有機(jī)廢氣是石油化工、輕工、塑料、印刷、涂料等行業(yè)排放的常見污染物,有機(jī)廢氣中常含有烴類化合物(芳烴、烷烴、烯烴)、含氧有機(jī)化合物(醇、酮、有機(jī)酸等)、含氮、硫、鹵素及含磷有機(jī)化合物等。如對這些廢氣不加處理,直接排入大氣將會對環(huán)境造成嚴(yán)重污染,危害人體健康。傳統(tǒng)的有機(jī)廢氣凈化方法包括吸附法、冷凝法和直接燃燒法等,這些方法常有易產(chǎn)生二次污染、能耗大、易受有機(jī)廢氣濃度和溫度限制等缺點。而新興的催化燃燒技術(shù)已由實驗階段走向工程實踐,并逐漸應(yīng)用于石油化工、農(nóng)藥、印刷、涂料、電線加工等行業(yè)。
一、基本原理:
簡單來說,就是在催化劑的作用下,使有機(jī)廢氣中的碳?xì)浠衔镌跍囟容^低的條件下迅速氧化成水和二氧化碳,達(dá)到治理有機(jī)廢氣的目的。
二、技術(shù)優(yōu)勢:
1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,即它適用于濃度范圍廣、成分復(fù)雜的各種有機(jī)廢氣處理。對于有機(jī)化工、涂料、絕緣材料等行業(yè)排放的低濃度、多成分,又沒有回收價值的廢氣,采用吸附-催化燃燒法的處理效果更好。
2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),因此無二次污染問題。此外,由于溫度低,能大量減少NOX的生成。
3催化燃燒的經(jīng)濟(jì)性
影響催化燃燒法經(jīng)濟(jì)效益的主要因素有:催化劑性能和成本;廢氣處理中的有機(jī)物濃度;熱量回收效率;經(jīng)營管理和操作水平。催化燃燒雖然不能回收有用的產(chǎn)品,但可以回收利用催化燃燒的反應(yīng)熱,節(jié)省能源,降低處理成本,在經(jīng)濟(jì)上是合理可行的。
三、工藝流程
根據(jù)廢氣預(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流程形式。有機(jī)廢氣溫度在100℃以下,濃度也較低,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,燃燒凈化后氣體在熱交換器內(nèi)與未處理廢氣進(jìn)行熱交換,以回收部分熱量。該工藝通常采用煤氣或電加熱升溫至催化反應(yīng)所需的起燃溫度。
2 自身熱平衡式
當(dāng)有機(jī)廢氣排出時溫度較高(在300℃左右),高于起燃溫度,且有機(jī)物含量較高,熱交換器回收部分凈化氣體所產(chǎn)生的熱量,在正常操作下能夠維持熱平衡,無需補(bǔ)充熱量,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。
3 吸附-催化燃燒
當(dāng)有機(jī)廢氣的流量大、濃度低、溫度低,采用催化燃燒需耗大量燃料時,可先采用吸附手段將有機(jī)廢氣吸附于吸附劑上進(jìn)行濃縮,然后通過熱空氣吹掃,使有機(jī)廢氣脫附出來成為濃縮了的高濃度有機(jī)廢氣,再進(jìn)行催化燃燒。此時,不需要補(bǔ)充熱源,就可維持正常運行。
對于有機(jī)廢氣催化燃燒工藝的選擇主要取決于:燃燒過程的放熱量,即廢氣中可燃物的種類和濃度;起燃溫度,即有機(jī)組分的性質(zhì)及催化劑活性;熱回收率等。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。