催化燃燒法處理噴漆有機(jī)廢氣的技術(shù)說明

 

以非甲烷總烴為例，通過單因素試驗探討了入口氣體濃度、催化溫度和空速對催化性能的影響，為催化燃燒處理有機(jī)廢氣的工藝設(shè)計和應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

 

隨著***家工業(yè)化的快速發(fā)展，近年來人們越來越重視***氣環(huán)境質(zhì)量，以揮發(fā)性有機(jī)污染物為代表的***氣環(huán)境污染日益嚴(yán)重。由于溶劑型涂料和溶劑型稀釋劑的使用，噴漆企業(yè)已經(jīng)成為揮發(fā)性有機(jī)廢氣的主要排放源。有機(jī)廢氣揮發(fā)性***，成分復(fù)雜，揮發(fā)性不同，難以去除。催化燃燒是處理揮發(fā)性有機(jī)化合物的熱破壞方法之一。它可以在遠(yuǎn)低于直接燃燒溫度的溫度下處理低濃度VOCs，具有凈化效率高、無二次污染、能耗低的***點。這是揮發(fā)性有機(jī)化合物商業(yè)應(yīng)用的***有效的處理方法之一。

 

1.催化燃燒過程原理

 

催化燃燒是一種典型的氣固催化反應(yīng)，在催化劑的作用下降低了反應(yīng)的活化能，使其在250 ~ 350℃的較低起燃溫度下無焰燃燒。有機(jī)物質(zhì)在固體催化劑表面氧化，同時產(chǎn)生CO2和H2O，釋放***量熱量。由于其氧化反應(yīng)溫度低，空氣中的N2被******抑制形成高溫的氮氧化物。此外，由于催化劑的選擇性催化作用，可以限制燃料中含氮化合物的氧化過程，使***多數(shù)含氮化合物形成分子氮。

 

2.催化燃燒工藝設(shè)計

 

本研究選用貴金屬鈀作為催化劑，陶瓷填料作為載體，并配備了一套催化燃燒裝置。本文主要研究了設(shè)計風(fēng)量2500m3/h、設(shè)計燃燒溫度250℃和不同催化劑用量對揮發(fā)性有機(jī)物去除效率的影響。

 

設(shè)計流程:

 

有機(jī)廢氣通過風(fēng)機(jī)進(jìn)入催化燃燒設(shè)備的旋轉(zhuǎn)四通閥，然后被陶瓷材料填充層(底層)預(yù)熱到催化氧化設(shè)定的溫度，此時部分污染物被氧化分解；廢氣通過加熱區(qū)繼續(xù)升溫，并保持在設(shè)定溫度；它進(jìn)入催化層完成催化氧化反應(yīng)，即反應(yīng)產(chǎn)生CO2和H2O，釋放***量熱量達(dá)到預(yù)期的處理效果。

 

3.1不同入口氣體濃度對催化性能的影響

 

以非甲烷總烴為研究對象，采用單因素試驗考察了入口空氣量為2500m3/h、空速為10000h-1、催化溫度為250℃時，非甲烷總烴入口濃度對催化性能的影響。實驗結(jié)果表明，非甲烷總烴的入口濃度對催化性能有很***影響。

 

非甲烷總烴的入口濃度對催化性能有一定的影響。當(dāng)非甲烷總烴入口濃度小于200毫克/升時，去除率不***于90%；當(dāng)入口氣體濃度上升到200mg/L以上時，其催化性能趨于穩(wěn)定，去除率超過96%。原因可能是當(dāng)進(jìn)氣濃度較低時，如果進(jìn)氣濃度過低，不添加助燃劑燃燒會不充分。只有進(jìn)氣濃度達(dá)到一定值，在設(shè)定的試驗條件下，催化燃燒反應(yīng)才會充分，進(jìn)程濃度會繼續(xù)增加，催化性能不會有太***變化。

 

3.2催化溫度對催化性能的影響

 

通過單因素試驗，研究了不同催化溫度對催化性能的影響。

 

非甲烷總烴的去除率隨著催化溫度的升高而增加，當(dāng)催化溫度低于220℃時，非甲烷總烴的去除率低于90%；當(dāng)溫度升至240℃ -350℃時，其催化性能達(dá)到***，非甲烷總烴去除率保持在98%左右；但350℃后，催化性能逐漸變?nèi)酢Ｒ虼?，在設(shè)定的試驗條件下，催化性能的***溫度參數(shù)為240℃ -350℃。

 

3.3空速對催化性能的影響

 

空速是催化燃燒過程設(shè)計中的一個重要參數(shù)。本節(jié)采用單因素試驗方法，在進(jìn)氣量為2500m3/h、催化溫度為250℃、進(jìn)氣濃度為210mg/L、空速設(shè)定在10000h-1 ~ 50000h-1的條件下，研究空速對催化性能的影響。

 

空速在10000h-1-25000h-1范圍內(nèi)，非甲烷總烴去除率下降不***。但當(dāng)空速超過25000h-1時，對催化性能的影響開始增***?？账贋?0000h-1時，非甲烷總烴的去除率僅為41.43%。主要原因是空速高，催化燃燒器中的部分有機(jī)廢氣在與催化劑充分接觸之前就被帶離反應(yīng)器，導(dǎo)致催化反應(yīng)不足，從而影響催化性能，導(dǎo)致去除率低。

 

4.結(jié)論

 

(1)非甲烷總烴入口濃度對催化性能有一定影響。當(dāng)入口濃度達(dá)到一定值時，其催化性能趨于穩(wěn)定，具有******的催化效果。

 

(2)催化溫度對催化效果影響較***，非甲烷總烴的去除率隨催化溫度的升高而變化。催化溫度過低或過高都不利于提高催化性能，***的催化性能體現(xiàn)在一定的溫度范圍內(nèi)。

 

(3)如果空速過高，催化燃燒器中的一些有機(jī)廢氣會在與催化劑充分接觸之前從反應(yīng)器中帶走，催化反應(yīng)不足，從而影響催化。