1 改進VOCs催化燃燒裝備的原(yuán)因
揮發性有機物(Volatile Organic Compounds, 簡稱(chēng)VOCs),是大(dà)氣汙(wū)染控製的重要對象,近幾年針對VOCs排放出台多項(xiàng)環保標準。國內工業VOCs淨化行業目前處於漸熱(rè)狀態,在有機揮發(fā)性廢氣催(cuī)化燃燒裝備中,多數環保企業采用蓄(xù)熱式催化燃燒(shāo)裝置,該技術方法采取兩室、三(sān)室及以上的蓄熱催化燃燒器,使VOCs 氣(qì)體發生催化氧化反應(yīng),產生的熱量(liàng)存儲於蓄(xù)熱載體中,通過頻繁切換閥體(切變氣體流動管路),達(dá)到冷(lěng)、熱流體熱量交換的目的。
蓄熱式催化燃燒裝備可以實現自給供(gòng)熱,具有比較好的應用效果。然而,裝備本身存在著運行操作不能完全連(lián)續化、設備製造成本較高、裝備使用時占用(yòng)體積較大、安裝調(diào)試(shì)中對電氣控製(zhì)要求較高等缺點,對(duì)此,需要(yào)設(shè)計(jì)一種操作簡單、可實現連續化運作、低成本(běn)的一體化VOCs廢氣淨化裝備。
2 改(gǎi)進後的(de)VOCs連續催化燃燒裝備
本公司結合生產、施工的相關經驗,對過程裝備進行改進,改進後的結構中包括以下幾個部分:①有機廢氣進口管、出口管;②廢氣進口濃度檢測控製器、催化劑床(chuáng)層進口溫度檢測控製器;③廢氣換熱器、電加熱棒、處理器上蓋板、氣流隔板;④催化劑床層、催化劑支撐板。
改進(jìn)後的催化燃燒器可以進行連續化操作,有機廢氣進(冷(lěng)氣)和出口(熱氣(qì))均經過廢(fèi)氣換熱器的(de)進出端,冷側流體與熱側流體在(zài)換熱器中進行連續熱交換,利用(yòng)熱量傳遞性質,熱流體的熱量經過壁傳熱、對流傳熱過程傳遞至冷流體中;廢氣換熱器的冷側出口(kǒu)氣,經過電加熱棒區域,對含VOCs廢氣進行加熱升溫;經加熱的廢(fèi)氣順著壓力梯度會越過(guò)氣流隔板進入催化劑床層,廢(fèi)氣在VOCs催化劑表麵發生催化氧化作用,可以實現在較低(dī)溫度下廢(fèi)氣催化燃燒(shāo),放出氧化反應(yīng)熱。氣流順(shùn)著催(cuī)化劑宏觀孔道(dào)流動,經(jīng)支撐板後進入廢氣換熱器,與(yǔ)冷流體間接接觸(chù)換熱,從廢氣換熱器的熱側出口流出(chū),繼(jì)而完成排放。
工業催化燃燒(shāo)廢(fèi)氣淨化環保設備主要由阻火器、熱交換器、催化反應床(chuáng)、風機(jī)這幾個主要部件組(zǔ)成,與直接燃燒相比(bǐ),催化燃燒溫(wēn)度較低,燃燒比較完全。催化(huà)燃燒所用的催化劑為(wéi)具有大比表麵的(de)貴金屬和金屬氧化物。催(cuī)化燃燒(shāo)法是將有機(jī)汙染物的廢氣(qì)、在催化劑鉑、鈀(bǎ)等催化劑的作用下,可以在較低溫度下將廢(fèi)氣中的有機汙染物(wù)氧化成二氧化碳和水。
有機廢(fèi)氣經幹式過濾器去除部分粉塵、顆(kē)粒物,然後將(jiāng)符合吸附條件的(de)有機廢(fèi)氣送入活(huó)性(xìng)炭吸附箱進行吸附淨化,淨化後的潔淨氣(qì)體(tǐ)由主排(pái)風機排入(rù)大(dà)氣中。吸附裝置配有備用吸附箱1套,當活性炭(tàn)吸附飽和後通過控製閥門(mén)切(qiē)換至催化燃燒(shāo)脫附狀態;脫附再生係統(tǒng)采用(yòng)在線脫附再(zài)生,即吸附過程為連續式處理工藝,在備用吸(xī)附裝(zhuāng)置投入使用同時,飽和吸附箱則進行脫附(fù)工作,脫附後(hòu)活性炭箱預備至下次循環使用。
催化燃燒反應原理是有機廢氣在較低溫度(dù)下在催(cuī)化劑(jì)的作用下被(bèi)完全氧化(huà)和(hé)分解,達(dá)到淨化氣體的目的。催化燃燒(shāo)是(shì)典型的氣固相催化反應,其原理是活性氧參與深度氧化作用(yòng)。在催化燃燒過程中,催化劑的作(zuò)用是(shì)降低反應的活化能,同(tóng)時使反應物分子富集在催化劑表麵上以提(tí)高反應速率(lǜ)。借助於催化劑,有機廢氣可以在較低的起燃溫度下無焰燃燒並(bìng)且在釋放大量熱量,同(tóng)時氧化分解成CO2和H2O。
