催化燃燒處理有機(jī)廢氣和惡臭氣體

1、目錄1、VOCs和惡臭氣體21.1定義21.2來源21.3危害32、催化燃燒技術(shù)32.1定義32.2原理32.3催化燃燒的特點43、催化劑43.1催化劑種類43.2催化劑載體及負(fù)載方式63.3催化劑失活與防止6催化劑失活6催化劑失活的防止64、燃燒動力學(xué)75、催化燃燒工藝流程76、催化燃燒熱平衡87、催化燃燒的應(yīng)用98、催化燃燒新技術(shù)109、工程案例：催化燃燒法在污水處理場的應(yīng)用10參考文獻(xiàn)141、VOCs和惡臭氣體1.1定義VOCs是指沸點在50-260、室溫下飽和蒸氣壓超過133.3Pa的易揮發(fā)性有機(jī)化合物，包括烴類、鹵代烴、芳香烴、多環(huán)芳香烴等，主要來自石油化工、制藥、印刷、噴漆、機(jī)動車

2、、制鞋等行業(yè)排放的廢氣。多數(shù)的VOCs 具有刺激性氣味且有毒性或劇毒, 這樣的VOCs 可以稱為VOCs 惡臭污染物質(zhì)。1.2來源VOCs 惡臭物質(zhì)來源于生活和工業(yè)生產(chǎn)等方面。生活源主要有糞便處理、生活垃圾等; 工業(yè)有害廢氣來自于以煤、石油、天然氣為燃料或原料的工業(yè), 或者與之有關(guān)的化工企業(yè)。例如:石油加工、煉油、煉焦、煤氣、化肥、制藥、造紙、合成材料等行業(yè)。可將其來源大致歸納為表1所示。表2 為工業(yè)中排放的VOCs 惡臭物質(zhì)的主要種類,其中芳香烴、醇類、酯類等作為工業(yè)溶劑被廣泛使用,因而排放量很大,對人體和環(huán)境危害較大。1.3危害該類有機(jī)物廢氣是對人體健康有害的污染物，常伴隨著異味、惡臭散發(fā)

3、在空氣中，對人的眼、鼻、呼吸道有刺激作用，對心、肺、肝等內(nèi)臟及神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生有害影響，甚至造成急性和慢性中毒，可致癌、致突變。而且會與大氣中的NO2反應(yīng)生成O3，使低空大氣中O3濃度升高，形成光化學(xué)煙霧，危害人體健康和導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)。此外，VOCs的污染范圍不僅僅局限在一個城市或國家內(nèi)，隨著它的擴(kuò)散與遷移，可以引起包括酸雨、臭氧層破壞、大氣變暖等全球環(huán)境問題，具有跨國性和全球性。因此，VOCs被視為繼粉塵之后的第二大類量大面廣的大氣污染物，VOCs的凈化治理也逐步成為了大氣污染治理中非常重要的一部分。2、催化燃燒技術(shù)2.1定義催化燃燒技術(shù)是指在較低溫度下，在催化劑的作用下使廢氣中的可燃組分徹底氧

4、化分解，從而使氣體得到凈化處理的一種廢氣處理方法。2.2原理催化燃燒是典型的氣-固相催化反應(yīng),其實質(zhì)是活性氧參與深度氧化作用。在催化燃燒過程中,催化劑的作用是降低反應(yīng)的活化能,同時使反應(yīng)物分子富集于催化劑表面,以提高反應(yīng)速率。借助催化劑可使有機(jī)廢氣在較低的起燃溫度條件下發(fā)生無焰燃燒,并氧化分解為CO2 和H2O,同時放出大量熱。2.3催化燃燒的特點1、起燃溫度低,節(jié)省能源有機(jī)廢氣催化燃燒與直接燃燒相比,具有起燃溫度低、能耗低的顯著特點。在某些情況下,催化燃燒達(dá)到起燃溫度后便無需外界供熱。2、適用范圍廣催化燃燒幾乎可以處理所有的烴類有機(jī)廢氣及惡臭氣體。對于有機(jī)化工、涂料、絕緣材料等行業(yè)排放的低濃

