催化燃燒是一種典型的氣固相催化反應,通過催化劑的幫助降低了反應的活化能,使其在200℃的較低的點火溫度下無焰燃燒,在固體催化劑的表面發(fā)生有機物的氧化,同時產(chǎn)生CO2和H2O,并釋放出大量的熱量。由于其氧化反應溫度低,在空氣中N2的高溫NOx的形成被大大地抑制,并且催化劑具有選擇性催化??梢韵拗迫剂现泻衔铮≧NH)的氧化過程,使得它們中的大部分形成分子氮(N2)。
相較于傳統(tǒng)的火焰燃燒法,催化燃燒具有很大的優(yōu)勢。
(1)點火溫度低,能耗小,廢氣治理設備,燃燒穩(wěn)定,甚至在點火溫度后,可在沒有外部傳熱的情況下完成氧化反應。
(2)凈化,污染物(如氮氧化物、不完全燃燒產(chǎn)物)排放水平低。
(3)自適應氧濃度范圍大,噪聲小,無二次污染,燃燒輕松,催化燃燒運行成本低廉,操作和管理也非常方便。
RTO和RCO技術的設備對比
RTO,是指蓄熱式熱氧化技術,英文名為“Regenerative Thermal Oxidizer”。RTO蓄熱式熱氧化回收熱量采用一種新的非穩(wěn)態(tài)熱傳遞方式,原理是把有機廢氣加熱到760℃以上使廢氣中的VOC氧化分解成CO2和H2O。氧化產(chǎn)生的高溫氣體流經(jīng)的陶瓷蓄熱體,使陶瓷體升溫而“蓄熱”,此蓄熱用于預熱后續(xù)進入的有機廢氣,從而節(jié)省廢氣升溫的燃料消耗。RTO技術適用于處理中低濃度(100-3500mg/m3)廢氣,分解效率為95%-99%。
RCO,是指蓄熱式催化燃燒法,英文為“Regenerative Catalytic Oxidation Oxidition”。RCO蓄熱式催化燃燒法作用原理是:步是催化劑對VOC分子的吸附濃縮,提高廢氣的濃度,第二步是催化氧化階段降低反應的活化能,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下(250—300℃),發(fā)生無焰燃燒,分解成CO2和H2O,同時放出大量的熱量。與直接燃燒相比,具有起燃溫度低,能耗小的特點,某些情況下達到起燃溫度后無需外界供熱,反應溫度在250-400℃。
沸石吸附濃縮轉輪的技術特點:
(1)特別適用于處理大風量、低濃度的有機廢氣,凈化效率穩(wěn)定;
(2)轉輪低壓損、無吸附損耗、對于高沸點的揮發(fā)性有機氣體,也能夠有效處理;
(3)沸石轉輪由無機氧化物組成,具有不燃性,使用安全;
(4)轉輪熱穩(wěn)定性極高,反復通過加熱脫附來實現(xiàn)再生,使用壽命可達到10年左右;
(5)噴漆廢氣和烘干廢氣一起參與吸附濃縮,使進入RTO處理的廢氣量大幅降低且節(jié)約能耗,大大節(jié)省了RTO設備投資和運行費用。
另外活性炭也可作為廢氣的吸附劑,但在工業(yè)應用中,其對廢氣有較高的濕度要求,通常小于50%左右;而且活性炭存在再生困難、吸附性能受水氣影響大、吸附飽和時在熱氣流再生過程中安全性較差、易發(fā)生火災等缺陷。
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