催化燃烧技术适合处理连续排放的气体

时间：2015-06-09 来源：龙泰环保设备关键词：催化燃烧技术,废气处理工艺, 浏览：

导读：催化燃烧技术适合处理连续排放的气体,催化燃烧法是在催化剂的存在下，废气中可燃组分能在较低的温度下进行燃烧反应，这种方法能节约燃料的预热，提高反应速度，减少反应器的容积，提高一种或几种反应物与另一种或几种反应物的相对转化率。...

有机废气催化燃烧在催化剂的作用下，使有机废气中的碳氢化合物在温度较低的条件下迅速氧化成水和二氧化碳，达到治理的目的。催化燃烧法处理工业有机废气是20世纪40年代末出现的技术。

催化燃烧过程是在催化燃烧装置中进行的。有机废气先通过热交换器预热到200～400℃，再进入燃烧室，通过催化剂床时，碳氢化合物的分子和混合气体中的氧分子分别被吸附在催化剂的表面而活化。由于表面吸附降低了反应的活化能，碳氢化合物与氧分子在较低的温度下迅速氧化，产生二氧化碳和水。

燃烧法主要有根据燃烧的温度及辅助介质不同又分为直接燃烧法和催化燃烧法两种。

催化燃烧法较适合于高浓度、小风量废气的净化，在处理低浓度的废气时，由于要维持300～400℃的催化燃烧温度，需借助于活性炭吸附等浓缩工艺来提高废气的燃烧热值，但废气中的水气、油污及颗粒物易引起活性炭吸附容量下降及催化剂中毒失活等问题，使得该方法的推广和使用在一定程度上受到了限制。

直接燃烧法是投加辅助燃料与废气一起送入焚烧炉燃烧，直接焚烧工艺成熟，控制一定的温度条件下污染物去除效率高，焚烧彻底，但在使用过程中一般会有一下问题：

①若焚烧含氯、溴代有机物和芳烃类物质时极易产生二恶英类强致癌物质，尤其在焚烧炉启动和关闭过程中更易产生，为避免二恶英类物质产生，须提高燃烧温度在1200℃以上，若保持如此高的燃烧温度不仅运转费用高，而且对焚烧炉的要求也大大提高。

②焚烧含氯代有机物时会产生氯化氢腐蚀问题，尤其是在高温状态下，氯化氢的腐蚀性能大大增强，不仅对管道存在腐蚀，更严重的是会引起焚烧炉的腐蚀。

③焚烧时存在爆炸的潜在危险，尤其是易挥发性可燃气体，若达到其爆炸极限遇明火则有可能引起爆炸。

另外，若废气中含有卤素、氮元素和硫元素的情况下，采用燃烧法极易产生二次污染物质二恶英、氮氧化合物和硫氧化合物。

治理烘干室(炉)产生的废气主要是采用催化燃烧法。在涂装废气处理中催化燃烧法是催化法和燃烧法的有机结合。

催化法净化气体污染物是利用催化剂的催化作用，使废气中的有害组分发生化学反应转化为无害物质或易于处理和回收利用的物质的一种方法。在进行化学反应时，向反应系统中加入少量某种物质，可使反应进行的速度明显加快，而在反应终了时，这些物质的量及性质几乎不发生什么变化，加入的这些少量物质被称为催化剂，催化剂的这种作用被称为催化作用。

催化剂一般是由多种物质组成的复杂体系，按各成分所起作用的不同，主要分为：①活性组分，是催化剂对某一反应是否具有加速作用的关键组分;②载体，是分散、负载活性组分的支撑物，能加在催化剂的反应表面并改善催化剂的使用性能;③助催剂，是改善催化剂活性及热稳定性能的添加物。

