活性炭吸附脱附+催化燃烧器主要特点:
1)内部加热元件产生热能后,通过风机和连接管道将热空气吹入活性炭床,使活性炭床升温;
2)经过吸附工艺的活性炭在温度变化后,有机物从活性炭中气化解析出来,在风机负压引导下有机物通过脱附管道进入催化燃烧床再次升温并与填装在催化燃烧床内部的贵金属催化剂发生化学反应,有机物得到二次分解净化。
3)当催化床温度达到250~300℃时,有机物即可开始反应,利用废气燃烧产生的热空气循环使用,反应后的热量达到一定值时加热元件可以停止工作(即为无功率运行状态)。
4)活性炭脱附后的小风量、高浓度有机废气先进入换热器进行换热,实现对余热的回收,换热器后通过加热器(采用多组电加热管进行加热)对废气进一步升温,升温后的有机废气达到废气在催化剂作用下的起燃温度。废气进入催化燃烧床,在催化剂铂/钯的作用下,高温裂解成co2和h2o,有机成分得到净化,同时有机废气分解释放出热量使气体温度进一步升高,净化后的尾气经过两级换热器实现余热的回收利用。
目前在机械、化工、家电等行业的各种烘道、表面喷涂等工序常产生大量的有机废气(苯、酮、醇、醚、脂、烷等),这些气体严重危害人体健康,因此必须对之进行有效的净化后方能排入大气。
催化燃烧是借助催化剂在低温下(200~400℃)下,实现对有机物的完全氧化,因此,能耗少,操作简便,安全,净化效率高,在有机废气特别是回收价值不大的有机废气净化方面,比如化工,喷漆、绝缘材料、漆包线、涂料生产等行业应用较广,已有不少定型设备可供选用。
2、催化燃烧机理
经贵金属铂、钯浸渍的蜂窝状陶瓷载体固体催化剂,是多孔且只有很大的内表面积,这些表面具有相同的催化反应能力。由于催化剂外部几何表面积与内表面积相比,数量小得多,因此可以认为反应几乎全部在内表面进行。在催化反应过程中,气体流过固体催化剂表面时,会在气固界面上形成一滞流膜层,而反应物分子必须在气流主体与催化剂表面间经过一连串的物理和化学过程才能完成其反应过程。概括起来,整个过程可由下列步骤组成:反应物自气流主体向固体界面扩散;反应物在催化剂孔内扩散;反应物在催化剂内表面上吸附;在催化剂内表面上进行反应;反应生成物在内表面上脱附;生成物在催化剂孔内扩散;生成物从固体—气流界面向气流主体扩散。
催化燃烧法是借助催化剂使有机物废气在较低的起燃温度条件下进行无焰燃烧分解为二氧化碳和水蒸汽,并放出大量热能,用化学式表示如下:
cnhm+(n+m/4)o2 pd·pt/250~300℃ nco2 m/2h2o 热量
3、催化燃烧的工艺流程
催化燃烧的工艺组成
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