5、度、多成分、無回收價值的廢氣,采用吸附-催化燃燒法的處理效果更好。3、處理效率高,無二次污染用催化燃燒法處理有機(jī)廢氣的凈化率一般都在95%以上,最終產(chǎn)物為無害的CO2 和H2O (雜原子有機(jī)化合物還有其他燃燒產(chǎn)物),且由于燃燒溫度低,能大量減少NOX 的生成,因此不會造成二次污染。但是其缺點是工藝條件要求嚴(yán)格，不允許廢氣中含有影響催化劑壽命和處理效率的塵粒和霧滴，也不允許有使催化劑中毒的物質(zhì)，以防催化劑中毒，因此采用催化燃燒技術(shù)處理有機(jī)廢氣必須對廢氣作前處理。同時該法不適于處理燃燒過程中產(chǎn)生大量硫氧化物和氮氧化物的廢氣。3、催化劑3.1催化劑種類燃燒型催化劑的種類比較多,按活性成分大體可分為貴

6、金屬催化劑、過渡金屬氧化物催化劑和復(fù)氧化物催化劑3大類。1、貴金屬催化劑。Pt、Pb、Ru等是典型的貴金屬催化劑，這類催化劑通常負(fù)載在載體上,其活性高、選擇性好。但由于其資源稀少、價格昂貴，且處理含氯和含硫的VOCs時很容易中毒，因而僅適用于處理不含氯和硫的VOCs。由于金屬催化劑的高活性，催化燃燒VOCs時起燃溫度可低至100-200。例如以硼為載體的Pt催化劑處理含戊烷、正己烷、苯、甲苯混合物的VOCs時，其起燃溫度只有100，要達(dá)到90%的轉(zhuǎn)化率也只需200左右。如果采用微乳法、氣相沉積來制備貴金屬催化劑，其活性更高。Pt Pd 2、過渡金屬氧化物催化劑作為貴金屬催化劑的取代品，氧化性較

7、強(qiáng)的過渡金屬氧化物對CH4等烴類和CO的氧化反應(yīng)都具有較高的催化活性，且成本較低，常見的有MnOx、CoOx和CuOx等催化劑。3、復(fù)氧化物催化劑一般認(rèn)為，復(fù)氧化物之間由于存在結(jié)構(gòu)或電子調(diào)變等相互作用，其催化活性比相應(yīng)的單一氧化物要高。復(fù)氧化物催化劑主要有以下兩大類。(1)鈣鈦礦型復(fù)氧化物稀土與過渡金屬氧化物在一定條件下可以形成具有天然鈣鈦礦型的復(fù)合氧化物，通式為ABO3，其活性明顯優(yōu)于相應(yīng)的單一氧化物。A為四面體型結(jié)構(gòu)，B為八面體形結(jié)構(gòu)；A和B形成交替立體結(jié)構(gòu)，易于取代而產(chǎn)生晶格缺陷，即催化活性中心位，表面晶格氧提供高活性的氧化中心，從而實現(xiàn)深度氧化反應(yīng)。常見的該類型催化劑有BaCuO3、L

8、aMnO3等。(2)尖晶石型復(fù)氧化物尖晶石型是復(fù)氧化物的一種重要結(jié)構(gòu)類型，通式為AB2O4，具有優(yōu)良的深度氧化催化活性。如其對CO的催化燃燒起燃點約為80，對烴類亦可在低溫區(qū)實現(xiàn)完全氧化；研究最為活躍的是CuMn2O4。尖晶石對芳烴燃燒的催化活性尤為出色，使C7H8 完全燃燒只需260，實現(xiàn)了低溫催化燃燒。尖晶石型復(fù)氧化物的低溫催化燃燒特性具有特別現(xiàn)實的意義。3.2催化劑載體及負(fù)載方式VOCs凈化催化劑的載體主要有兩類: 一類是球狀或片狀;另一類是整體式多孔蜂窩狀。催化劑活性組分可通過下列方式沉積在載體上:電沉積在纏繞或壓制的金屬載體上; 沉積在顆粒狀陶瓷材料上; 沉積在蜂窩結(jié)構(gòu)的陶瓷材料上。

