催化燃烧工艺流程

根据废气的预热方式及富集方式,催化燃烧工艺流程可分为 3 种。

(1) 预热式。预热式是催化燃烧的基本流程形式。有机废气温度在100℃以下、浓度也较低时,热量不能自给,因此在进入反应器前需要在预热室加热升温。通常采用煤气或电加热将废气升温至催化反应所需的起燃温度;燃烧净化后的气体在热交换器内与未处理的废气进行热交换,以回收部分热量。

(2) 自身热平衡式。有机废气温度高且有机物含量较高,通常只需要在催化燃烧反应器中设置电加热器供起燃时使用,通过热交换器回收部分净化气体所产生的热量,正常操作下能够维持热平衡,不需补充热量。

(3) 吸附-催化燃烧。当有机废气的流量大、浓度低、温度低 , 采用催化燃烧需消耗大量燃料时,可先采用吸附手段将有机废气吸附于吸附剂上进行浓缩,然后通过热空气吹扫,使有机废气脱附成为高浓度有机废气(可浓缩10倍以上)后再进行催化燃烧。不需要补充热源就可维持正常运行。

有机废气催化燃烧工艺的选择主要取决于:

燃烧过程的放热量 , 即废气中可燃物的种类和浓度;

起燃温度 , 即有机组分的性质及催化剂活性;

热回收率等。当回收热量超过预热所需热量时,可实现自身热平衡,无需外界补充热源,这是经济的。

催化燃烧过程的热平衡

催化燃烧是放热反应,放热量的大小取决于有机物的种类及其含量。如能依靠废气燃烧的反应热维持催化燃烧过程持续进行是经济的操作方法。而能否以自热维持体系的正常反应则取决于燃烧过程的放热量、催化剂的起燃温度、热量回收率、废气的初始温度等条件。

以含甲苯的废气净化为例,设3种废气分别含甲苯8000mg/m3、4000mg/m、2000mg/m3,催化剂相应的起燃温度分别为200℃、250℃、300℃ , 废气的初始温度分别为30℃、 150℃,热交换器效率与需补充能量之间的关系。

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