吸附催化燃燒淨化是利用工業廢氣中汙染物可以燃燒的特性,將汙染物中含碳氫的化合物,經活性炭吸附濃縮後,在催化劑和較低溫度(250~450℃)下進行氧化分解,使其轉化為二氧化碳與水蒸汽;或者將分子結構中含有滷素及其他元素的有機物轉化成滷化氫、二氧化硫、二氧化氮或其它金屬氧化物,再經過吸收等淨化措施,將有害氣體徹底轉化為無害氣體的一種淨化方法。
吸附催化燃燒的獨特優勢,使其具有以下特點:
(1)、可再生使用。吸附劑飽和後通過脫附,催化劑可通過活化長期使用。
(2)、起燃溫度低。含烴類物質的廢氣在通過催化劑床層時,碳氫分子和氧分子分別被吸附在催化劑表面並被活化,因而能在較低溫度下迅速完全氧化分解成二氧化碳和水蒸汽,且在達到起燃溫度後,無需外界供熱,與直接燃燒法相比,其起始溫度可低一倍,因而能耗要少得多;
(3)、適應濃度、成分範圍廣。可適用於幾乎所有的含烴類有機廢氣及惡臭氣體的治理,可用於眾多的有機化工、造漆、塗裝、印刷、印鐵、家用電器、絕緣材料、油炸食品等行業排放的各種有機廢氣。
(4)、不會造成二次汙染。由於淨化率一般都在95%以上,加之溫度低,能大量減少NOX生成。 吸附劑、催化劑的選擇
1、吸附劑的選擇 根據吸附對象的不同,可選用的吸附劑有活性炭,浸漬活性炭,活性氧化鋁,浸漬活性氧化鋁,矽膠、分子篩,泥煤、褐煤、風化煤,浸漬泥煤、褐煤、風化煤,焦炭粉粒,白雲石粉,蚯蚓類。
但用於工業的吸附劑應能滿足如下要求:
(1)、比表面積和孔隙率大; (2)、吸附能力強; (3)、選擇性好; (4)、具有一定的顆粒度,較好的機械強度、化學穩定性和熱穩定性;使用壽命長,價格低廉,原料來源充足。 除了以上的要求外,還應考慮吸附質的性質、吸附質分子的大小、吸附質濃度,以及淨化要求、吸附劑來源等因素。目前我司在治理某一苯類有機廢氣項目時,採用的是活性炭纖維和蜂窩狀活性炭共裝,以減少系統阻力,增大吸附容量。
2、催化劑的選擇 元素周期表中過渡族元素及第Ⅷ族元素中的貴金屬具有催化氧化的性能,它們及其氧化物常被用作催化燃燒催化劑的活性成分,例如鈦、釩、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅的氧化物及鉑、鈀、釕等。目前國內催化劑可分為貴金屬催化劑、複合氧化物催化劑、稀土元素氧化物等三類。貴金屬催化劑起燃溫度低,資源稀少,價格昂貴,易中毒;複合氧化物催化劑降低了成本,清除效果也很好;稀土元素氧化物具有助催化作用,能提高催化活性及熱穩定性。 蜂窩載體是比較理想的載體型式,它具有很高的比表面。壓力降較片粒柱狀低,機械強度大,耐磨,耐熱衝擊。催化燃燒催化劑會發生中毒現象。為防止催化劑中毒,可在廢氣進入反應器前設廢氣預處理裝置,清除廢氣中粉塵和毒物,並定期進行再生和清洗等。
3、吸附催化燃燒工藝 , 從噴塗車間來的含有漆霧、有機溶劑的廢氣,首先進入淨化系統的預過濾器,進一步除去漆霧。除去漆霧後的有機廢氣,進入活性炭吸附床,利用活性炭將有機廢氣吸附下來。吸附可使有機廢氣淨化效率高達95%以上,經吸附淨化的廢氣可直接排放。 當設置於活性炭吸附床出口管內的有機廢氣濃度監測裝置顯示,有機廢氣濃度即將超標時,活性炭吸附床自動開啟,對廢氣進行吸附;而活性炭吸附床廢氣進出閥門關閉,而脫附進出口閥門自動開啟,轉入有機廢氣脫附過程。此時,脫附風機、催化燃燒床內的電加熱器同步開啟。脫附氣在活性炭吸附床、脫附風機、熱交換器、催化燃燒床等設備間管道內閉路循環。通過控制脫附過程流量,將有機廢氣濃度濃縮10-20倍。脫附氣體經催化床內設的電加熱裝置加熱至300℃左右時,在催化劑作用下起燃。
催化燃燒過程淨化效率可達97%以上。燃燒後生成CO2和H2O並釋放出大量熱量,熱量可通過熱交換器回收,用來預熱進催化燃燒床的脫附氣。一般達到脫附~催化燃燒自平衡過程須啟動電加熱器1~2小時左右,達到熱平衡後可關閉電加熱裝置。此後,催化燃燒系統就靠廢氣中有機溶劑燃燒時產生的熱能,在無須外加能源基礎上使催化燃燒達到自平衡。當脫附氣中的有機氣體燃燒完畢後,其催化燃燒床溫度會逐漸 下降至200℃左右,即可視為催化燃燒過程結束,系統仃止運行。 整套吸附和催化燃燒過程有PLC實現自動控制,系統內裝有阻火伐、濃度監測儀、煙火噴滅裝置等。為了防止活性炭吸附床溫度過高發生自燃,補充催化燃燒所需要的空氣,系統內裝有補冷風機。