9、金屬載體的優(yōu)點是導(dǎo)熱性能好、機(jī)械強(qiáng)度高,缺點是比表面積較??；顆粒狀載體的優(yōu)點是比表面積大，缺點是壓降大以及因載體間相互摩擦而造成活性組分磨耗損失；蜂窩陶瓷載體是比較理想的載體形式，具有很大的比表面積，壓力降較片狀、粒狀、柱狀載體低，機(jī)械強(qiáng)度高，耐磨、耐熱沖擊能力強(qiáng)。3.3催化劑失活與防止3.3.1催化劑失活催化劑在使用過程中隨著時間的延長活性會逐漸下降,直至失活。催化劑失活主要有以下3種類型。（1）催化劑完全失活。使催化劑失活的毒物包括快速作用毒物和慢速作用毒物兩大類?？焖僮饔枚疚镏饕蠵、As等；慢速作用毒物有Pb、Zn等。通常情況下，催化劑失活是由于毒物與活性組分化合或熔成合金。對于快速作

10、用毒物來說，即使只有微量，也能使催化劑迅速失活。（2）抑制催化反應(yīng)。鹵素和硫的化合物易與活性中心結(jié)合，但這種結(jié)合是比較松弛、可逆且暫時性的，當(dāng)廢氣中的這類物質(zhì)被去除后，催化劑活性可以恢復(fù)。（3）沉積覆蓋活性中心。不飽和化合物的存在可導(dǎo)致炭沉積，此外，陶瓷粉塵、鐵氧化合物及其它顆粒物堵塞活性中心后，也會影響催化劑的吸附與解吸能力，導(dǎo)致催化劑活性下降。3.3.2催化劑失活的防止對催化劑活性的衰減,可以采取下列相應(yīng)的措施加以防止:按操作規(guī)程正確控制反應(yīng)條件;當(dāng)催化劑表面結(jié)炭時,應(yīng)吹入新鮮空氣,以提高燃燒溫度,燒去表面結(jié)炭; 將廢氣進(jìn)行預(yù)處理,以除去毒物,防止催化劑中毒;改進(jìn)催化劑的制備工藝,提高催化

11、劑的耐熱性和抗毒能力。4、燃燒動力學(xué)當(dāng)有機(jī)廢氣在金屬氧化物催化劑上燃燒時,CnHm 的氧化反應(yīng)是經(jīng)過表面氧化還原作用循環(huán)實現(xiàn)的。反應(yīng)機(jī)理如下:Ri +氧化態(tài)催化劑 Ki 還原態(tài)催化劑+產(chǎn)物 (1)O2 +還原態(tài)催化劑 Koi 氧化態(tài)催化劑 (2)其中, Ri為CnHm 物種的第i種。相應(yīng)反應(yīng)動力學(xué)模型方程式可表達(dá)為:ri =Koi Ki Coi CiKoi Ci+ni Ki Ci式中, ki、koi分別為反應(yīng)(1)、反應(yīng)( 2)的反應(yīng)速度常數(shù); ci、coi分別為CnHm 物種i及氧的濃度;ni為每摩爾CnHm 物種i完全氧化所需氧的摩爾數(shù)。實驗表明,碳?xì)溲趸磻?yīng)速度對碳?xì)涞姆磻?yīng)級數(shù)位于0和1

12、之間。5、催化燃燒工藝流程根據(jù)廢氣的預(yù)熱方式及富集方式,催化燃燒工藝流程可分為3種。1、預(yù)熱式。預(yù)熱式是催化燃燒的最基本的流程形式，其基本原理見圖1。有機(jī)廢氣溫度在100以下、濃度也較低時，熱量不能自給，因此在進(jìn)入反應(yīng)器前需要在預(yù)熱室加熱升溫。通常采用煤氣或電加熱將廢氣升溫至催化反應(yīng)所需的起燃溫度；燃燒凈化后的氣體在熱交換器內(nèi)與未處理的廢氣進(jìn)行熱交換，以回收部分熱量。2、自身熱平衡式。有機(jī)廢氣溫度高且有機(jī)物含量較高，通常只需要在催化燃燒反應(yīng)器中設(shè)置電加熱器供起燃時使用，通過熱交換器回收部分凈化氣體所產(chǎn)生的熱量，正常操作下就能夠維持熱平衡，不需要補(bǔ)充熱量，其流程見圖2.3、吸附-催化燃燒。當(dāng)有機(jī)

