VOCs催化(huà)燃燒基本原理(lǐ)、應用(yòng)及常見(jiàn)問($↔↔βwèn)題知(zhī)識
催化(huà)燃燒技(jì)術(shù)作(zuò)為(wè™↕i)VOCs廢氣處理(lǐ)工(gōng)藝之一(yī),因為(®®wèi)其淨化(huà)率高(gāo),燃燒溫度低(dī)(一(yī)般 π↔低(dī)于350℃),燃燒沒有(yǒu)明(míng)火(huǒ),不(bù)會™"β(huì)有(yǒu)NOx等二次污染物(wù)的(de)生(shēng♦★α)成,安全節能(néng)環保等特點,在環保市(shì)場(chǎng)應用(yòng)有(yǒu>£"§)了(le)很(hěn)好(hǎo)的(de)發展前景。催化(huà)劑作(zuò)為(wèi)催≥"化(huà)燃燒系統的(de)關鍵技(j≠ λ£ì)術(shù)環節,催化(huà)劑的€↕₽(de)合成技(jì)術(shù)及應用(yòng)規則就(jiù)顯得(de)尤為(wè★€i)重要(yào)。
1、催化(huà)燃燒反應原理(lǐ)
催化(huà)燃燒反應原理(lǐ)是(shì)有(yǒu)機(jī)廢氣在較低(dī)溫度下•♦®(xià)在催化(huà)劑的(de)作(zuò)用§≤§γ(yòng)下(xià)被完全氧化(huà↓")和(hé)分(fēn)解,達到(dào)淨化(huà)氣體(tǐ)目的(d★σ☆e)。催化(huà)燃燒是(shì)典型的(de)氣固相(xε↔ iàng)催化(huà)反應,其原理(lǐ)是(shì)ε§活性氧參與深度氧化(huà)作(zuò)↑'用(yòng)。在催化(huà)燃燒過程中,催化(huà)劑的(de)作(zuò'★←)用(yòng)是(shì)降低(dī)反應的(de)活化(huà)能 (néng),同時(shí)使反應物(wù)分(fēn)☆<£子(zǐ)富集在催化(huà)劑表面上(shàng)以提高(gāo)反應速 ₽♠率。借助于催化(huà)劑,有(yǒu)機(jī)廢氣可(kě)以在較低(¶↓ dī)的(de)起燃溫度下(xià)無焰燃燒并且在釋放(fàng)α&γ&大(dà)量熱(rè)量,同時(shí)氧化(huà)分(fēn)解成CO2和(hé)H2O。
2、什(shén)麽是(shì)低(dī)溫催化(huà)劑
低(dī)溫催化(huà)劑性能(néng)指标:起燃溫度≤200℃,氧化(huà)轉化(huà)效率≥95%,孔密度2≥λ$$00-400cpsi,抗壓強度≥8MPa。
3、VOCs催化(huà)劑在催化(huà)燃燒系統中的(de)作(zuò)用(yòng)與影(y ǐng)響
通(tōng)常VOCs的(de)自(zì)燃燒溫度較高(gāo),通(tōng)過催化(huà)劑的(de)€♠←活化(huà),可(kě)降低(dī)VOCs燃燒的(de)÷≤活化(huà)能(néng),從(cóng)而降低(dī)起燃溫度,減少(shǎo÷←π>)能(néng)耗,節約成本。另外(wài):一(yī)般(無催化(hu∑εà)劑存在)的(de)燃燒溫度都(dōu)會(h♦↔★uì)在600℃以上(shàng),這(zhè)樣的(de)燃燒↑α會(huì)産生(shēng)氮氧化(huà)物(wù),就(jiù)是(s₩♦hì)常說(shuō)的(de)NOx,這(zhè)也(yě)是(shì)要(yλ÷₩"ào)嚴格控制(zhì)的(de)污染物(wùα®✔)。催化(huà)燃燒是(shì)沒有(yǒu)明($α≤σmíng)火(huǒ)的(de)燃燒,一(yī)般低(dī)于35↕÷←δ0℃,不(bù)會(huì)有(yǒu)NOx生(shēng)成,因此更為(wèi)安全和(h±≈≈αé)環保。
4、什(shén)麽是(shì)空(kōng)速?影(yǐng)響空(kōng)速的(de$φε)因素有(yǒu)哪些(xiē)
在VOCs催化(huà)燃燒系統中,反應空(kōng)速通(tōng)常指體§×(tǐ)積空(kōng)速(GHSV),體(tǐ)現(xi८÷n)出催化(huà)劑的(de)處理(lǐ)能(né₩™ng)力:反應空(kōng)速是(shì)指規定的(de)條件(jiàn)下(xià),單位'α時(shí)間(jiān)單位體(tǐ)積催化(huà)劑處理(lǐ)的<✔(de)氣體(tǐ)量,單位為(wèi)m3/(m3催化(huà)劑•h)∑←β€,可(kě)簡化(huà)為(wèi)h-1。例如(r✘φ∞ú)産品标注空(kōng)速30000h-1:代表每立方催化(huà)劑每小(xiǎo)時( λshí)能(néng)處理(lǐ)30000m3廢氣。§₩空(kōng)速體(tǐ)現(xiàn)出催化(huà)劑的(de)VOCs處理(lǐ) ₩®能(néng)力,因此和(hé)催化(huà)劑的(de)性能(néng)↕₽→息息相(xiàng)關。
5、貴金(jīn)屬負載量與空(kōng)速的(de)關系,貴金(jīn)屬含量§♦•∏是(shì)越高(gāo)越好(hǎo)嗎(ma)?
