收集→初中效过滤器→活性炭吸附→催化燃烧脱附再生→风机高空排空。

  催化燃烧主要为二个阶段,活性碳吸附阶段和活性碳脱附再生阶段,二个阶段的工作原理如下:

  1、活性炭吸附过程:

  车间排出的废气经管道进入活性碳吸附床,有机废气穿过活性碳时,废气中的有机成份被吸引到活性碳的微孔中并浓集保留其中,其它气体穿过活性碳后经风机排空。

  2、活性炭再生过程:

  活性炭使用一段时间,吸附了一定量的溶剂后,会降低或失去吸附能力,此时活性炭需脱附再生,再生后活性炭重新恢复吸附功能可继续使用。再生时,启动催化燃烧装置予热室电源,将空气予热,予热后的气体送入吸附箱,箱中活性炭受热后,活性炭吸附的溶剂挥发出来,溶剂经风机送入催化燃烧室燃烧,燃烧后分解生成CO2和H2O蒸汽等热空气,热空气一部分回到活性炭吸附箱继续给活性炭加热,叧一部分排空,热空气内部循环多次活性碳即可得到再生。

  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。

  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釆用换热器和床层内布管的方式。预热器的热源可釆用烟道气或电加热,目前釆用电加热较多。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。

  催化燃烧装置一般釆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,可釆用催化焚烧炉,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。

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