催化工艺说明培训资料.ppt

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1、催化工艺说明催化工艺说明燃烧处理技术燃烧的分类两者的区分：是否添加燃料，热力燃烧有多种，常见的有催化燃烧和蓄热燃烧等。直接燃烧经济，常外加燃料汽油或天然气，缺点是燃烧不完全，产生NOx，大量的有害气体和烟尘，以及热辐射。催化燃烧，是典型的气-固相催化反应，其实质是活性氧参与深度氧化作用。在催化燃烧过程中，催化剂的作用是降低反应的活化能，同时使反应物分子富集于催化剂表面，以提高反应速率。又称无焰燃烧，燃烧完全，温度要求不高，200-450。蓄热燃烧，利用蓄热陶瓷体维持足够的炉温，有机废气通过蓄热体时发生燃烧，燃烧后产生的热量重新传导到蓄热体中维持炉膛高温，在800左右维持燃烧对进气有要求，不能含

2、有硫，卤素，重金属等使催化剂中毒的元素，而且有时需要消耗辅助燃料。缺点是工艺复杂。直接燃烧热力燃烧催化燃烧可分为：预热式：废气温度低于起燃温度 自身热平衡式：废气温度高于起燃温度 吸附催化燃烧：有机废气的流量大，浓度低，温度低、采用催化燃烧需要消耗大量燃料时，可先采用吸附浓缩处理催化剂催化剂的作用：降低反应的活化能，降低反应温度，提升反应速率催化剂寿命：8000H，低于此值能保证90%的催化燃烧效率催化燃烧的常见基础参数选择催化燃烧时主要考量的基础参数有5个如下风量：决定设备型号大小。浓度：决定是回收还是燃烧还是需要加浓缩吸附再处理，理论起燃浓度200mg/m，最佳自平衡浓度2500mg/m-

3、3000mg/m无需辅热（以催化燃烧为例）。温度：温度太高不能直接进活性炭（耐温极限80）浓缩，可以选择沸石（150）。成分：有机组分的起燃温度和热值对工艺有影响，物质的爆炸极限浓度需要衡量，进炉膛的气体控制浓度在25%LEL以下。苯类 280，乙酸乙酯350，醋 酸 丁 酯 410，热 值 能 确 定 辐 热 系 统 的 功 率。是否含有硫，卤素，重金属等使催化剂中毒的元素，颗粒物含量情况等。工作周期：选择备用吸附床，一般设备工作8H不用，超过16H一定要用备用床。安装要求：场地大小是否受限，平面与高度。催化燃烧工艺组合活性炭吸附蒸汽脱附催化燃烧（VOC-XC）适用范围适用于常温、大风量、中

4、低浓度，易挥发的有机废气，主要包括一些有机溶剂如苯类、酮类、醛类、醚类、烷烃及其混合类等。浓度小于1000mg/m。技术原理根据吸附（效率高）和催化燃烧（节能）两个基本原理设计的，即吸附浓缩催化燃烧法。催化燃烧工艺组合活性炭吸附蒸汽脱附催化燃烧工艺流程图催化燃烧工艺组合活性炭吸附蒸汽脱附催化燃烧技术特点 采用吸附浓缩+催化燃烧组合工艺，整个系统实现了净化、脱附过程闭循环，系统一次性投资较高。设计时在活性炭达到80-95%饱和之前即开始脱附。可自动/手动切换阀门。活性炭更换周期约为50次吸脱附过程。炉内正常温度400，500将报警，并通过补冷风进行降温，温度达600时停机，同时设计泄压阀保证安全

5、。活性炭属性活性炭适宜高风量低浓度VOC第一次脱附时活性炭吸附效率降低较多，以后降低效率平缓，高质量蜂窝活性炭纤维吸脱附周期为50次左右；普通活性炭制品在20-30次不等避免高温脱附，高温会使活性炭吸附效率严重下降，穿透时脱附，脱附温度要大于吸附质沸点15-20。沸石优质沸石吸附器耐高温好，吸附性能优异，以进口沸石转轮的实用纪录，其循环使用时间一般均大于35000小时，但造价高。目前国内产的沸石吸附器，其效能与活性炭纤维相差不大，且吸附饱和值低粒状：风阻大蜂窝状：风阻小沸石转轮吸附焚烧VOC浓缩净化装置的基本原理图VOC浓缩净化装置内部结构基本原理图催化燃烧工艺组合低温催化氧化VOC-CH技术

6、原理 通过引风机将废气送入净化装置换热器换热，再送入到加热室，通过加热装置，使气体达到催化反应温度，再通过催化床内催化剂作用，使有机气体分解成二氧化碳和热能。适用范围中、高浓度的有机废气，最佳浓度25003000mg/m，理论最低浓度可低至200mg/m主要针对烃类、苯类、酮类、醚类、酯类、醇类、酚类催化燃烧工艺组合 低温氧化催化VOC-CHl技术特点l高浓度时耗能仅为风机功率，浓度较低时自动间歇补偿加热。l催化起燃温度为300500。催化燃烧工艺组合蓄热式催化净化（RCO）技术原理将低温催化氧化与蓄热技术相结合的一种有机废气净化技术适用范围适用与涂装线及烘房有机废气处理，化学工业、化学合成工

