RCO催化燃烧VOCs有机废气处理技术

2024-01-22

挥发性有机化合物(VOCs)是一类毒性大、污染严重的化学物质。目前VOCs的污染问题日益受到各国的高度重视，我国颁布的《大气污染物综合排放标准》，规定了各类有机污染物在空气中严格的排放标准。国内外VOCs污染控制方法目前主要有吸附法、吸收法、生物处理技术、膜分离技术、直接燃烧法、催化燃烧法等。其中，催化燃烧法是一种高效清洁燃烧技术，主要利用催化剂使有机废气在较低的温度条件下充分燃烧。相对其他处理技术，催化燃烧具有显著的优点：起燃温度低能耗少，处理效率高，无二次污染等，使之成为目前前景广阔的VOCs有机废气治理方法之一。高效催化燃烧催化剂是催化燃烧技术的关键核心，以块状载体作为骨架基体的催化剂称为规整结构催化剂，也称为整体式催化剂。由于具有特殊孔道结构，这类催化剂改善了催化反应床层上的物质传递，提高了催化效率，降低了压力，减少了操作费用，在石油化工、精细化工等多相催化反应中得到越来越广泛的应用。

RCO有机废气催化燃烧技术在日本、美国和西欧被广泛地应用于VOCs的治理，工艺设备非常成熟，相关的技术标准和使用规范已经非常完善，一些大公司都有自己的企业标准，对工艺设计、催化剂的性能要求、反应器制造和工程控制措施等都有详细的规定。不同的燃烧工艺组合，形成4种基本的燃烧工艺方式：催化燃烧（换热），直接燃烧（换热），回热催化燃烧（RCO），回热燃烧（RTO）。在此基础上还形成了转轮富集燃烧，陶瓷过滤器等方式。RCO有机废气催化燃烧技术是指在催化剂的作用下，使有机废气中的碳氢化合物在温度较低的条件下迅速氧化成水和二氧化碳，达到彻底治理的目的。

一、RCO有机废气催化燃烧工艺原理：

催化净化是典型的气固相催化反应，其实质是活性氧参与的深度氧化作用。在催化净化过程中，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，使反应物分子富集于表面提高了反应速率，加快了反应的进行；借助催化剂可使有机废气在较低的起燃温度条件下，发生无焰燃烧，并氧化分解为CO2和H2O，同时放出大量热能，从而达到去除废气中的有害物的方法。

在将废气进行催化净化的过程中，废气经管道由风机送入热交换器，将废气加热到催化燃烧所需要的起始温度。

经过预热的废气，通过催化剂层使之燃烧。由于催化剂的作用，催化燃烧法废气燃烧的起始温度约为250～300摄氏度，大大低于直接燃烧法的燃烧温度650～800摄氏度，高温气体再次进入热交换器，经换热冷却，最终以较低的温度经风机排入大气。

二、RCO有机废气催化燃烧装置的工艺流程：

废气经阻火器过滤后，通过主进阀、旁通阀的同步反向切换调节进入热交换器，热交换器的热气升高一定温度后进入预热室、经过预热室的加热使废气升温到催化起燃温度（250度）然后进入催化反应床，在催化剂的活性作用下，有机废气进行氧化反应生成无害的水和二氧化碳，并放出一定的热量。反应后的高温气体再次进入热交换器，经换热后，最后以较低的温度经引风机排入大气。催化燃烧是借助催化剂在低温下（200－400度）实现对有机物的完全氧化，因此，操作简单、安全、净化效率高，在有机废气特别是回收价值大的有机废气净化等领域应用广泛。不同的排放场合和不同的废气，有不同的催化燃烧废气处理工艺流程。但无论采取哪种工艺流程，都由如下工艺单元组成：废气预处理－－－预热装置－－－催化燃烧装置。

三、RCO有机废气催化燃烧装置的设计要求：

1、操作方便：设备工作时，实现自动化控制。

2、能耗低：设备启动约20分钟升温至起燃烧温度，有机废气浓度较高时耗能仅为风机功率。

3、安全可靠：设备配有阻火系统、防爆泄压系统、超温报警系统及先进的自控系统。

4、阻力小，净化效率高：采用当今先进的贵金属钯、铂浸渍的蜂窝状陶瓷载体催化剂，比表面积大。

5、余热可回用：余热可返回烘道，降低原烘道中的消耗功率；也可做其它方面的热源。

6、占地面积小：仅为同行业同类产品的80%，且设备基础无特殊要求。

7、使用寿命长：催化剂一般4年更换，并且载体可再生。

四、RCO有机废气催化燃烧技术的应用范围：

1、可用于有机溶剂的净化处理（苯、醇、酮、醛、酯、酚、醚、烷等混合有机废气）。

2、适用于电线、电缆、漆包线、机械、电机、化工、仪表、汽车、自行车、摩托车、发动机、磁带、塑料、橡胶、家用电器等行业的有机废气净化。

3、可用于各种烘道、印铁制罐、表面喷涂。印刷油墨、机电绝缘处理、皮鞋粘胶等烘干流水线，净化各工序产生的有机废气。