貴金(jīn)屬催化(huà)劑的(de)性能(néng)與貴金(jīn)屬©γ的(de)含量、顆粒大(dà)小(xiǎo)和(hé)分(fēn)散度相∞≈→(xiàng)關。理(lǐ)想狀态下(xià),貴金(jīn)屬高(gāo)÷₽♠度分(fēn)散,此時(shí)的(de)貴金(jīn)屬以極小(xiǎo)•γ的(de)顆粒(幾個(gè)納米)存在于載體(tǐ)上(shàng),貴金(jīnΩ∑)屬得(de)到(dào)最大(dà)程度的(de)利用(yòng),此時(shí)催化(huà≥✔)劑的(de)處理(lǐ)能(néng)力與貴™ 金(jīn)屬含量成正相(xiàng)關。然而當貴金(jīn)>"屬含量高(gāo)到(dào)一(yī)定程度後,金(jīn)屬顆粒容易聚集長(chángφ→♣Ω)大(dà)成為(wèi)較大(dà)的(de)顆粒,貴金(jīn)屬與VOCs的(de¶✘)接觸面反倒下(xià)降,大(dà)部分(fēn)貴金(jīn)屬被包在內(nèi"σ)部,此時(shí)增加貴金(jīn)屬含量反而不(bù)利于催化£÷(huà)劑活性的(de)提高(gāo)。
6、氣體(tǐ)燃燒後,氣體(tǐ)體(tǐ)積膨脹對(duì)空(kōng)速的(dφ↕e)影(yǐng)響
穩定運行(xíng)狀态下(xià),氣體(tǐ)體(γ''tǐ)積膨脹對(duì)空(kōng)速影(yǐng)響不(bù)大(dà),因為(wèi)一€&$✘(yī)般而言VOCs含量不(bù)高(gāo),僅僅這(zhè)部分(fēn)氣體(tǐ)的(de)膨脹♦γ,體(tǐ)積流量的(de)增加很(hěn)少(shǎo)。
7、納米級催化(huà)劑的(de)優勢
納米催化(huà)劑是(shì)指催化(huà)劑的(de)有(yǒu)效成分♣(fēn)(比如(rú)貴金(jīn)屬)以納米的(de)尺度分(fēn)散在載體(tǐ)<>εδ上(shàng),催化(huà)劑的(de)有(yǒu)<¶ 效成分(fēn)盡可(kě)能(néng)多(duō)地(dì)暴露在氣體(tǐ©>')中,使兩者的(de)接觸機(jī)會(huì)大(dà)大(dà)增加,這(zhè)樣的(de)σ"≈∞催化(huà)劑一(yī)般性能(néng)π更為(wèi)優越。
8、起燃溫度和(hé)完全轉化(huà)溫度的(d∞±e)定義,以及與廢氣濃度的(de)關系
起燃溫度:淨化(huà)率達到(dào)10%所需要(yào)的(de)溫度完全轉"Ω換溫度:淨化(huà)率>98%所需要(γδ✔yào)的(de)溫度催化(huà)燃燒一(yī)≈≠↑經點起燃将在很(hěn)短(duǎn)時(shí)間(jiān)內(nèi)達到(dà↓o)高(gāo)溫,而廢氣的(de)濃度達到(d♠™ào)一(yī)定程度後,其反應放(fàng)熱(rè)可(kě)實現(xiànε≤♠)自(zì)熱(rè)催化(huà)反應。
9、催化(huà)劑的(de)堆碼方式
在壓降允許的(de)範圍內(nèi),催化(huà)劑應按照(zhào)“高(gāo)瘦型”方式堆放(fàng),高(gāo)徑比應大(dà)于1.β∏<δ5。否則靠器(qì)壁的(de)催化(hβ uà)劑的(de)利用(yòng)率會(huì)較低(dī↔★σε),影(yǐng)響整體(tǐ)催化(huà)劑床層的(de)催化(huà)效果。孔道•§(dào)與氣體(tǐ)流向一(yī)緻,保持一(yī)定孔道(dào)γ長(cháng)度,各段催化(huà)塊應錯(cuò)開(kāi)擺放(fàng),四邊與反應器(←≥©←qì)爐壁接觸部位應采用(yòng)鋼骨架折邊或采用(yòng)耐高(gāo£>∑)溫材料密封防止廢氣漏通(tōng)。
10、廢氣預處理(lǐ)可(kě)延長(cháng)催化(huà)劑和(hé)催化(h←<&≤uà)燃燒設備的(de)壽命原因分(fēn)析
