永绿环保催化燃烧装置
挥发性**物 (Volatile Organic Compounds,简称VOCs)是石油化工、制药、印刷、喷漆、制鞋等行业排放废气中的主要污染物。该类**物大多具有毒性并伴有恶臭 , 部分还可以致癌 , 且多数 VOCs 对臭氧层有破坏作用。传统的**废气净化方法有吸附法、冷凝法和直接燃烧法等 , 但它们有易产生二次污染、能耗大、易受**废气浓度和温度限制的缺点。而新兴的催化燃烧装置已由实验阶段走向工程实践。
催化燃烧装置简介/催化燃烧装置
挥发性**物 (Volatile Organic Compounds,简称VOCs)是石油化工、制药、印刷、喷漆、制鞋等行业排放废气中的主要污染物。该类**物大多具有毒性并伴有恶臭 , 部分还可以致癌 , 且多数 VOCs 对臭氧层有破坏作用。传统的**废气净化方法有吸附法、冷凝法和直接燃烧法等 , 但它们有易产生二次污染、能耗大、易受**废气浓度和温度限制的缺点。而新兴的催化燃烧装置已由实验阶段走向工程实践。
基本原理/催化燃烧装置
催化燃烧是典型的气-固相催化反应,其实质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于催化剂表面,以提高反应速率。借助催化剂可使**废气在较低的起燃温度条件下发生无焰燃烧,并氧化分解为CO2和H2O,同时放出大量热。
一、催化燃烧处理塔概述
永绿环保催化燃烧处理广泛用于石油、化工、橡胶、涂装、印刷等行业车间里挥发出的有害**废气净化处理中,苯类,醇类,醚类等**废气均能净化。该装置系统设计完整,附属设备配套齐全,净化效率高,自动化程度高。它能有效地净化车间环境、消除污染、改善劳动操作条件,确保工人身体健康,并能解决二次污染。较适用于低浓度(50~1000ppm)且回收经济价值不大,不宜采用吸附回收处理的**废气,尤其对大风量的处理场合,均可获得满意的经济效益和社会效益。
二、产品优点:
1、设计原理先进,用材*特,性能稳定,结构简单,安全可靠,节能省力,**次污染。设备占地面积小,重量轻。
2、采用窝蜂陶瓷状为载体的贵金属催化剂,阻力小,活性高。当**蒸汽浓度达到2000ppm以上时,可维持自燃。
3、耗电量小,由于床层阻力小,用低压风机就可以工作,耗电少,噪音低。
4、吸附**物废气的活性炭层,用催化燃烧后的废气进行脱附再生,吸附后的气体再送催化燃烧室进行净化,不需外部能量,运行*,节能效果显著。
三、结构
催化燃烧系统含:热交换器,催化燃烧净化器(加热箱+催化反应室),缓冲箱
四、工作原理
该工艺主要采用高效催化剂,废气在催化剂作用下发生氧化反应,生成无毒无味的二氧化碳(CO2)和水(H2O);
其*特的高效换热系统保证了余热的有效回收,当废气浓度达到一定程度时,换热系统能使**废气加热到催化氧化反应的起始温度,*电加热,通过自身热量平衡处理**废气。
该装置是将浓缩的**废气引入主要设备。**废气经内装加热装置从活性炭层中将**物分离后,通过催化剂的作用分解成水和二氧化碳,同时释放能量,由热交换装置置换能量,用于维护设备自燃的能源。
当催化床温度达到250~300℃时,催化燃烧床开始反应,利用废气燃烧产生的热空气循环使用,此时电加热停止,不需要外加热,单床脱附,脱附时间为2~3小时,设定时间活性炭吸附箱定时自动切换脱附,内部装填的陶瓷蜂窝体贵金属催化剂使用寿命为8000小时。整个脱附系统采用多点温度控制,保证脱附效果的稳定。
催化剂的活性物质
一般都涂在载体上,所以它的形状也依载体而异。载体有γ-Al2O3制成的球体、圆柱体和各种异形体,有用表面覆盖活性氧化铝薄膜的多孔陶瓷蜂窝体,也有用耐热合金丝制成的膨体球和金属波纹板等。载体可减少催化剂的用量,起支撑作用。它应具有比表面积大、耐高温、机械强度大和流体阻力小等特性。
反应程度编辑