13、廢氣的流量大、濃度低、溫度低、采用催化燃燒需消耗大量的燃料時，可先采用吸附手段將有機(jī)廢氣吸附于吸附劑上并進(jìn)行濃縮，然后通過熱空氣吹掃，使有機(jī)廢氣脫附成為高濃度有機(jī)廢氣（可濃縮10倍以上）后再進(jìn)行催化燃燒。不需要補(bǔ)充熱源就可以維持正常運行，其工藝流程見圖3。對有機(jī)廢氣催化燃燒工藝的選擇主要取決于：1、燃燒過程的放熱量，即廢氣中可燃物的種類和濃度；2、起燃溫度，即有機(jī)組分的性質(zhì)及催化劑活性；3、熱量回收率等。當(dāng)回收熱量超過預(yù)熱所需熱量時，可實現(xiàn)自身熱平衡運轉(zhuǎn)，無需外界補(bǔ)充熱源，這是最經(jīng)濟(jì)的。6、催化燃燒熱平衡催化燃燒是放熱反應(yīng),放熱量的大小取決于有機(jī)物的種類及其含量。如能依靠廢氣燃燒的反應(yīng)熱維持催

14、化燃燒過程持續(xù)進(jìn)行是最經(jīng)濟(jì)的操作方法。而能否以自熱維持體系的正常反應(yīng)則取決于燃燒過程的放熱量、催化劑的起燃溫度、熱量回收率、廢氣的初始溫度等條件。以含甲苯的廢氣凈化為例：設(shè)3種廢氣分別含甲苯8000mg/m3、4000mg/m3、2000mg/m3；催化劑相應(yīng)的起燃溫度分別為200、250、300；廢氣的初始溫度分別為30和150，熱交換器效率與需補(bǔ)充能量之間的關(guān)系見表2。從表2可以看出，廢氣的初始溫度越高，廢氣中有機(jī)物的濃度越高，實現(xiàn)自熱運轉(zhuǎn)的可能性越大。而工業(yè)有機(jī)廢氣中5000mg/m3左右的有機(jī)物殘留量是常見的，只要熱交換器的換熱效率能達(dá)到50%-60%就可利用熱交換器回收燃燒反應(yīng)熱來維

15、持催化燃燒的持續(xù)進(jìn)行。7、催化燃燒的應(yīng)用1、溶劑類污染物的凈化處理這類污染物量大面廣,主要是三苯(苯、甲苯和二甲苯) 、酮類、醇類及其他一些含氧衍生物等。詹建鋒采用吸附-催化燃燒法治理彩印廠三苯廢氣,治理前廢氣濃度為1320 mg/m3 ,治理后濃度小于50 mg/m3 ,達(dá)到福建省DB35/156-93要求。劉忠生等對主要含烴類污染物的石化污水處理場隔油池散發(fā)的廢氣進(jìn)行處理,采用蜂窩狀Pt、Pd、Ce多組分TC79-2H催化劑對進(jìn)口總烴體積分?jǐn)?shù)為10006000l/L 的廢氣進(jìn)行催化燃燒,凈化排氣總烴體積分?jǐn)?shù)小于100l/L,總烴去除率達(dá)到97%以上。2、含氮有機(jī)污染物的凈化含氮有機(jī)污染物(

16、如RNH2、RCONH2等)大都具有毒性和臭味,必須進(jìn)行處理?；鸺七M(jìn)劑(CH3)2NNH2是一種易溶于水和有機(jī)溶劑且具有強(qiáng)極性和弱堿性的有機(jī)化合物,也是一種劇毒物質(zhì)。采用催化燃燒法處理(CH3)2NNH2(含量1% ,壓力0.25MPa,氣量500 m3/h) ,當(dāng)催化燃燒溫度高于300時,(CH3)2NNH2廢氣去除率達(dá)99%以上,獲得了很好的處理效果。3、對含硫有機(jī)污染物的凈化制藥廠、農(nóng)藥廠和化纖廠等在生產(chǎn)中會排出CH3SH、CH3CH2SH、CS2 等有機(jī)硫污染物。對這類污染物進(jìn)行催化氧化時,其中的硫原子一般氧化成SO2或SO3,在催化劑表面上易產(chǎn)生強(qiáng)吸附,造成催化劑中毒失活。而新開發(fā)

