催化燃燒（RCO）處理工業(yè)廢氣關(guān)鍵技術(shù)研究

1、催化燃燒（RCO）處理工業(yè)廢氣關(guān)鍵技術(shù)研究催化燃燒RCO處理工業(yè)廢氣關(guān)鍵技術(shù)討論 摘 要：催化燃燒RCO利用化學(xué)催化劑，使有機廢氣在較低的起燃溫度發(fā)生無氧燃燒，具有適用范圍廣、效率高、經(jīng)濟性好等優(yōu)點，在設(shè)計過程中，要依據(jù)廢氣類型和具體工況，合理選用高效吸附劑和催化劑，對于吸附脫附裝置和催化爐的設(shè)計，接受性能和經(jīng)濟型匹配的原則，改良優(yōu)化催化氧化爐裝置和自動化操縱，有效降低能耗，提升催化氧化爐的可靠性和安全性。 關(guān)鍵詞：催化燃燒RCO;催化劑;催化燃燒爐蓄熱式催化燃燒法，英文全稱為“Regenerative Catalytic Oxidation Oxidition，通常簡稱催化燃燒或 RCO。蓄

2、熱式催化燃燒法對VOCS分子的吸附，脫附后提高了反應(yīng)物的濃度，利用化學(xué)催化劑，使有機廢氣在較低的起燃溫度250-300狀況下，有機廢氣發(fā)生無氧燃燒，分解成CO2和H2O，同時可以釋放出大量熱量，因此反應(yīng)過程中能耗較小，一般狀況下到達起燃溫度后無再需外界供熱，在催化劑的作用下，催化氧化階段降低反應(yīng)的活化能，提高了反應(yīng)的速率。一、催化燃燒的特點一適用范圍廣催化燃燒幾乎可以處理全部的有機廢氣及惡臭氣體，包括苯類、酚類、醛類、酮類、酯類、醇類、醚類、和烴類等。它適用于處理各種中低濃度的廢氣成分。特殊是對石油化工、噴涂涂料、絕緣材料、食品加工等行業(yè)排放的低濃度、多成分，又沒有回收價值的廢氣，接受吸附-催

3、化燃燒法的處理效果會更好。二效率高接受催化燃燒法RCO處理有機廢氣，廢氣的凈化率一般都在95%以上，最終反應(yīng)產(chǎn)物大部分為CO2和H2O，因此處理過程無二次污染形成的問題。由于反應(yīng)溫度低，也能大大削減了NOX的生成。三經(jīng)濟性好催化燃燒法相對于常用的吸附法、光催化氧化、低溫等離子等處理低濃度有機廢氣的處理方法，前期投資本錢會略微有所提高，當(dāng)然主要還是取決于催化劑性能和效率以及廢氣處理中的有機物濃度，也與熱量回收效率、經(jīng)營治理和操作工藝等有關(guān)。相反，可以利用催化燃燒的反應(yīng)熱能，依據(jù)需要配置余熱，充分利用廢氣燃燒的熱能分解有機廢氣，有效降低了有機廢氣處理運行本錢。此外，RCO催化氧化處理技術(shù)還具有高空

4、速30000h-1、低溫催化、高效換熱、良好的經(jīng)濟性和安全性等特點，設(shè)備的可靠性高，配有阻火除塵系統(tǒng)、防爆泄壓系統(tǒng)、超溫報警系統(tǒng)及全自動操縱系統(tǒng)，維護本錢低，整體設(shè)備的占地面積相對較小。二、關(guān)鍵技術(shù)分析催化燃燒作為中低濃度大風(fēng)量有機廢氣的處理方法，要依據(jù)實際狀況，對于不同類型的廢氣組份接受不同的催化劑配比，這是利用催化燃燒技術(shù)徹底解決污染物分子分解的關(guān)鍵。依據(jù)性能和經(jīng)濟型匹配的原則，為市場提供合理的高效吸附劑，改良優(yōu)化催化氧化爐裝置和自動化操縱，有效降低能耗和提升催化氧化爐的可靠性和安全性。一催化劑選型和配制確定RCO系統(tǒng)性能是否優(yōu)良的關(guān)鍵是催化劑，一般接受金屬載體和陶瓷載體催化劑，貴金屬或過

5、渡金屬催化劑通常負載在鞍狀或是蜂窩狀陶瓷上，由于在250-350的低溫燃燒，既降低了燃料消耗，也降低了催化設(shè)備的造價。由于催化劑有肯定的使用限期，催化劑的活性可以分為誘導(dǎo)活化、穩(wěn)定、年老失活三個階段，使用壽命一般在2年以上。催化劑需要有較好的穩(wěn)定性，這直接關(guān)系到催化劑的使用效果和更換周期。催化劑的穩(wěn)定性取決于其耐高溫、抗中毒的能力，由于有機廢氣的催化燃燒環(huán)境差異很大，廢氣的濃度、流量、成分、濕度等往往不穩(wěn)定，因此，要求催化劑具有較寬的環(huán)境條件適應(yīng)性，催化燃燒空速較大，氣流對催化劑的沖擊力較強，床層溫度會升降頻繁，造成熱脹冷縮，催化劑載體需要有較好的機械強度，還需要有良好的抗熱脹冷縮性能。陶瓷材

