催化燃燒法處理噴漆有機廢氣的技術(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)性有機污染物為代表的***氣環(huán)境污染日益嚴重。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)性有機廢氣的主要排放源。有機廢氣揮發(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)性有機化合物的熱破壞方法之一。它可以在遠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)性有機物去除效率的影響。

 

設(shè)計流程:

 

有機廢氣通過風(fēng)機進入催化燃燒設(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)進氣濃度較低時，如果進氣濃度過低，不添加助燃劑燃燒會不充分。只有進氣濃度達到一定值，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虼耍谠O(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，在進氣量為2500m3/h、催化溫度為250℃、進氣濃度為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***。空速為50000h-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。