食品行業和鑄造等行業有機廢氣處理 催化燃燒設備

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催化燃燒技術是指在催化劑的作用下，使有機廢氣中的碳氫化合物在溫度較低的條件下迅速氧化成水和，達到治理的目的。催化燃燒廢氣處理法處理工業有機廢氣是20世紀40年代末出現的技術。從1949年研制出世界上第一套有機廢氣催化燃燒裝置到現在，這項技術已廣泛地應用于油漆、橡膠加工、塑料加工、樹脂加工、皮革加工、食品業和鑄造業等部門，也用于汽車廢氣凈化等方面。在1973年開始催化燃燒處理法用于治理漆包線烘干爐排出的有機廢氣,隨后又在絕緣材料、印刷工業等方面進行了研究,使催化燃燒設備得到了廣泛的應用。

二、催化燃燒技術簡介

催化燃燒技術是指在較低溫度下，在催化劑的作用下使廢氣中的可燃組分徹底氧化分解，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,其實質是活性氧參與深度氧化作用。在催化燃燒過程中,催化劑的作用是降低反應的活化能,同時使反應物分子富集于催化劑表面,以提高反應速率。借助催化劑可使有機廢氣在較低的起燃溫度條件下發生無焰燃燒,并氧化分解為CO2 和H2O,同時放出大量熱量。

根據有機廢氣的預熱方式及富集方式,催化燃燒工藝流程可分為3種：

1、預熱式。

預熱式是催化燃燒的最基本的流程形式，其基本原理見圖1。有機廢氣溫度在100℃以下、濃度也較低時，熱量不能自給，因此在進入反應器前需要在預熱室加熱升溫。通常采用或電加熱將廢氣升溫至催化反應所需的起燃溫度；燃燒凈化后的氣體在熱交換器內與未處理的廢氣進行熱交換，以回收部分熱量。

2、自身熱平衡式。

有機廢氣溫度高且有機物含量較高，通常只需要在催化燃燒反應器中設置電加熱器供起燃時使用，通過熱交換器回收部分凈化氣體所產生的熱量，正常操作下就能夠維持熱平衡，不需要補充熱量，其流程見圖2. 

3、吸附-催化燃燒。

當有機廢氣的流量大、濃度低、溫度低、采用催化燃燒需消耗大量的燃料時，可先采用吸附手段將有機廢氣吸附于吸附劑上并進行濃縮，然后通過熱空氣吹掃，使有機廢氣脫附成為高濃度有機廢氣（可濃縮10倍以上）后再進行催化燃燒。不需要補充熱源就可以維持正常運行，其工藝流程見圖3。

對有機廢氣催化燃燒處理工藝的選擇主要取決于：

1、燃燒過程的放熱量，即廢氣中可燃物的種類和濃度；

2、起燃溫度，即有機組分的性質及催化劑活性；

3、熱量回收率等。當回收熱量超過預熱所需熱量時，可實現自身熱平衡運轉，無需外界補充熱源，這是最經濟的。

催化燃燒是放熱反應,放熱量的大小取決于有機物的種類及其含量。如能依靠廢氣燃燒的反應熱維持催化燃燒過程持續進行是最經濟的操作方法。而能否以自熱維持體系的正常反應則取決于燃燒過程的放熱量、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，廢氣中有機物的濃度越高，實現自熱運轉的可能性越大。而工業有機廢氣中5000mg/m3左右的有機物殘留量是常見的，只要熱交換器的換熱效率能達到50%-60%就可利用熱交換器回收燃燒反應熱來維持催化燃燒的持續進行。

催化燃燒廢氣處理技術優點：

1、起燃溫度低,節省能源

有機廢氣催化燃燒與直接燃燒相比,具有起燃溫度低、能耗低的顯著特點。在某些情況下,催化燃燒達到起燃溫度后便無需外界供熱。

2、適用范圍廣

催化燃燒幾乎可以處理所有的烴類有機廢氣及惡臭氣體。對于有機化工、涂料、絕緣材料等行業排放的低濃度、多成分、無回收價值的廢氣,采用吸附--催化燃燒法的處理效果更好。

3、處理效率高,無二次污染

用催化燃燒法處理有機廢氣的凈化率一般都在95%以上,最終產物為無害的CO2 和H2O (雜原子有機化合物還有其他燃燒產物),且由于燃燒溫度低,能大量減少NOX 的生成,因此不會造成二次污染。但是其缺點是工藝條件要求嚴格，不允許廢氣中含有影響催化劑壽命和處理效率的塵粒和霧滴，也不允許有使催化劑中毒的物質，以防催化劑中毒，因此采用催化燃燒技術處理有機廢氣必須對廢氣作前處理。

 噴涂有機廢氣經預處理設備處理后進入活性炭吸附器+有機廢氣催化燃燒處理裝置工藝圖

           有機廢氣處理工藝流程圖

活性炭吸附脫附催化燃燒處理一體化設備特點：

 (1)設備緊湊，可制成集活性炭吸附脫附和控制于一體，設備占地面積小； 
 (2)吸附凈化效率達90%以上，催化凈化效率達97%以上，凈化效率高； 
 (3)催化劑使用我公司生產的專用催化劑，使用壽命長； 
 (4)脫附過程自動運行，設備操作簡單，管理方便； 
 (5)該設備僅適用于間歇式產生有機廢氣的場合。 
 (6)采用薄層的活性炭纖維（ACF）作為吸附單元，吸附效率高，氣流阻力小。 
 (7)再生速度快，再生能耗低。 
 (8)采用PLC全自動控制，無人值守運行。 
 (9)吸附器吸附循環周期快、安全高效。

三、濃縮式催化燃燒廢氣凈化機適應范圍

有機廢氣催化燃燒裝置應用于油漆、橡膠加工、塑料加工、樹脂加工、皮革加工、食品行業和鑄造等行業有機廢氣處理，目前漆包線烘干廢氣、涂布烘干有機廢氣、油墨廢氣應用最為廣泛。

四、工程案例