17、的RS-1型催化劑能使反應(yīng)過程生成的SO2和SO3幾乎100%地釋放出來,使催化劑活性保持穩(wěn)定。8、催化燃燒新技術(shù)隨著工業(yè)生成地迅猛發(fā)展，有機(jī)廢氣的種類也日益繁多，因此，人們也在不斷的研究開發(fā)催化燃燒的一些新技術(shù)、新工藝，以提高有機(jī)廢氣的處理效果。表2對一些催化燃燒的新技術(shù)進(jìn)行了簡單介紹。9、工程案例：催化燃燒法在污水處理場的應(yīng)用1、簡介中國石油化工股份有限公司九江分公司煉油污水處理場的處理工藝為平流隔油池、斜板隔油池、一級浮選、均質(zhì)罐、二級浮選、一級生化、二級生化、沉降池、三級生化(A /O系統(tǒng)), 實際處理能力1000 t /h。污水處理場處理污水過程中，由于污水中揮發(fā)性有機(jī)物濃度較高,

18、并且污水不斷攪拌, 從而逸散出大量揮發(fā)性有機(jī)氣體。這種揮發(fā)性有機(jī)氣體的主要成分是甲烷、苯、甲苯、二甲苯、環(huán)己烷等低分子量的烴類, 以及一些低分子量的含硫化合物,如硫化氫、甲硫醇、二甲二硫等?？傔M(jìn)口、隔油池、浮選產(chǎn)生含有機(jī)廢氣約1 000 3 000m3 /h,其中總烴濃度約500 2 500 mg /m3 (有時大于2 500 mg /m3 ) , 總硫( 包括有機(jī)硫化物和硫化氫) 約為0 30 mg /m3 (有時大于30 mg /m3) ;散發(fā)到大氣中的這些污染物超過一定濃度, 將超過國家大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn) ( GB16297-1996)、惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn) ( GB14554-93)

19、和工業(yè)企業(yè)衛(wèi)生設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)( TJ36-79) 中的車間衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。如果我們長期活動在被這些物質(zhì)污染的環(huán)境中, 可能引發(fā)呼吸系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)等疾病; 在污染嚴(yán)重時, 還會使人產(chǎn)生頭暈、惡心、嘔吐等急性中毒癥狀, 甚至?xí)l(fā)生死亡事件。因此, 必須對該廢氣進(jìn)行處理。九江分公司于2007年投資建成的污水處理場有機(jī)氣體處理裝置, 采用撫順石油化工研究院研制開發(fā)的“脫硫及總烴濃度均化-催化燃燒”聯(lián)合處理工藝,處理廢氣3 000 Nm3 /h; 此次裝置處理廢氣為平流隔油池、斜板隔油池、總進(jìn)口的揮發(fā)的混合氣體。于2008年5月6日起進(jìn)行了試運行, 運行一年后又于2009年8月10日 12日進(jìn)行了標(biāo)定,

20、從試運行的運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)及標(biāo)定的數(shù)據(jù)來看, 裝置運行穩(wěn)定,處理后氣體總烴達(dá)到大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB16297-1996) 120mg /m3的國家排放標(biāo)準(zhǔn)。2、處理裝置主要設(shè)計參數(shù)( 1) 處理工藝廢氣量: 3 000 Nm3 /h。( 2) 處理后的廢氣達(dá)到國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。( 3) 催化燃燒反應(yīng)器入口氣體溫度240 300，空速10 000 40 000 h-1。3、廢氣處理工藝流程本裝置屬于工業(yè)裝置, 其任務(wù)是采用強(qiáng)化預(yù)脫硫及總烴濃度均化-催化燃燒聯(lián)合工藝處理九江分公司煉油污水處理場集水井、事故隔油池、波紋斜板隔油池、壓力溶氣浮選池等散發(fā)的惡臭氣體, 使污水處理場及其周圍的環(huán)境污染明顯

