ZKXL系列催化燃燒技術(shù)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(yīng),其實(shí)質(zhì)是活性氧參與深度氧化作用。在催化燃燒過(guò)程中,催化劑的作用是降低反應(yīng)的活化能,同時(shí)使反應(yīng)物分子富集于催化劑表面,以提高反應(yīng)速率。借助催化劑可使有機(jī)廢氣在較低的起燃溫度條件下發(fā)生無(wú)焰燃燒,并氧化分解為CO2和H2O,同時(shí)放出大量熱量。
根據(jù)有機(jī)廢氣的預(yù)熱方式及富集方式,催化燃燒工藝流程可分為3種:
1、預(yù)熱式。
預(yù)熱式是催化燃燒的基本的流程形式,其基本原理見(jiàn)圖1。有機(jī)廢氣溫度在100℃以下、濃度也較低時(shí),熱量不能自給,因此在進(jìn)入反應(yīng)器前需要在預(yù)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(yīng)所需的起燃溫度;燃燒凈化后的氣體在熱交換器內(nèi)與未處理的廢氣進(jìn)行熱交換,以回收部分熱量。
2、自身熱平衡式。
有機(jī)廢氣溫度高且有機(jī)物含量較高,通常只需要在催化燃燒反應(yīng)器中設(shè)置電加熱器供起燃時(shí)使用,通過(guò)熱交換器回收部分凈化氣體所產(chǎn)生的熱量,正常操作下就能夠維持熱平衡,不需要補(bǔ)充熱量。
3、吸附-催化燃燒。
當(dāng)有機(jī)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(shí),可先采用吸附手段將有機(jī)廢氣吸附于吸附劑上并進(jìn)行濃縮,然后通過(guò)熱空氣吹掃,使有機(jī)廢氣脫附成為高濃度有機(jī)廢氣(可濃縮10倍以上)后再進(jìn)行催化燃燒。不需要補(bǔ)充熱源就可以維持正常運(yùn)行。
對(duì)有機(jī)廢氣催化燃燒處理工藝的選擇主要取決于:
1、燃燒過(guò)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(jī)組分的性質(zhì)及催化劑活性;
3、熱量回收率等。當(dāng)回收熱量超過(guò)預(yù)熱所需熱量時(shí),可實(shí)現(xiàn)自身熱平衡運(yùn)轉(zhuǎn),無(wú)需外界補(bǔ)充熱源.
催化燃燒是放熱反應(yīng),放熱量的大小取決于有機(jī)物的種類及其含量。如能依靠廢氣燃燒的反應(yīng)熱維持催化燃燒過(guò)程持續(xù)進(jìn)行的操作方法。而能否以自熱維持體系的正常反應(yīng)則取決于燃燒過(guò)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(yīng)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(jī)物的濃度越高,實(shí)現(xiàn)自熱運(yùn)轉(zhuǎn)的可能性越大。而工業(yè)有機(jī)廢氣中5000mg/m3左右的有機(jī)物殘留量是常見(jiàn)的,只要熱交換器的換熱效率能達(dá)到50%-60%就可利用熱交換器回收燃燒反應(yīng)熱來(lái)維持催化燃燒的持續(xù)進(jìn)行。