7、艺（ABS合成），石油炼化工艺等各种产生有机废气的场所。4.蓄热式催化净化（RCO）工艺流程示意图催化燃烧工艺组合蓄热式催化净化（RCO）催化燃烧工艺组合蓄热式催化净化（RCO）工艺原理图蓄热式热力氧化（RTO）技术原理将高温氧化与蓄热技术相结合的一种有机废气处理技术。适用范围适用于中高浓度的有机废气适用于涂装线、印刷、化学合成工艺（ABS合成）、石油炼化工艺各种产生有机废气的场所。工作原理炉体在进行废气处理之前，先将燃烧室、蓄热床进行预热；预热完毕后，将废气源接入设备。有机废气在配套风机作用下，首先经预热的蓄热陶瓷体1进行热交换，废气经过一次提温后进入加热区，在加热区废气得到第二次提温，此时

8、废气温度达到800左右废气直接燃烧，生成二氧化碳与水排出并释放热能；处理后的洁净气体再经过蓄热陶瓷体2进行蓄热由风机排出。经排风机进口测温棒进行温度检测后达到设定温度时，进行阀门切换由蓄热陶瓷体2进入废气、由蓄热陶瓷体1排出，如此循环往复。陶瓷蓄热式直接式焚烧（ZS）技术原理利用辅助燃料燃烧所发生热量，把可燃的有害气体的温度提高到反应温度，从而发生氧化分解。适用范围1、中高浓度有机废气。例如溶剂废气：苯类、酮类等。技术特点 利用热力法燃烧方式氧化分解恶臭气体，在适当的温度下，提供充足的燃烧氧气和一定驻留时间，高效除臭，高净化率。同时该设备主机工作稳定，不存在堵塞现象。直接式焚烧工艺流程示意图光

9、催化氧化工艺概念就是光催化剂在光的作用下发生催化作用，使有机物产生分解，如聚合物分解为简单分子甚至氧化为CO2、H2O光催化剂：一种在光的照射下，自身不起变化，却可以促进化学反应的物质。利用光能转换成为化学反应所需的能量，产生催化作用，使周围的氧气及水分子激发成极具氧化力的自由基或负离子。光催化剂在光照条件（可以是不同波长的光照）下所起到催化作用的化学反应，统称为光催化反应。光催化一般是多种相态之间的催化反应。光催化氧化工艺适用条件适用范围适用于常温、大风量、低浓度，易挥发的恶臭有机废气，主要包括一些有机溶剂如苯类、酮类、醛类、醚类、烷烃、甲硫醇、氨、硫化氢、苯乙烯及其混合类等。进气浓度适宜低

10、于300mg/m。技术原理利用特殊波长的光（一般为紫外线），在光催化剂、水汽、氧气的作用下产生臭氧及自由基对VOCs进行氧化分解。光催化氧化工艺组合前处理+光催化氧化+后处理根据废气不同的性质，光规划氧化工艺前端需要进行相关前处理工作，以满足光催化氧化的使用要求如除尘、吸附、洗涤等预处理工艺，同时前处理系统还发挥浓度缓冲的作用。根据对公司目前的废气特性特点的了解，我们采用建议使用复合洗涤塔进行前处理;复合洗涤塔涵盖生物处理、除尘、洗涤缓冲的作用。一方面通过洗涤作用将废气中漆尘进行去除，同时利用水的吸收相转化作用将废气中有机物转移部分到废水中；同时利用微生物的作用对传质入水相的废气进行分解。该前

11、处理工序能将废气中漆尘、二甲苯、酮类、酯类等去除相当一部分；设计去除率可达60%。预处理后的废气进入到光催化氧化系统中，简单分子的酮类、醇类直接分解为二氧化碳和水，对酯类等物质进行分解为简单分子（如有机酸和醇），该过程同时去除恶臭气味。最后出气中可将分解后的尾气进行洗涤塔洗涤，将转化后的可溶有机物清除。经济性简析造价分析：直接催化燃烧炉体和附属加热混合机构，构成催化燃烧整体设备，按目前的废气信息进行估算，造价接近100万，加上附属设施、施工及其它材料，预计在壹佰贰拾万以上。如果加入浓缩工艺，采用活性炭浓缩器+脱附装置，整体造价将会接近200万；如采用工艺先进可靠的转轮浓缩装置，造价将飙升至30

12、0万以上。采用光催化氧化工艺，配合前后处理附属设施，其设备造价在100万以内，包含附属设施及施工等，估算造价在120万以内。催化燃烧运行费用分析除去风机动力外，直接催化氧化工艺预计装机功率在500千瓦左右，根据目前了解的生产工况，我们预计定常功率应不少于200千瓦，按年运行2500小时计算，电额外消耗在50万度；催化剂的装填量在3立方左右，按设计寿命8000小时计算，三年左右更换一次，费用约50万元若采用传统活性炭浓缩，预计年更换活性炭约10吨，若采用活性炭纤维 蜂 窝 材 料 预 计 年 更 换 量 约 4-5吨，每 吨 费 用 在 3万 元 左 右若采用沸石转轮，则10年左右无须更换光催化运行费用除去风机动力系统外，水泵装机功耗在30KW左右，紫外光催化装机功率在22.6Kw左右，按年运行2500小时计算，年耗电约13万度。紫外灯理论寿命可达8000小时，三年左右更换一次，费用15万左右结束结束