活性炭吸附脫附+催化燃燒(RCO)(圖7)
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- 信息介紹
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· 蓄熱式催化氧化——RCO
蓄熱式催化氧化是在催化氧化的基礎(chǔ)上,結(jié)合蓄熱式燃燒的有點(diǎn)而研發(fā)的,適用于三苯、酮、酯、醛、酚等各種工業(yè)排放的有機(jī)廢氣和異味惡臭氣體。其原理是通過催化氧化的方法將污染物徹底氧化為CO2和H2O,同時(shí)利用蓄熱材料反復(fù)回用反應(yīng)產(chǎn)生的熱量,達(dá)到減少運(yùn)行費(fèi)用的目的。
蓄熱式催化氧化主要結(jié)構(gòu)由燃燒室、陶瓷填料床、催化劑和切換閥等組成:
RCO設(shè)備特點(diǎn)
本設(shè)備采用一體化設(shè)計(jì),具有如下優(yōu)點(diǎn):
①反應(yīng)溫度低。蓄熱燃燒反應(yīng)器(RTO)需要較高的熱氧化反應(yīng)溫度(>800℃),與之相比,RCO的催化氧化反應(yīng)溫度明顯降低(200-400℃),可減少NOx的產(chǎn)生。
②熱回收效率高。傳統(tǒng)的帶換熱器的催化燃燒反應(yīng)設(shè)備的熱量回收效率為30%-50%,與之相比,RCO的熱回收效率在90%以上。凈化后的廢氣出口溫度近略高于進(jìn)口溫度。
③操作彈性大??杀苊鈴U氣中VOCs濃度的波動(dòng)導(dǎo)致的出口污染物濃度超標(biāo)。在合適的廢氣濃度條件下(一般>2?3g/m3,視VOC的熱值而定)無需添加輔助燃料而實(shí)現(xiàn)自供熱操作;
④維護(hù)工作量少、操作安全可靠;有機(jī)沉積物可周期性地清除,蓄熱體可更換;
⑤裝置使用壽命較長(zhǎng),催化劑可更換。
RCO工作原理
廢氣經(jīng)收集后,通過旋轉(zhuǎn)閥門進(jìn)入事先蓄熱的蓄熱層,蓄熱層將熱量傳遞給廢氣,廢氣達(dá)到反應(yīng)溫度后,在催化劑層上發(fā)生氧化反應(yīng),反應(yīng)后的氣體通過另外一個(gè)蓄熱層,將熱量傳遞給該蓄熱層,氣體得到冷卻,蓄熱層溫度得到升高。到達(dá)一定程度的時(shí)候,氣體流向發(fā)生反轉(zhuǎn),未處理的低溫廢氣進(jìn)入上一循環(huán)已蓄熱的蓄熱層,然后發(fā)生催化反應(yīng)后,又將熱量傳遞給上一循環(huán)冷卻的蓄熱層。如此循環(huán)操作,實(shí)現(xiàn)污染物的催化氧化反應(yīng)和熱量的循環(huán)。
1. 蓄熱原理
蓄熱蜂窩陶瓷具有大的熱容(大于1000J/kg?k),大的比表面積(大于1000m2/m3),也具有良好的傳熱性能(導(dǎo)熱系數(shù),大于3w/m*k)。當(dāng)常溫空氣經(jīng)過一個(gè)蓄熱室內(nèi)的蓄熱體等時(shí)被加熱,在極短時(shí)間內(nèi)常溫空氣被加熱到接近催化反應(yīng)溫度;與此同時(shí)反應(yīng)后的煙氣經(jīng)過另一個(gè)蓄熱室排入大氣,反應(yīng)后的高溫?zé)釤煔馔ㄟ^蓄熱體時(shí)將顯熱傳遞給蓄熱體,然后以50-70℃的低溫排出。氣體進(jìn)出口閥門以一定的頻率進(jìn)行切換,使蓄熱體處于蓄熱與放熱交替工作狀態(tài),實(shí)現(xiàn)熱量的儲(chǔ)存和釋放,達(dá)到節(jié)能的效果。
2. 催化劑工作原理
催化燃燒是借助催化劑在低溫(200~400℃)下,實(shí)現(xiàn)對(duì)有機(jī)物的完全氧化,因此,能耗少,操作簡(jiǎn)便,安全,凈化效率高,在有機(jī)廢氣特別是回收價(jià)值不大的有機(jī)廢氣凈化方面,比如化工,噴漆、絕緣材料、漆包線、涂料生產(chǎn)等行業(yè)應(yīng)用較廣。
催化劑定義:催化劑是一種能提高化學(xué)反應(yīng)速率,控制反應(yīng)方向,在反應(yīng)前后本身的化學(xué)性質(zhì)不發(fā)生改變的物質(zhì)。
(2)催化作用機(jī)理:催化劑本身參加了反應(yīng),使反應(yīng)改變了原有的途徑,使反應(yīng)的活化能降低,加速了反應(yīng)速度。例如反應(yīng)A+B→C是通過中間活性結(jié)合物(AB)過渡而成的,即:A+B→[AB]→C其反應(yīng)速度較慢。當(dāng)加入催化劑K后,反應(yīng)從一條很容易進(jìn)行的途徑實(shí)現(xiàn):A+B+2K→[AK]+[BK]→[CK]+K→C+2K