催化燃燒法處理有機廢氣的凈化率一般都在95%以上,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),且由于燃燒溫度低,能大量減少NOX的生成,因此不會造成二次污染。但是其缺點是工藝條件要求嚴格,不允許廢氣中含有影響催化劑壽命和處理效率的塵粒和霧滴,也不允許有使催化劑中毒的物質,以防催化劑中毒,因此采用催化燃燒技術處理有機廢氣必須對廢氣作前處理。
ZKXL系列催化燃燒技術是指在較低溫度下,在催化劑的作用下使廢氣中的可燃組分*氧化分解,從而使氣體得到凈化處理的一種廢氣處理方法。催化燃燒廢氣處理是典型的氣-固相催化反應,其實質是活性氧參與深度氧化作用。在催化燃燒過程中,催化劑的作用是降低反應的活化能,同時使反應物分子富集于催化劑表面,以提高反應速率。借助催化劑可使有機廢氣在較低的起燃溫度條件下發(fā)生無焰燃燒,并氧化分解為CO2和H2O,同時放出大量熱量。
根據(jù)有機廢氣的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基本的流程形式,其基本原理見圖1。有機廢氣溫度在100℃以下、濃度也較低時,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。通常采用煤氣或電加熱將廢氣升溫至催化反應所需的起燃溫度;燃燒凈化后的氣體在熱交換器內與未處理的廢氣進行熱交換,以回收部分熱量。
2、自身熱平衡式。
有機廢氣溫度高且有機物含量較高,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,通過熱交換器回收部分凈化氣體所產生的熱量,正常操作下就能夠維持熱平衡,不需要補充熱量。
3、吸附-催化燃燒。
當有機廢氣的流量大、濃度低、溫度低、采用催化燃燒需消耗大量的燃料時,可先采用吸附手段將有機廢氣吸附于吸附劑上并進行濃縮,然后通過熱空氣吹掃,使有機廢氣脫附成為高濃度有機廢氣(可濃縮10倍以上)后再進行催化燃燒。不需要補充熱源就可以維持正常運行。
對有機廢氣催化燃燒處理工藝的選擇主要取決于:
1、燃燒過程的放熱量,即廢氣中可燃物的種類和濃度;
2、起燃溫度,即有機組分的性質及催化劑活性;
3、熱量回收率等。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.
催化燃燒是放熱反應,放熱量的大小取決于有機物的種類及其含量。如能依靠廢氣燃燒的反應熱維持催化燃燒過程持續(xù)進行的操作方法。而能否以自熱維持體系的正常反應則取決于燃燒過程的放熱量、催化劑的起燃溫度、熱量回收率、廢氣的初始溫度等條件。催化劑相應的起燃溫度分別為200℃、250℃、300℃;廢氣的初始溫度分別為30℃和150℃。廢氣的初始溫度越高,廢氣中有機物的濃度越高,實現(xiàn)自熱運轉的可能性越大。而工業(yè)有機廢氣中5000mg/m3左右的有機物殘留量是常見的,只要熱交換器的換熱效率能達到50%-60%就可利用熱交換器回收燃燒反應熱來維持催化燃燒的持續(xù)進行。