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有机废气催化氧化器(CO、RCO、CRO)优势及类型介绍

日期:2018-05-09  人气:467 views

有机废气的催化氧化,是处理所排放废气中有机物的一种有效方法。采用催化剂可以降低氧化反应的活化能,同时还可提高反应速率。一般热力氧化的反应温度为800-850℃;这样,相对于热力氧化而言,有机废气的催化燃烧过程就可能在较低的温度水平下进行(约200-450℃),从而降低了废气净化装置的投资和操作费用,以及减少燃烧过程中辅助燃料的消耗和氮氧化合物的排放。此外,对于一些催化系统,低的操作温度也降低了所需的定留时间。例如,当净化率达到99%时,催化反应所需定留时间大约为0.25s;而热力氧化需要0.75-1s。催化氧化与热力氧化的反应温度的比较如表5.1所示。表5.2列举了一些经类物质在**转化时的催化反应温度。

对于废气中含C、H、N和O的有机化合物情况下,当采用合适的催化剂和工艺方法时,废气经氧化反应后,其反应产物仅为CO2、H2O和N2。废气催化燃烧中,一般使用固体催化剂,即属于非均相催化反应。有机废气的催化氧化,通常主要采用载体催化剂,即将具有催化活性的组分沉积、浸渍或涂在陶瓷或金属的载体上。只有在个别情况下才用**由活性组分做成的催化剂。催化剂的负荷常用标准状态下的空速表示。voc催化氧化过程所需的催化剂用量取决于空速的大小。空速愈高,则表示催化剂的反应能力愈大,从而为达到VOC的脱除率所需催化剂容积就小。如果废气中所含VOC是多组分混合物,则空速应该按最难氧化的组分来选取,通常由试验确定。对一些应用目的所要求催化剂的量,可以通过审慎地选择空速、载体类型、孔密度和催化剂的成型来进行优化。对于有机废气的催化燃烧来讲,空速一般在5000-20000Nm3/(h•m3)之间。废气催化燃烧VOC的净化率可达98%,甚至更高。净化率99%也是可以达到的,但由于要求提高温度和增加催化剂容积,使得在技术和经济上难以实现。VOC的净化率是与许多因素有关,诸如:催化剂类型、比表面积、VOC的种类、浓度、停留时间、气流的混合状况、气流通过催化剂床层的均匀性、氧浓度和反应温度等。废气催化净化方法成效与否,关键是要有足够的工程经验数据和中间试验结果,以及选择活性好的和稳定的催化剂。采用催化燃烧法进行废气净化的一些应用领域及所要处理的溶剂如表5.3和表5.4所示。

目前,有机废气催化燃烧净化装置大都采用直通式的陶瓷蜂窝填料作为载体催化剂,这样压降可以低些。除此以外也有用颗粒催化剂或涂催化剂的金属网。

有机废气催化净化装置的类型很多。在净化VOC废气领域内,常接热量是否回收,以及热量回收的方式来区分。

①无热量回收的催化氧化器,也称催化焚烧炉(Catalytic Oxidizer或Catalyt-ic Incinerator,CO);

②带间壁式换热器的催化氧化器(Catalytic Recuperative Oxidizer,CRO);

③蓄热式催化氧化器(Regenerative Catalytic Oxidizer,RCO),其结构类型与RTO一样,不过在蓄热体上部添加适量催化剂。

当然也可从反应器类型来区分,例如:固定床催化氧化器,流化床催化氧化器和旋转式催化氧化器等。一般废气催化燃烧装置流程及反应器类型(固定床、流化床反应器),如图5.1和图5.2所示。

图5.1一般废气催化燃烧装置流程

图5.2固化床(a)和流化床(b)催化反应器示意图

 


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