不同的碳氢化合物通过催化剂时反应的难易程度也不相同。难度大小一般按下列顺序排列:侧链>直链;炔烃>烯烃>烷烃;Cn>…>C3>C2>C1;脂肪族>脂环族>芳香族。
相同的碳氢化合物通过不同的催化剂时反应的难易程度也有差别。难度大小一般按下列顺序排列:
甲烷:Pd>Pt>Co3O4>PdO>Cr2O3>Mn2O3>CuO>CeO2>Fe2O3>V2O5>NiO>MoO3>TiO2
乙烯:Pd>Pt>Co3O4>Cr2O3>Ag2O>Mn2O3>CuO>NiO>V2O5>CdO>Fe2O3>MoO3>WO>TiO>ZnO
丙烷:Pt>Pd>Ag2O>Co3O4>CuO>MnO2>Cr2O3>CdO>V2O5>Fe2O3>NiO>>CeO2>Al2O3>ThO2
异戊二烯:Pd>Pt>>MnO2>Co3O4>Cr2O3>CeO2>NiO>Fe2O3
处理不同的工业**废气应当根据上述排列顺序选择适当的催化剂。
优点编辑
①可以降低**废气的起始燃烧温度。例如甲醇、甲醛在以氧化铝为载体的Pt催化剂(Pt/Al2O3)的作用下,室温下就开始燃烧,而直接燃烧法起始燃烧点通常为300~600℃。②燃烧不受碳氢化合物浓度的限制。③基本上不会造成二次污染。④设备较简单,投资少,见效快。
催化燃烧法存在的主要问题是催化剂易中毒和不耐高温。易使催化剂中毒的物质有焦油、油烟、粉尘、铅化合物和硫、磷、卤族元素的化合物等。为了保持催化剂的活性,一般都采用前处理的办法,预先除掉有毒物质。近几年来,含稀土元素的钙钛矿结构的复合氧化物催化剂的研制在提高耐高温性能等方面有所进展。中国研制的稀土元素催化剂已用于**废气的治理。
催化燃烧装置的催化剂也是一种比较重要的部分
材料和载体
催化剂是一种能改变化学反应速度,而在反应前后其本身的化学性质没有改变的物质。催化剂通常是由催化活性材料和催化载体构成。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。催化载体分为金属载体、陶瓷载体和炭纤维载体。金属载体一般是以镍或镍铬合金为载体做成的带、片、丸、丝等形状,通过 “电镀”或 “化学镀”(即溶液浸渍)将铂、钯镀在这些载体上,并制成便于装配、拆卸的模屉。以陶瓷为载体的催化剂,一般是以硅—铝氧化物为载体,其结构有片粒状和蜂窝状两种。一般在陶瓷结构上涂敷一层仅0.13mm厚的α-氧化铝薄层,把活性的铂、钯等金属催化剂以微晶状态沉积或分散在多孔的氧化铝薄层中,并制成便于装配、拆卸的模屉。炭纤维载体可制作成线状、毡状、网状等形状,在载体上涂敷催化活性材料,制成便于装配、拆卸的模屉。 [1]
性能要求
催化剂是催化燃烧法的核心,一种好的催化剂必须具备催化活性高、热稳定性好、强度高、寿命长等特性。
1、活性高。催化剂的活性好坏直接影响催化燃烧的化学转化率。而转化率不仅与催化活性材料自身的活性有关,而且与催化载体的物理形状有着直接关系。所以,在选择适应的催化活性材料的同时,还必须考虑催化载体的物理形状,保证催化剂有较高的活性,达到催化燃烧净化的目的。
2、热稳定性好。由于废气的温度随时变化,如果催化剂不能适应一定范围内的温度变化,催化剂的性能就会下降,净化效率就会降低。因此,催化剂必须具备适应一定范围内的温度变化。
3、强度高。在催化燃烧过程中,催化剂往往会因高温、振动和气流等因素的作用,使催化剂产生破裂和磨损,破裂和磨损会造成催化剂的活性降低,增加催化剂床层的压降,影响净化效果。
4、寿命长。催化活性材料大都比较昂贵,所以,设计时选用催化剂时应尽量使用寿命较长的催化剂。
催化燃烧应用编辑
催化燃烧适用于含有可燃气体、蒸气等有毒有害气体的净化,但对于含有大量尘粒、雾滴等有毒有害气体,*引起催化床层的堵塞,使催化活性下降,从而降低净化效率。催化燃烧净化方法,几乎适用于所有排放烃类或有臭味化合物的工业生产过程。