催化剂的活性表现为对反应速度具有明显的改变外，还具有如下特点。

①催化剂只能缩短反应到达平衡的时间，而不能使平衡移动，更不可能使热力学上不可发生的反应进行。

②催化剂性能具有选择性，即特定的催化剂只能催化特定的反应。

③每一种催化剂都有它的特定活性温度范围，低于活性温度下限的，反应速度很慢，或不能发挥作用。

每一种催化剂都有中毒、衰老的特性，通常由于某种少量杂质的强有力吸附键优先吸附在活性表面上，而且这种过程常常是不可逆的，导致中毒。衰老主要是由于低熔量活性组分的流失表面烧结及机械性破坏等。

因此，筛选合适的催化剂是催化法的关键，一般要求选用的催化剂具有很好的活性和选择性、足够的机械强度、良好的热稳定性和化学稳定性以及经济性。采用催化法治理钢桶烘干室废气，一般使用的催化剂有Pt、Pd、Rh、CuO、Cr2O3、Mn2O3、稀土金属氧化物等。

催化法包括催化氧化和催化还原法两种。该方法净化效率高，净化效率受废气中污染物浓度影响较小。而且在治理过程中，无需将污染物与主气流分离，可直接将主气流中的有害物转化为无害物。避免了二次污染。但所用催化剂价格往往比较昂贵，操作上要求较高，废气中的有害物质很难做为有用物质进行回收等是该法存在的缺点。

燃烧法是伴随有光和热的激烈化学反应过程，在有氧存在的条件下，当混合气体中可燃组分浓度在燃烧极限范围内时，一经明火点燃，可燃组分即可进行燃烧。燃烧法即是对含有可燃有害组分的混合气体加热到一定温度后，组分与氧反应进行燃烧，或在高温下氧化分解，从而使这些有害组分转化为无害物质的方法。该方法主要应用于碳氢化合物、一氧化碳等有害物质的净化处理。

催化燃烧法是在催化剂的存在下，废气中可燃组分能在较低的温度下进行燃烧反应，这种方法能节约燃料的预热，提高反应速度，减少反应器的容积，提高一种或几种反应物与另一种或几种反应物的相对转化率。

催化燃烧处理废气的优点：

①可以降低有机废气的起始燃烧温度。例如甲醇、甲醛在以氧化铝为载体的Pt催化剂(Pt/Al2O3)的作用下,室温下就开始燃烧,而直接燃烧法起始燃烧点通常为300～600℃。

②燃烧不受碳氢化合物浓度的限制。

③基本上不会造成二次污染。

④设备较简单，投资少，见效快。

催化燃烧法存在的主要问题是催化剂易中毒和不耐高温。易使催化剂中毒的物质有焦油、油烟、粉尘、铅化合物和硫、磷、卤族元素的化合物等。为了保持催化剂的活性，一般都采用前处理的办法，预先除掉有毒物质。近几年来，含稀土元素的钙钛矿结构的复合氧化物催化剂的研制在提高耐高温性能等方面有所进展。中国研制的稀土元素催化剂已用于有机废气的治理。

催化燃烧的主要优点是操作温度低、燃料耗量低、保温要求不严格、能减少回火及火灾危险。但催化剂较贵，需要再生，基建投资高。

总之，催化燃烧法工艺比较简单，操作方便，可回收燃烧后的热量，但不能回收有用物质，并容易造成二次污染。

催化燃烧法适用轻工、印染、医药废气处理、制药厂废气处理、药厂废气处理、钢铁、机械、印刷废气处理、喷漆废气处理、电子厂废气处理、仪表、电镀厂废气处理等工业部门生产过程中排放的有机废气如苯废气处理、甲苯废气处理、二甲苯废气处理、乙酸乙酯废气处理、丙酮丁酮废气处理等有机废气处理；硫酸、硝酸、盐酸、氢氟酸等尾气及硫氧化物（SOx）、氮氧化物（NOx）、碳氧化化物（CO、CO2）、氰化物（HCN）等酸碱性气体，采用龙泰工业废气处理设备，都可得到满意的废气处理效果。

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