吉林催化燃燒設(shè)備的行業(yè)須知

VOCs 治理有較多措施， 其治理方法包括源頭減量、中間控制和末端處理等。目前，我國以末端治理為主。

末端治理技術(shù)一般分為破壞性處理和回收性處理，破壞性處理主要包括催化燃燒法和焚燒處理法，回收性處理包括吸收法、冷凝法、吸附法和膜分離法等。回收性處理因其技術(shù)手段還不成熟，成本較高，目前沒有大規(guī)模應(yīng)用。焚燒法是直接將 VOCs 通入焚燒爐中，在爐內(nèi)充分燃燒，產(chǎn)生二氧化碳和水。該方法成本較低，運用范圍較廣，技術(shù)線路也比較成熟。催化燃燒法是在廢氣燃燒的時候加入某種催化劑，降低 VOCs 的燃點, 使 VOCs 能夠充分燃燒，最終生成二氧化碳和水，實現(xiàn)直排。當(dāng)前常用催化劑種類有 Cu、Fe、Ti 等非與 Pd、Au、Pt等兩大類。焚燒處理法和催化燃燒法在 VOCs 治理中占據(jù)核心地位，因其分解氧化徹底、治理效率高而得到廣泛應(yīng)用，其中催化燃燒法因無明火、節(jié)能、氧化溫度低而得到廣泛應(yīng)用。催化燃燒是一種涉及氣—固兩相的化學(xué)反應(yīng)，其本質(zhì)機理為在有活性氧參與的條件下發(fā)生的深度氧化反應(yīng)。在反應(yīng)過程中，加入催化劑可以顯著降低反應(yīng)所需的活化能，VOCs 富集在催化劑表面，在較低燃燒溫度下發(fā)生無焰燃燒，最終分解為二氧化碳和水，同時釋放出大量的熱。其化學(xué)反應(yīng)方程式如下：CnHm (n m/4) O2→ n CO2 m/2 H2O 能量在催化劑的作用下，VOCs 可以在較低溫度下充分燃燒，生成二氧化碳和水，去除率高達 90%。催化燃燒法具有能耗低、運行可靠穩(wěn)定、無二次污染等突出優(yōu)點，在歐美國家已得到廣泛推廣應(yīng)用。在我國，催化燃燒法也是處理 VOCs 的主要手段，其應(yīng)用比例約為 55%。目前，催化燃燒法已經(jīng)成為處理 VOCs 的主流。

  催化燃燒是用催化劑使廢氣中可燃物質(zhì)在較低溫度下氧化分解的凈化方法。所以，催化燃燒又稱為催化化學(xué)轉(zhuǎn)化。由于催化劑加速了氧化分解的歷程，大多數(shù)碳氫化合物在300~450℃的溫度時，通過催化劑就可以氧化完全。　　

  催化燃燒裝置主要由熱交換器、燃燒室、催化反應(yīng)器、熱回收系統(tǒng)和凈化煙氣的排放煙囪等部分組成，如右圖所示。其凈化原理是：未凈化氣體在進入燃燒室以前，先經(jīng)過熱交換器被預(yù)熱后送至燃燒室，在燃燒室內(nèi)達到所要求的反應(yīng)溫度，氧化反應(yīng)在催化反應(yīng)器中進行，凈化后煙氣經(jīng)熱交換器釋放出部分熱量，再由煙囪排入大氣。　　

催化燃燒裝置設(shè)計時應(yīng)考慮以下幾方面問題：　　

1、氣流和溫度均勻分布。要使通過催化劑表面的氣流和溫度分布均勻，并保證火焰不直接接觸催化劑表面，燃燒室必需具有足夠的長度和空間。催化燃燒裝置應(yīng)具有良好的保溫效果。爐體一般用鋼結(jié)構(gòu)的外殼內(nèi)襯耐火材料，或用雙層夾墻結(jié)構(gòu)。　　

2、便于清洗和更換。催化劑反應(yīng)器一般應(yīng)設(shè)計成裝卸方便的模屜結(jié)構(gòu)，便于清洗和更換催化劑載體。　　

3、輔助燃料和助燃。催化燃燒一般采用作輔助燃料，也可用燃料油、電加熱等作輔助燃料。助燃一般用凈化后的氣體，如果凈化后的氣體不能作為助燃，則應(yīng)引入空氣助燃。　　

