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無錫冠亞恒溫制冷技術有限公司

催化燃燒VOC廢氣處理設備工作原理是什么(工藝流程和原理)

環保查得越來越嚴,許多工廠因而被停工整改,所以生產廠家要提前準備好VOC廢氣處理設備,但也不能盲目的去運用設備,要根據不同的VOC廢氣成分購買安裝合理的VOC廢氣處理設備。現在,國家或我省現已出臺了部分職業排放規范對VOC排放及操控,以彌補職業規范缺失的缺乏,對眾多涉VOC排放的固定污染源施行監督管理。

不同的印刷工藝和車間所產生的VOCs廢氣會有所不同,例復合用膠黏劑(于不發存在復合工藝的印刷企業)及設備清洗劑,可能的排放途徑有:油墨調配過程溶劑揮發、印刷過程油墨溶劑揮發、烘干階段、復合過程及設備清洗過程等,VOCs廢氣來源于所使用的油墨及稀釋劑(印刷不透氣承印物需添加稀釋劑,如金屬印刷、塑料印刷)。


催化燃燒VOC廢氣處理設備的工作原理

VOC廢氣處理設備的催化燃燒裝置主要由熱交換器、焚燒室、催化反響器、熱收回系統和凈化煙氣的排放煙囪等部分組成,其凈化原理是:未凈化氣體在進入焚燒室曾經,先通過熱交換器被預熱后送至焚燒室,在焚燒室內到達所要求的反響溫度,氧化反響在催化反響器中進行,凈化后煙氣經熱交換器釋放出部分熱量,再由煙囪排入大氣。

對于有毒、有害,而且不需要回收的VOC,催化燃燒VOC廢氣處理設備是適合的處理技術和方法。催化焚燒的基本原理是VOC與O2發生氧化反應,生成CO2和H2O,化學方程式如下:從化學反應方程式上看,該氧化反應和化學上的燃燒過程相類似,但其由于VOC濃度比較低,在化學反應中不會產生肉眼可見的火焰。一般情況下,氧化法通過兩種方法可確保氧化反應的順利進行:a)加熱。使含有VOC的有機廢氣達到反應溫度;b)使用催化劑。如果溫度比較低,則氧化反應可在催化劑表面進行。所以,有機廢氣處理的氧化法分為以下兩種方法:

a)催化氧化法。現階段,催化氧化法使用的催化劑有兩種,即貴金屬催化劑和非貴金屬催化劑。貴金屬催化劑主要包括Pt、Pd等,它們以細顆粒形式依附在催化劑載體上,而催化劑載體通常是金屬或陶瓷蜂窩,或散裝填料;非貴金屬催化劑主要是由過渡元素金屬氧化物,比如MnO2,與粘合劑經過一定比例混合,然后制成的催化劑。為有效防止催化劑中毒后喪失催化活性,在處理前必須徹底清除可使催化劑中毒的物質,比如Pb、Zn和Hg等。如果有機廢氣中的催化劑毒物、遮蓋質無法清除,則不可使用這種催化氧化法處理VOC;

b)熱氧化法。熱氧化法當前分為三種:熱力燃燒式、間壁式、蓄熱式。三種方法的主要區別在于熱量回收方式。這三種方法均能催化法結合,降低化學反應的反應溫度。

熱力燃燒式熱氧化器,一般情況下是指氣體焚燒爐。這種氣體焚燒爐由助燃劑、混合區和燃燒室三部分組成。其中,助燃劑,比如天然氣、石油等,是輔助燃料,在燃燒過程中,焚燒爐內產生的熱混合區可對VOC廢氣預熱,預熱后便可為有機廢氣的處理提供足夠空間、時間,實現有機廢氣的無害化處理。

在供氧充足條件下,氧化反應的反應程度——VOC去除率——主要取決于“三T條件”:反應溫度(Temperat)、時間(Time)、湍流混合情況(Turbulence)。這“三T條件”是相互聯系的,在一定范圍內,一個條件的改善可使另外兩個條件降低。熱力燃燒式熱氧化器的缺點在于:輔助燃料價格高,導致裝置操作費用比較高。

間壁式熱氧化器指的是在熱氧化裝置中,加入間壁式熱交換器,進而把燃燒室排出氣體的熱量傳送給氧化裝置進口處溫度比較低的氣體,預熱完成后便可促成氧化反應。現階段,間壁式熱交換器的熱回收率可達85%,因此大幅降低了輔助燃料的消耗。一般情況下,間壁式熱交換器有三種形式:管式、殼式和板式。由于熱氧化溫度必須控制在800℃~1 000℃范圍內,因此,間壁式熱交換必須由不銹鋼或合金材料制成。所以間壁式熱交換器的造價相當高,而這也是其缺點所在。此外,材料的熱應力也很難消除,這是間壁式熱交換的另外一個缺點。

蓄熱式熱氧化器,簡稱為RTO,在熱氧化裝置中計入蓄熱式熱交換器,在完成VOC預熱后便可進行氧化反應。現階段,蓄熱式熱氧化器的熱回收率已經達到了95%,且其占用空間比較小,輔助燃料的消耗也比較少。由于當前的蓄熱材料可使用陶瓷填料,其可處理腐蝕性或含有顆粒物的VOC氣體。

現階段,RTO裝置分為旋轉式和閥門切換式兩種,其中,閥門切換式是常見的一種,由2個或多個陶瓷填充床組成,通過切換閥門來達到改變氣流方向的目的。


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