VOCs蓄熱式催化燃燒技術在工業的應用

有機產品在工業中的大量使用給全q環境帶來了極大的危害,含揮發性有機污染物廢氣的減排與控制已引起國內外的高度重視,催化氧化作為一類節能、環保的VOCs廢氣凈化技術無論從高效催化劑的開發,還是氧化工藝上講都取得了長足的發展。

目前,工業上與其相關的VOCs廢氣凈化技術主要有:直接催化氧化技術、蓄熱式催化氧化技術,冷凝-催化氧化技術、吸附濃縮-催化氧化技術等。不同的技術有不同的針對性和特點,在選擇有機廢氣治理方案時要從技術和經濟上進行綜合考慮,以選擇適宜的治理技術。技術上,VOCs催化氧化應考慮廢氣的性質,即廢氣成分、濃度、風量、溫度等、去除效率要求、可用建設面積等;經濟上,應考慮廢氣處理項目投資、運行費用和使用年限等。

直接催化氧化技術多用于處理有機廢氣濃度較高的廢氣。s先,含VOCs廢氣經預熱器預熱到一定溫度后,進入催化劑床層進行氧化反應,主要生成CO2和H2O,尾氣經過熱交換器后排出,催化反應器有固定床和流化床兩種形式可供選擇。對于含雜原子(S、N、鹵素等)VOCs的處理,還應該增加后續設備對催化氧化產物SO2、NOx、HCl、Cl2等進一步處理。

近年來,為了提高熱利用效率,降低設備的運行費用,研究者開發了有機廢氣處理—VOCs蓄熱式催化氧化技術,該技術適合處理流量不大,污染物濃度在0.1-1.0%的有機廢氣。蓄熱系統使用具有高熱容量的陶瓷蓄熱體,采用直接換熱的方法將燃燒尾氣中熱量蓄積在蓄熱體中,高溫蓄熱體直接加熱待處理廢氣,該系統的熱回收效率可達90%以上,有機廢氣處理凈化率達到了95%以上,大大地拓寬了氧化技術的應用。

由于工業VOCs廢氣成分等性質的復雜性,單一治理技術的局限性,很多情況下采用單一技術往往難以達到有機廢氣治理的要求,且不經濟。采用組合治理工藝,不僅可以滿足廢氣處理排放要求,同時可以降低廢氣處理設備的運行費用。當處理大風量、低濃度、低溫度的有機廢氣時,采用直接催化氧化會消耗大量燃料,設備運行成本非常高。這種情況下,可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,使有機廢氣脫附成濃縮的高濃度有機廢氣后,再進行催化氧化處理,大大減少了后續催化氧化的氣流量,增加了單位時間內VOCs自身的燃燒熱量。因此,與同樣條件下使用的單一催化氧化系統相比,該技術所需廢氣處理裝置,占地少,易操作,所需的額外燃料量大大減少,極大地降低了設備投資和運行費用。

蓄熱式催化氧化技術,現已成功應用于化工、汽車噴漆、產品涂裝、漆包線、j緣材料等行業,是一種節能、高效、高選擇性的有機污染物優選廢氣處理技術。

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