VOCs 廢氣處理設(shè)備用催化燃燒裝置應(yīng)用分析與研究

VOCs 廢氣處理設(shè)備用催化燃燒裝置應(yīng)用分析與研究

揮發(fā)性有機化物（VOCs）是指沸點在50~260℃之間，室溫下飽和蒸汽壓超過 133.3 Pa的易揮發(fā)性有機結(jié)合化合物，包括苯、甲苯、二甲苯等常規(guī)烴類化合物，硫氨有機分子化合物等[1]。有機廢氣處理在工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的有機廢氣進(jìn)行吸附、過濾、凈化的處理工作。廢氣處理公司冷凝回收法：把有機廢氣直接導(dǎo)入冷凝器經(jīng)吸附、吸收、解板、分離，可回收有價值的有機物，該法適用于有機廢氣濃度高、溫度低、風(fēng)量小的工況，需要附屬冷凍設(shè)備，主要應(yīng)用于制藥、化工行業(yè)，印刷企業(yè)較少采用。廢氣處理設(shè)備有機廢氣一般都存在易燃易爆、有毒有害、不溶于水、溶于有機溶劑、處理難度大的特點。在有機廢氣處理時普遍采用的是有機廢氣活性炭吸附處理法、催化燃燒法、催化氧化法、酸堿中和法、等離子法等多種原理。有機工業(yè)廢氣容易與環(huán)境大氣中的氮氧化物進(jìn)行反應(yīng)可以生成 O3 并形成具有光化學(xué)煙霧，會對我們?nèi)梭w心理健康發(fā)展產(chǎn)生一些有害因素影響，因此 VOCs 廢氣的處理問題受到了世界各國的高度社會重視，發(fā)達(dá)地區(qū)國家經(jīng)濟近年我國陸續(xù)通過頒布了相關(guān)的法令以限制 VOCs 的排放。

2017年VOCs的排放量已超過3100 萬 t [2]，其來源主要有固定源與移動源2 種。移動源排放主要集中在汽車、輪船和飛機等以石油產(chǎn)品為燃料的交通工具的排放氣。固定源的種類很多，主要為石油化工工藝過程和儲存設(shè)備等的排出物及各種使用有機溶劑的場合，如噴漆、印刷、金屬除油和脫脂、黏合劑、制藥、塑料和橡膠加工等。全國各地對于 VOCs廢氣的排放有著嚴(yán)格的控制，陸續(xù)公布了A的VOCs 排放標(biāo)準(zhǔn)。常規(guī)處理 VOCs 廢氣采用前端回收技術(shù)或后端氧化分解2種方式，前者采用物理方法，在一定溫度與壓力下，通過冷凝、吸收劑、吸附劑或具有選擇性的膜對VOCs進(jìn)行分離；而氧化分解技術(shù)則是通過生化法，利用光、熱、催化劑或微生物對VOCs進(jìn)行氧化分解，并生成CO2與H2O。氧化分解VOCs的方法一般有直接燃燒法、蓄熱式燃燒法、催化燃燒法等。其中，催化燃燒法的原理是通過使加熱至一定溫度的 VOCs廢氣與裝置內(nèi)的貴金屬催化劑進(jìn)行接觸并發(fā)生催化氧化反應(yīng)，將有機物氧化生成無害的 CO2與H2O，達(dá)到除去VOCs目的的一種設(shè)備與工藝。

1 催化燃燒裝置介紹

催化燃燒控制裝置是一種可以通過進(jìn)行氧化反應(yīng)催化劑對加熱至一定環(huán)境溫度的廢氣催化氧化，使其能夠生成無害的 CO2 與 H2O 的工藝技術(shù)設(shè)備。與傳統(tǒng)蓄熱燃燒、直燃式熱氧化爐相比，具有熱耗低、處理方法效率高（95%）的特點。常用的催化燃燒裝置需要根據(jù)不同氧化作為催化劑的最佳管理工作過程中溫度（250~400 ℃），可實現(xiàn)中國低溫氧化廢氣中的 VOCs，并大大節(jié)省時間處理企業(yè)廢氣的運行維護成本。

1.1 催化燃燒裝置原理

催化材料燃燒控制裝置的結(jié)構(gòu)及處理工作流程設(shè)計如圖 1 所示。含 VOCs 廢氣直接進(jìn)入系統(tǒng)裝置主要入口，經(jīng)過濾器過濾后進(jìn)入一個換熱器室進(jìn)行熱交換，再進(jìn)入燃燒器室對廢氣問題進(jìn)行預(yù)加熱（燃燒用氧氣為廢氣中所使用含有的空氣，也可通過旁路風(fēng)閥補充以及空氣），待加熱至 350 ℃后由送風(fēng)機將預(yù)熱氣體抽至催化劑室進(jìn)行研究催化發(fā)生氧化。由于我國部分企業(yè)廢氣中含有硫、硅、磷等元素，會使貴金屬作為催化劑中毒，因此預(yù)加熱后的廢氣在中國進(jìn)入社會催化劑室前需進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理。

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