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活性炭吸附脱附催化燃烧废气处理设备催化剂

2022-4-7 17:00|发布:河南蓝之溪水处理材料有限公司|点击数: 625

  性炭吸附脱附催化燃烧是新一代VOC废气处理设备,是将吸附浓缩单元和热氧化单元有机结合起来的一种方法,主要适用于低浓度有机气体尤其对大风量的处理场合,均可获得满意的经济效果和社会效果。经吸附脱附后转化成小风量、高浓度有机废气,对其进行热氧化处理并将有机物燃烧释放的热量有效利用。

  有机废气先通过干式过滤,将废气中颗粒状污染物截留去除,然后进入吸附床进行吸附,利用蜂窝状活性炭将有机溶剂吸附在活性炭表面,处理后的洁净气体经过风机、烟囱高空排放。活性炭经过吸附运行一段时间后达到饱和,启动系统的脱附催化燃烧过程,通过热气流将原来已经吸附在活性炭表面的有机溶剂脱附出来,并经过催化燃烧反应转化成二氧化碳和水蒸气等无害物质,并放出热量,反应产生的热量经过热交换部分回用到脱附热气流中,当脱附达到一定程度时释放热,使脱附加热达到平衡,系统在不借助外加热的情况下完成脱附再生过程。

  催化剂的主要性能指标

  在空速较高,温度较低的条件下,有机废气的燃烧反应转化率接近***,表明该催化剂的活性较高。催化剂的活性分诱导活化、稳定、衰老失活3个阶段,有一定的使用限期,工业上实用催化剂的寿命一般在2年以上。使用期的长短与***佳活性结构的稳定性有关,而稳定性取决于耐热、抗毒的能力。对催化燃烧所用催化剂则要求具有较高的耐热和抗毒的性能。有机废气的催化燃烧一般不会在很严格的操作条件下进行,这是由于废气的浓度、流量、成分等往往不稳定,因此要求催化剂具有较宽的操作条件适应性。催化燃烧工艺的操作空速较大,气流对催化剂的冲击力较强,同时由于床层温度会升降,造成热胀冷缩,易使催化剂载体破裂,因而催化剂要具有较大的机械强度和良好的抗热胀冷缩性能。

  催化剂种类

  目前催化剂的种类已相当多,按活性成分大体可分3类。

  1、贵金属催化剂

  铂、钯、钌等贵金属对烃类及其衍生物的氧化都具有很高的催化活性,且使用寿命长,适用范围广,易于回收,因而是***常用的废气燃烧催化剂。如我国***早采用的Pt-Al2O3催化剂就属于此类催化剂。但由于其资源稀少,价格昂贵,耐中毒性差,人们一直努力寻找替代品或尽量减少其用量。

  2、过渡金属氢化物催化剂

  作为取代贵金属催化剂,采用氧化性较强的过渡金属氧化物,对甲烷等烃类和一氧化碳亦具有较高的活性,同时降低了催化剂的成本,常见的有MnOx、CoOx和CuOx等催化剂。大连理工大学研制的含MnO2催化剂,在130℃及空速13000h-1的条件下能消除甲醇蒸气,对乙醛、丙酮、苯蒸气的清除也很有效果。

  3、复氧化物催化剂      一般认为,复氧化物之间由于存在结构或电子调变等相互作用,活性比相应的单一氧化物要高。主要有以下两大类:

  (1)钙钛矿型复氧化物      稀土与过渡金属氧化物在一定条件下可以形成具有天然钙钛矿型的复合氧化物,通式为ABO3,其活性明显优于相应的单一氧化物。结构中一般A为四面体型结构,B为八面体形结构,这样A和B形成交替立体结构,易于取代而产生品格缺陷,即催化活性中心位,表面晶格氧提供高活性的氧化中心,从而实现深度氧化反应。常见的有几类如:BaCuO2、LaMnO3等。

  (2)尖晶石型复氧化物      作为复氧化物重要的一种结构类型,以AB2X4表示.尖晶石亦具有优良的深度氧化催化活性,如对CO的催化燃烧起燃点落在低温区(约80℃),对烃类亦在低温区可实现完全氧化.其中研究***为活跃的CuMn2O4尖晶石,对芳烃的活性尤为出色,如使甲苯完全燃烧只需260℃,实现低温催化燃烧,具有***别实际意义。

  催化净化是典型的气固催化反应,其本质是活性氧的深度氧化。在催化提纯过程中,催化剂的作用是降低活化能,同时催化剂表面具有吸附作用,从而提高反应速率,加快反应速率。有机废气在较低的着火温度下,在催化剂的作用下可以无焰分解成CO2和H2O,同时释放出大量的热能,从而达到去除废气中有害物质的目的。

  工业废气处理催化燃烧设备是在250-350℃温度下,废气在催化剂的催化下发生氧化分解的废气处理设备.废气中含有的有机废气(VOC)可以在催化燃烧装置中完全催化燃烧。与680 ~ 1050℃高温的直接燃烧设备相比,催化燃烧设备具有更多的优势。

  催化燃烧装置中设有催化剂床,挥发性有机化合物氧化分解的起燃温度相对较低(通常在250摄氏度至500摄氏度之间),因此使用催化剂焚烧炉具有以下优点:建筑材料相对便宜;油耗低;燃烧过程产生少量的二次污染物,如一氧化碳和氮氧化物。更重要的是,操作相对简单。电线圈用作启动和调节温度的辅助热源,不需要燃气燃烧器。催化剂的类型包括重金属和贱金属,它们可以在一定时间内发挥巨大的作用。一般来说,催化剂的使用寿命为三至四年。因此,催化剂成本也应包括在催化剂焚烧炉的使用寿命中。

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