21、改善, 處理后的廢氣排放符合國家排放標(biāo)準(zhǔn)。本裝置以催化燃燒反應(yīng)器為核心設(shè)備處理污水處理場集水井、事故隔油池、波紋斜板隔油池、壓力溶氣浮選池等散發(fā)的惡臭氣體, 同時,為了保護(hù)催化燃燒催化劑, 以及安全、穩(wěn)定運行, 配備了強(qiáng)化預(yù)脫硫及總烴濃度均化罐等必要的附屬設(shè)備。廢氣首先由引風(fēng)機(jī)從封閉好的集水井、事故隔油池、波紋斜板隔油池、壓力溶氣浮選池等引出, 經(jīng)過輸送管路進(jìn)入強(qiáng)化預(yù)脫硫洗滌塔, 再進(jìn)入阻火器及總烴濃度均化罐。在頂脫硫及總烴濃度均化劑的作用下, 廢氣中的H2S 和有機(jī)硫被脫除, 同時完成廢氣總烴濃度的均化。然后廢氣經(jīng)過引風(fēng)機(jī)、過濾器、阻火器進(jìn)入加熱- 換熱反應(yīng)單元, 廢氣中的有機(jī)物在適宜的溫度

22、和催化燃燒催化劑作用下, 與氧氣發(fā)生氧化反應(yīng), 生成H2O和CO2, 并釋放出大量的反應(yīng)熱。處理后的氣體攜帶大量的熱量, 通過換熱器進(jìn)行熱能交換, 對原料氣進(jìn)行加熱, 處理后的達(dá)標(biāo)廢氣通過排氣筒排放到大氣中。洗滌塔作為強(qiáng)化預(yù)脫硫措施, 可以減輕脫硫及總烴濃度均化罐的負(fù)荷, 降低裝置的操作費用, 延長脫硫及總烴濃度均化劑和催化燃燒催化劑的使用壽命, 確保裝置長期穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。廢氣進(jìn)入洗滌塔后, 其中的大部分硫化物被洗滌吸收。洗滌吸收液采用工業(yè)水加NaOH 配制成5 8% 的稀堿液, 或直接用液堿。吸收液經(jīng)過塔上部的分散器分散后, 沿填料流下潤濕填料表面;廢氣自塔底向上通過填料縫隙中的自由空間與吸收液

23、作逆向流動, 在填料塔中廢氣與吸收液充分接觸, 廢氣中的含硫污染物被吸收, 從而使廢氣的含硫量大大降低。如果廢氣中的硫化物濃度不是太高, 即廢氣中(微庫侖法) 硫化物濃度為0 50mg /m3 時, 可以不開預(yù)脫硫裝置; 如果廢氣中硫化物濃度超過50mg /m3 時, 則需要開啟強(qiáng)化預(yù)脫硫裝置, 以保證催化燃燒裝置的長期穩(wěn)定運行。在其洗滌塔內(nèi)上部安裝除霧絲網(wǎng), 用來脫除廢氣中攜帶的水霧。阻火器用來防止在意外情況下, 下游管道中的火焰回流到隔油池、浮選池等。一次風(fēng)機(jī)為氣體送入脫硫及總烴濃度均化罐提供動力; 二次風(fēng)機(jī)給反應(yīng)器提供動力。脫硫及總烴濃度均化罐內(nèi)裝填脫硫及總烴濃度均化劑, 通過化學(xué)吸附、

24、氧化轉(zhuǎn)化等途徑脫除硫化氫和有機(jī)硫化物, 防止催化燃燒催化劑急性中毒; 同時通過吸附- 解吸作用, 降低廢氣中總烴濃度的波動幅度, 使總烴濃度維持在較穩(wěn)定的水平, 保持催化燃燒反應(yīng)器的穩(wěn)定操作。加熱- 換熱- 反應(yīng)單元是集加熱、換熱、催化燃燒反應(yīng)于一體的整體裝置, 是本裝置的主體設(shè)備。廢氣經(jīng)換熱(或加熱) 后, 進(jìn)入催化燃燒反應(yīng)器。反應(yīng)器內(nèi)裝填催化燃燒催化劑。在反應(yīng)器入口氣體溫度250 300, 空速10 000 40 000h- 1的條件下, 將廢氣中的有機(jī)物氧化為CO2 和H2O, 并釋放出大量的反應(yīng)熱。處理后的氣體攜帶大量的熱量, 通過換熱單元將熱量傳給處理前的廢氣, 使廢氣加熱; 處理后

