解析RCO如何將VOCs廢氣低溫催化氧化分解為CO2和H2O

2021-01-09 北極星環保網
解析RCO如何將VOCs廢氣低溫催化氧化分解為CO2和H2O

北極星大氣網訊:文章導讀：VOCs（揮發性有機物）種類繁多，來源也十分廣泛，成分複雜，常見的有烴類、醇類、醚類、酯類等。加油站、裝修、餐飲、乾洗、噴塗、化工等生產或使用有機溶劑的行業都會產生VOCs排放。即使同一物質，由於風量不同、濃度不同，所需技術路線也不一樣。當前VOCs處理方法有數十種，VOCs的末端處理技術包含兩類，第一類是非破壞性方法，即採用物理方法將VOCs回收;第二類是通過生化反應將VOCs氧化分解為無毒或低毒物質的破壞性方法。具體方法上，前者包括冷凝法、吸附法、吸收法和燃燒法。後者有生物法、膜技術、光催化降解和等離子技術。

為了提高熱利用效率，降低設備的運行費用，近年來發展了蓄熱式熱力焚燒技術(RTO)和蓄熱式催化燃燒技術(RCO)。RTO和RCO技術換熱效率高，可以在VOCs較低濃度下使用，近年來得到了廣泛應用。

催化燃燒法是在催化劑的作用下，將VOCs在200~400℃的低溫條件下分解為CO2和H2O,是淨化碳氫化合物廢氣，消除惡臭的有效手段之一。RCO技術已成為VOCs控制的主流技術。但關鍵問題在於如何提高催化劑的活性和穩定性，提高催化劑適用性，以及降低催化劑成本。

催化燃燒裝置(RCO)

RCO，是指蓄熱式催化燃燒法，英文名為「RegenerativeCatalyticOxidationOxidition」。

催化燃燒法是在催化劑的作用下，將VOCs在200~400℃的低溫條件下分解為CO2和H2O,是淨化碳氫化合物廢氣，消除惡臭的有效手段之一。

RCO作用原理是：第一步是催化劑對VOC分子的吸附，提高了反應物的濃度，第二步是催化氧化階段降低反應的活化能，提高了反應速率。藉助催化劑可使有機廢氣在較低的起燃溫度下，發生無氧燃燒，分解成CO2和H2O放出大量的熱，與直接燃燒相比，具有起燃溫度低，能耗小的特點，某些情況下達到起燃溫度後無需外界供熱，反應溫度在200-400℃。

主要反應機理

催化燃燒催化劑

貴金屬催化劑：

Pt，Pd，Rh等貴金屬催化劑，是最成熟、工業應用最廣泛的;特點：活性高，選擇性好。

過渡金屬氧化物催化劑：

非貴金屬及其氧化物Mn、Cu、Cr、Ni、Ce、Zr等及其氧化物或複合氧化物催化劑。主要特點是：成本低、製備簡單、針對一些特殊汙染物有較高的活性。目前已有較成熟的Cu-Mn-O催化劑在工業中應用，但是範圍不廣。

催化劑作用特點

催化劑能夠加快化學反應速度，但它本身並不進入化學反應的計量。

催化劑對反應具有選擇性，即催化劑對反應類型、反應方向和產物的結構具有選擇性。

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