6、料通常為硅-鋁氧化物，陶瓷載體結(jié)構(gòu)有顆粒狀及蜂窩狀兩大類，顆粒狀載體壓降大以及相互之間的外表摩擦，造成活性組分會磨耗損失。蜂窩載體具有較高的比外表積，壓力降也會比片狀顆粒和柱狀顆粒低，機械強度高而且耐磨、耐熱沖刷。金屬載體一般制成蓬松絲網(wǎng)或帶狀絲網(wǎng)，然后將催化劑活性組分沉積在金屬載體上，金屬載體催化劑導(dǎo)熱性能好、機械強度高。二吸附脫附裝置的設(shè)計催化燃燒法廢氣的吸附通常接受原位再生工藝，使用固定床吸附器。吸附劑可以循環(huán)進行再生，吸附器接受一主一備、一主多備或者多主一備的配置方式，吸附器的備用數(shù)量需要依據(jù)所設(shè)計的單個吸附器有效吸附時間和循環(huán)再生周期來確定。利用空氣、惰性氣體或煙氣的熱氣流脫附，濃縮

7、再生后的高濃度廢氣接受催化燃燒工藝進行分解凈化。熱氣流吹掃再生后產(chǎn)生的高濃度廢氣，分解凈化的同時可以回收熱量，利用燃燒后所產(chǎn)生的熱量，進行吸附劑的再生，可以有效降低本錢。在吸附和脫附再生過程中，吸附器內(nèi)的溫度在不斷地發(fā)生改變，對于較高濃度氣體的吸附，吸附放熱導(dǎo)致床層的溫升明顯。在吸附劑的再生過程中，使用熱氣流吹掃再生或者高溫水蒸氣置換再生時，要求對吸附器的溫度進行監(jiān)控。催化燃燒器的加熱室和反應(yīng)室內(nèi)部應(yīng)裝設(shè)具有自動報警功能的多點溫度檢測裝置。目前，普遍接受顆粒活性炭和顆粒分子篩作為吸附劑，用熱氣流吹掃方式再生，要求顆?；钚蕴康男阅軕?yīng)滿足相關(guān)吸附劑的標準要求，對于分子篩，目前也沒有產(chǎn)品的標準，依據(jù)

8、一些相關(guān)產(chǎn)品的分析，規(guī)定其BET比外表積應(yīng)不低于350m2/g，可以到達處理廢氣的要求。蜂窩活性炭在催化燃燒廢氣處理裝置中用的較多，主要是接受熱氣流吹掃再生，其比外表積不低于750m2/g，橫向強度不低于0.3MPa，縱向強度不低于0.8MPa，能夠滿足要求。三催化爐的設(shè)計催化燃燒是一種氣-固相催化反應(yīng)，實質(zhì)是有活性氧參加的深度催化氧化作用。催化燃燒室設(shè)計通常接受電加熱和自然氣燃燒加熱的方式，電加熱催化爐簡稱電爐，由外殼和內(nèi)膽組成，內(nèi)外膽之間裝有隔溫材料。內(nèi)膽包括預(yù)熱室和催化室，預(yù)熱室接受耐高溫電熱管加熱，起燃溫度250，屬于低溫?zé)o焰燃燒。催化室填充具有吸附作用的蜂窩陶瓷催化層，使反應(yīng)物富集于

9、催化劑外表，大大降低了反應(yīng)的活化能，有效提高了反應(yīng)速率和凈化效率，催化燃燒氧化凈化率高達97%以上。催化爐還要設(shè)備配有前置阻火除塵系統(tǒng)，頂部設(shè)有防爆泄壓系統(tǒng)，內(nèi)置熱電偶探頭和超溫報警系統(tǒng)及操作自控系統(tǒng)，系統(tǒng)能夠手自切換操縱，確保使用安全可靠。有機廢氣的濃度必需操縱在相應(yīng)有機物爆炸極限的25%以下，當(dāng)有機廢氣濃度有可能超過此值時，應(yīng)安裝野風(fēng)閥將其沖淡到安全值。因此在設(shè)計中應(yīng)接受靈敏可靠的溫度、濃度測定裝置，以隨時進行人工或自動調(diào)整。三、結(jié)語催化燃燒在設(shè)計過程中重點需要解決3個核心問題，包括催化燃燒技術(shù)的催化劑研制、試驗和應(yīng)用，高性能吸附劑的選型和經(jīng)濟效益分析，高效催化氧化爐裝置的設(shè)計與分析。通過調(diào)研、試驗和工程實例應(yīng)用，獲得催化燃燒技術(shù)處理工業(yè)廢氣的最正確組合流程，提高廢氣處理效率，成為催化燃燒應(yīng)用的改良性技術(shù)。吸附劑的選型和經(jīng)濟效益分析，需要從性能和經(jīng)濟