25、的氣體經(jīng)充分回收熱量后, 經(jīng)煙囪排放到大氣中。一般情況下, 廢氣燃燒放出的熱量可維持系統(tǒng)的平穩(wěn)運行, 不需要提供外部能源。在正常條件下,加熱器關(guān)閉或低負(fù)荷運行。只有在啟動或當(dāng)廢氣中有機(jī)物濃度較低時, 需要啟動加熱器補(bǔ)充熱量。廢氣經(jīng)過處理后, 排放氣體中各項指標(biāo)應(yīng)符合國家排放標(biāo)準(zhǔn), 達(dá)標(biāo)排放。工藝流程見附圖4 裝置處理效果2008年5月6日至5月13日對廢氣處理裝置進(jìn)行了半個月的試運轉(zhuǎn), 并于2009 年8月10日 12日進(jìn)行了標(biāo)定; 從試運轉(zhuǎn)和標(biāo)定期間考察項目包括裝置耗電量、裝置處理規(guī)模和處理效果。裝置耗電量通過裝置加熱器和風(fēng)機(jī)的輸出功率來估算; 裝置處理規(guī)模由現(xiàn)場流量計標(biāo)定; 處理效果通過催

26、化燃燒反應(yīng)器進(jìn)、出口廢氣的非甲烷總烴濃度等來考察。在裝置的正式運轉(zhuǎn)過程中, 稀釋空氣閥門關(guān)閉, 所有廢氣全部經(jīng)催化燃燒裝置處理。正式運轉(zhuǎn)過程中裝置運轉(zhuǎn)平穩(wěn), 催化燃燒反應(yīng)器進(jìn)口溫度在240 300, 流量為1 700-3 000 Nm3 /h。4.1催化燃燒反應(yīng)器的處理效果催化燃燒反應(yīng)器作為本裝置的核心設(shè)備, 它是考察的重點。在試運轉(zhuǎn)和標(biāo)定過程中, 催化燃燒反應(yīng)器進(jìn)、出口分別共采樣6 次。分析項目包括反應(yīng)器進(jìn)、出口總烴、苯、甲苯、二甲苯等。試運行期間催化燃燒反應(yīng)器進(jìn)、出口廢氣的分析結(jié)果列于表1、表2中; 標(biāo)定期間催化燃燒反應(yīng)器進(jìn)、出口廢氣的分析結(jié)果列于表3、表4中。大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)( G

27、B16297-1996) 規(guī)定: 苯12mg /m3; 甲苯: 40mg /m3, 二甲苯: 70mg /m3。表1表4數(shù)據(jù)表明, 在反應(yīng)器入口溫度240 300的條件下, 廢氣經(jīng)過催化燃燒裝置處理, 凈化氣體中的苯、甲苯、二甲苯等污染物均未檢出,總烴濃度均低于120mg /m3, 即非甲烷總烴濃度也低于120mg /m3, 符合我國大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB16297-1996) 規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。5 結(jié) 論（1）本催化燃燒處理裝置可以治理煉油污水場產(chǎn)生的揮發(fā)性有機(jī)氣體, 催化燃燒反應(yīng)器出口氣體的總烴(非甲烷總烴) 濃度均在120 mg /m3以下, 苯、甲苯、二甲苯濃度未檢出, 無機(jī)和有機(jī)硫化物濃度未檢出, 均符合國家排放標(biāo)準(zhǔn)。（2）催化燃燒反應(yīng)器對苯系物也具有很好的處理效果。（3）在正常操作條件下, 裝置的能耗主要是風(fēng)機(jī)用電和電加熱器耗電, 總電耗42.5 KW左右。（4）通過實驗表明, 使用催化燃燒法處理煉油污水場產(chǎn)生的揮發(fā)性有機(jī)氣體是可行的, 不產(chǎn)生二次污染。參考文獻(xiàn)1. Eric M, Cordi J L, Falconer Oxidation of volatile organic compounds on a Ag/Al2O3 catalystJ. Applied Catalyst A: General, 1997,151:1791912.