揮發性有機物(Volatile Organic Compounds, 簡稱(chēng)VOCs),是大(dà)氣汙(wū)染控製的重要對象,近幾年針對VOCs排放出台多項(xiàng)環保標準。國內工業VOCs淨化行業目前處於漸熱(rè)狀態,在有機揮發(fā)性廢氣催(cuī)化燃燒裝備中,多數環保企業采用蓄(xù)熱式催化燃燒(shāo)裝置,該技術方法采取兩室、三(sān)室及以上的蓄熱催化燃燒器,使VOCs 氣(qì)體發生催化氧化反應(yīng),產生的熱量(liàng)存儲於蓄(xù)熱載體中,通過頻繁切換閥體(切變氣體流動管路),達(dá)到冷(lěng)、熱流體熱量交換的目的。
蓄熱式催化燃燒裝備可以實現自給供(gòng)熱,具有比較好的應用效果。然而,裝備本身存在著運行操作不能完全連(lián)續化、設備製造成本較高、裝備使用時占用(yòng)體積較大、安裝調(diào)試(shì)中對電氣控製(zhì)要求較高等缺點,對(duì)此,需要(yào)設(shè)計(jì)一種操作簡單、可實現連續化運作、低成本(běn)的一體化VOCs廢氣淨化裝備。
2 改(gǎi)進後的(de)VOCs連續催化燃燒裝備
本公司結合生產、施工的相關經驗,對過程裝備進行改進,改進後的結構中包括以下幾個部分:①有機廢氣進口管、出口管;②廢氣進口濃度檢測控製器、催化劑床(chuáng)層進口溫度檢測控製器;③廢氣換熱器、電加熱棒、處理器上蓋板、氣流隔板;④催化劑床層、催化劑支撐板。
改進(jìn)後的催化燃燒器可以進行連續化操作,有機廢氣進(冷(lěng)氣)和出口(熱氣(qì))均經過廢(fèi)氣換熱器的(de)進出端,冷側流體與熱側流體在(zài)換熱器中進行連續熱交換,利用(yòng)熱量傳遞性質,熱流體的熱量經過壁傳熱、對流傳熱過程傳遞至冷流體中;廢氣換熱器的冷側出口(kǒu)氣,經過電加熱棒區域,對含VOCs廢氣進行加熱升溫;經加熱的廢(fèi)氣順著壓力梯度會越過(guò)氣流隔板進入催化劑床層,廢(fèi)氣在VOCs催化劑表麵發生催化氧化作用,可以實現在較低(dī)溫度下廢(fèi)氣催化燃燒(shāo),放出氧化反應(yīng)熱。氣流順(shùn)著催(cuī)化劑宏觀孔道(dào)流動,經(jīng)支撐板後進入廢氣換熱器,與(yǔ)冷流體間接接觸(chù)換熱,從廢氣換熱器的熱側出口流出(chū),繼(jì)而完成排放。
工業催化燃燒(shāo)廢(fèi)氣淨化環保設備主要由阻火器、熱交換器、催化反應床(chuáng)、風機(jī)這幾個主要部件組(zǔ)成,與直接燃燒相比(bǐ),催化燃燒溫(wēn)度較低,燃燒比較完全。催化(huà)燃燒所用的催化劑為(wéi)具有大比表麵的(de)貴金屬和金屬氧化物。催(cuī)化燃燒(shāo)法是將有機(jī)汙染物的廢氣(qì)、在催化劑鉑、鈀(bǎ)等催化劑的作用下,可以在較低溫度下將廢(fèi)氣中的有機汙染物(wù)氧化成二氧化碳和水。
有機廢(fèi)氣經幹式過濾器去除部分粉塵、顆(kē)粒物,然後將(jiāng)符合吸附條件的(de)有機廢(fèi)氣送入活(huó)性(xìng)炭吸附箱進行吸附淨化,淨化後的潔淨氣(qì)體(tǐ)由主排(pái)風機排入(rù)大(dà)氣中。吸附裝置配有備用吸附箱1套,當活性炭(tàn)吸附飽和後通過控製閥門(mén)切(qiē)換至催化燃燒(shāo)脫附狀態;脫附再生係統(tǒng)采用(yòng)在線脫附再(zài)生,即吸附過程為連續式處理工藝,在備用吸(xī)附裝(zhuāng)置投入使用同時,飽和吸附箱則進行脫附(fù)工作,脫附後(hòu)活性炭箱預備至下次循環使用。
催化燃燒反應原理是有機廢氣在較低溫度(dù)下在催(cuī)化劑(jì)的作用下被(bèi)完全氧化(huà)和(hé)分解,達(dá)到淨化氣體的目的。催化燃燒(shāo)是(shì)典型的氣固相催化反應,其原理是活性氧參與深度氧化作用(yòng)。在催化燃燒過程中,催化劑的作(zuò)用是(shì)降低反應的活化能,同(tóng)時使反應物分子富集在催化劑表麵上以提(tí)高反應速率(lǜ)。借助於催化劑,有機廢氣可以在較低的起燃溫度下無焰燃燒並(bìng)且在釋放大量熱量,同(tóng)時氧化分解成CO2和H2O。
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