有機廢氣是石油化工、輕工、塑料、印刷、涂料等行業(yè)排放的常見污染物,有機廢氣中常含有烴類化合物(芳烴、烷烴、烯烴)、含氧有機化合物(醇、酮、有機酸等)、含氮、硫、鹵素及含磷有機化合物等。如對這些廢氣不加處理,直接排入大氣將會對環(huán)境造成嚴重污染,危害人體健康。傳統(tǒng)的有機廢氣凈化方法包括吸附法、冷凝法和直接燃燒法等,這些方法常有易產生二次污染、能耗大、易受有機廢氣濃度和溫度限制等缺點。而新興的催化燃燒技術已由實驗階段走向工程實踐,并逐漸應用于石油化工、農藥、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,使有機廢氣中的碳氫化合物在溫度較低的條件下迅速氧化成水和二氧化碳,達到治理有機廢氣的目的。
二、技術優(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廢氣及惡臭氣體,即它適用于濃度范圍廣、成分復雜的各種有機廢氣處理。對于有機化工、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廢氣的凈化率一般都在95%以上,最終產物為無害的CO2和H2O(雜原子有機化合物還有其他燃燒產物),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)濟性
影響催化燃燒法經(jīng)濟效益的主要因素有:催化劑性能和成本;廢氣處理中的有機物濃度;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品,但可以回收利用催化燃燒的反應熱,節(jié)省能源,降低處理成本,在經(jīng)濟上是合理可行的。
三、工藝流程
根據(jù)廢氣預熱方式及富集方式,催化燃燒工藝流程可分為3種。
1 預熱式
預熱式是催化燃燒的最基本流程形式。有機廢氣溫度在100℃以下,濃度也較低,熱量不能自給,因此在進入反應器前需要在預熱室加熱升溫,燃燒凈化后氣體在熱交換器內與未處理廢氣進行熱交換,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所需的起燃溫度。
2 自身熱平衡式
當有機廢氣排出時溫度較高(在300℃左右),高于起燃溫度,且有機物含量較高,熱交換器回收部分凈化氣體所產生的熱量,在正常操作下能夠維持熱平衡,無需補充熱量,通常只需要在催化燃燒反應器中設置電加熱器供起燃時使用。
3 吸附-催化燃燒
當有機廢氣的流量大、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廢氣吸附于吸附劑上進行濃縮,然后通過熱空氣吹掃,使有機廢氣脫附出來成為濃縮了的高濃度有機廢氣,再進行催化燃燒。此時,不需要補充熱源,就可維持正常運行。
對于有機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,即有機組分的性質及催化劑活性;熱回收率等。當回收熱量超過預熱所需熱量時,可實現(xiàn)自身熱平衡運轉,無需外界補充熱源,這是最經(jīng)濟的。