廢氣可(kě)能(néng)含有(yǒu)一(yī)些(xiē)對(duì)催化(huà)劑 ×λβ有(yǒu)害成分(fēn),如(rú)果已知(zhī)有(yǒu)這(zhè)樣的(de)化(hε§ uà)學物(wù)質存在,則要(yào)對(duì)廢氣做(♦→©zuò)預處理(lǐ),否則這(zhè)些(xi>®↑ē)有(yǒu)害成分(fēn)會(huì)對(duì)催化(huà)劑的(de)壽命産生(↑€♠shēng)很(hěn)大(dà)影(yǐng)響。廢氣應經過預處理(lǐ)(除塵除油除濕)再通(tōng)入催化(huà)倉。灰塵、積碳及高(gāo)沸粘性物(wù)§™<附著(zhe)于催化(huà)劑表面,覆蓋催化(huà)劑活性位點,會(huì)πλ≠導緻催化(huà)劑催化(huà)作(zuò)用(yòng),因此,應盡量避免灰塵及高(©✔φgāo)沸粘性物(wù)的(de)引入。較高( ₹λgāo)濕度環境中,水(shuǐ)蒸氣和(hé)油霧漆霧在高(gāo)≤÷÷ 溫下(xià)容易與催化(huà)劑發生π×ε♦(shēng)作(zuò)用(yòng),造成催化(huà)劑燒結失活,因此應盡量減少(s♦®hǎo)水(shuǐ)蒸氣和(hé)油霧漆霧進入催化('•φ→huà)劑床層。
11、催化(huà)燃燒系統廢氣濃度控制(zhì)的(de)重要(yào)性
合适的(de)廢氣濃度可(kě)以保證催化(huà)燃燒系統安全高(gāo)效的(de)處理(lλ→ǐ)廢氣,同時(shí)有(yǒu)利于延長(chán®∑ ∏g)設備和(hé)催化(huà)劑的(de→∑)使用(yòng)壽命。濃度過低(dī):大(dà)ε♥量的(de)能(néng)量用(yòng)于加熱(rè)空(kōng)氣,能(>®&néng)耗高(gāo),反應放(fàng)熱(rè)不(bù)足以維持系統的&≠(de)自(zì)熱(rè)燃燒,這(zhè)種工(gōng)況建議(y←÷ì)對(duì)廢氣進行(xíng)濃縮。濃度過高(gāo):燃爆風(fēng)險;溫升過高(gāo),燃燒溫度過高(gāo)(長(cháng)時(sh≈ ÷₽í)間(jiān)高(gāo)于600度),對(duì)設備和(hé)催€ λ化(huà)劑都(dōu)有(yǒu)傷害,這(≈↕×☆zhè)種工(gōng)況建議(yì)加新風(fēng)稀釋廢氣♣♦↑φ至爆炸下(xià)限以下(xià)。
12、催化(huà)燃燒設備啓動和(hé)停車( ₽chē)注意事(shì)項
系統啓動前,新鮮空(kōng)氣預熱(rè)催化(hu™¶δà)劑,然後預熱(rè)廢氣至250度以上(shàng)方可(kě)引入↕¥×δ催化(huà)倉;系統停車(chē)前,€γ≠∏先切斷廢氣,繼續加熱(rè)催化(huà)劑并通(tōng)入新鮮空(®₹ ←kōng)氣,保溫0.5小(xiǎo)時(shí),再切斷電(diàn)源。
13、催化(huà)劑中毒說(shuō)明(míng)
某些(xiē)化(huà)學物(wù)質會(huì&$®)使催化(huà)劑中毒,例如(rú)含磷,硫,鉛,汞,λ♠•砷及鹵素等的(de)有(yǒu)機(jī)或無機♠β→÷(jī)物(wù)對(duì)催化(huà)劑的(d₽ e)破壞作(zuò)用(yòng)很(hěn)強,将導緻催化(huà)劑的(de)永久性失活,無≤≈↓γ法恢複活性。
14、催化(huà)劑積碳的(de)處理(lǐ)
可(kě)将催化(huà)劑在新鮮空(kōng)氣中,加熱(rè)₽≤ 至500℃,保持2-4小(xiǎo)時(shí),可(kě)除去₹ ¶ (qù)或部分(fēn)除去(qù)積碳。
15、影(yǐng)響催化(huà)劑壽命的(de)因素
催化(huà)劑的(de)使用(yòng)請(q≈↑πǐng)嚴格遵照(zhào)催化(huà)劑的(d¶™ e)使用(yòng)工(gōng)況說(shuō)明(míng)。影(yǐng)響₩§≤催化(huà)劑壽命的(de)因素有(yǒu):廢氣的(de)預處理(lǐ)狀∞✘€況即廢氣的(de)潔淨度,催化(huà)倉的↑δβ§(de)溫度,鹵素和(hé)催化(huà)劑的(deφπ )毒物(wù),以及催化(huà)燃燒設備的(de)操作(zuò)規程等。