4、較高的轉(zhuǎn)化速度。由于催化燃燒為不可逆的放熱反應(yīng)，所以，無論反應(yīng)進行到什么階段，都應(yīng)在盡可能高的溫度下進行，以獲得較高的轉(zhuǎn)化速度。但操作溫度往往受某些條件的限制，如催化劑的耐熱溫度、高溫材料的獲得，熱能的供應(yīng)，以及是否伴有副反應(yīng)等。因而實際生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)實際情況恰當(dāng)?shù)剡x擇。

有機廢氣處理工藝前處理系統(tǒng)，在有機廢氣處理中通常會有顆粒物、漆霧、重金屬、鹵素化合物等混合物。因此，在有機廢氣凈化之前應(yīng)把這些混合物進行嚴(yán)格凈化，以免影響后級凈化效果。前處理通常選用前處理器，例如布袋除塵器、濾筒除塵器、旋風(fēng)除塵器、水簾式凈化器、噴淋設(shè)備等配套凈化設(shè)備及附件。

有機廢氣通常是、有毒有害氣體，在設(shè)計有機廢氣處理工藝中安全要素為原則。所以揮發(fā)性有機物的濃度安全指標(biāo)必需下限1/4值以下運行。有經(jīng)驗的設(shè)計師會考慮到突發(fā)性濃度揮發(fā)。如生產(chǎn)商工藝配方投料失誤，生產(chǎn)線溫度或壓力參數(shù)異常等均要有應(yīng)急控制和措施。尤其在化工行業(yè)，這個問題尤為重要。所以，選擇有豐富經(jīng)驗的有機廢氣凈化廠家顯得尤為重要。電控及自控是有機廢氣治理工程系統(tǒng)的指揮部，所以電控原理設(shè)計要簡潔、可靠，電氣元件要安全、可靠，應(yīng)有良好的工作環(huán)境。

VOCs催化燃燒裝置

國內(nèi)外工程化應(yīng)用的VOCs廢氣催化燃燒工藝主要有：蓄熱式催化燃燒、熱回收式催化燃燒、直燃式催化燃燒、吸附濃縮-催化燃燒四類。

燃燒技術(shù)是較為有效和徹底的VOCs治理技術(shù)；催化燃燒技術(shù)和高溫焚燒技術(shù)是為普遍的VOCs燃燒治理技術(shù)，也是目前VOCs治理較為有效和徹底的治理技術(shù)。

無論是熱力焚燒法還是催化燃燒法都需要將廢氣加熱到相應(yīng)可燃的溫度。如果廢氣中有機物的濃度較高，廢氣燃燒后產(chǎn)生的熱量可以維持有機物分解所需要的反應(yīng)溫度，采用燃燒法是一種經(jīng)濟可行的方法。當(dāng)廢氣中有機物濃度較低時，由于傳統(tǒng)的催化燃燒技術(shù)和高溫焚燒技術(shù)換熱效率低，需要大量耗能，治理設(shè)備運行費用較高。為了提高熱利用效率，降低設(shè)備的運行費用，近年來發(fā)展了蓄熱式熱力焚燒技術(shù)（RTO）和蓄熱式催化燃燒技術(shù)（RCO）。RTO和RCO技術(shù)換熱效率高，可以在VOCs較低濃度下使用，近年來得到了廣泛應(yīng)用。

市場上的活性炭吸附濃縮催化燃燒廢氣處理設(shè)備可以說是魚龍混雜，不乏魚目混珠者，有的把低端的蜂窩活性炭裝進吸附箱，把低價格的催化劑裝進燃燒爐，該設(shè)備看起來像那么回事，但實際運行過程中質(zhì)量就大打折扣，輕者耗電量低，運行費用超級高，嚴(yán)重者會造成廢氣凈化效率低，排放不達標(biāo)甚至產(chǎn)生等嚴(yán)重后果，因此，在大家選擇催化燃燒的時候一定要擦亮雙眼，選擇有正規(guī)資質(zhì)的廠家，不要貪便宜誤大事，終得不償失。