VOCs大气处理设备的催化燃烧原理及应用注意事项

2020-02-13 13:13:56 admin 26

(一)催化燃烧反应原理

     催化燃烧设备中催化燃烧的反应原理是有机废气在较低温度下在催化剂的作用下被完全氧化和分解,达到净化气体目的。催化燃烧设备是典型的气固相催化反应,其原理是活性氧参与深度氧化作用。在催化燃烧过程中,催化剂的作用是降低反应的活化能,同时使反应物分子富集在催化剂表面上以提高反应速率。借助于催化剂,有机废气可以在较低的起燃温度下无焰燃烧并且在释放大量热量,同时氧化分解成CO2和H2O。

(二)什么是低温催化剂

     低温催化剂性能指标:起燃温度≤200℃,氧化转化效率≥95%,孔密度200-400cpsi,抗压强度≥8MPa。

(三)VOCs大气处理设备的催化剂在催化燃烧系统中的作用与影响

     通常VOCs的自燃烧温度较高,通过催化剂的活化,可降低VOCs燃烧的活化能,从而降低起燃温度,减少能耗,节约成本。

     另外:一般(无催化剂存在)的燃烧温度都会在600℃以上,这样的燃烧会产生氮氧化物,就是常说的NOx,这也是要严格控制的污染物。催化燃烧设备的催化剂反应是没有明火的燃烧,一般低于350℃,不会有NOx生成,因此更为安全和环保。

(四)什么是空速?影响空速的因素有哪些

     在VOCs大气处理设备的催化燃烧系统中,反应空速通常指体积空速(GHSV),体现出催化剂的处理能力:反应空速是指规定的条件下,单位时间单位体积催化剂处理的气体量,单位为m3/(m3催化剂•h),可简化为h-1。例如产品标注空速30000h-1:代表每立方催化剂每小时能处理30000m3废气。空速体现出催化剂的VOCs处理能力,因此和催化剂的性能息息相关。

(五)贵金属负载量与空速的关系,贵金属含量是越高越好吗?

     废气处理设备中的贵金属催化剂的性能与贵金属的含量、颗粒大小和分散度相关。理想状态下,贵金属高度分散,此时的贵金属以极小的颗粒(几个纳米)存在于载体上,贵金属得到最大程度的利用,此时催化剂的处理能力与贵金属含量成正相关。然而当贵金属含量高到一定程度后,金属颗粒容易聚集长大成为较大的颗粒,贵金属与VOCs的接触面反倒下降,大部分贵金属被包在内部,此时增加贵金属含量反而不利于催化剂活性的提高。

(六)催化燃烧设备废气浓度控制的重要性

     合适的废气浓度可以保证催化燃烧设备系统安全高效的处理废气,同时有利于延长设备和催化剂的使用寿命。

浓度过低:大量的能量用于加热空气,能耗高,反应放热不足以维持系统的自热燃烧,这种工况建议对废气进行浓缩。

浓度过高:燃爆风险;温升过高,燃烧温度过高(长时间高于600度),对设备和催化剂都有伤害,这种工况建议加新风稀释废气至爆炸下限以下。

(七)催化燃烧设备启动和停车注意事项

     系统启动前,新鲜空气预热催化剂,然后预热废气至250度以上方可引入催化仓;系统停车前,先切断废气,继续加热催化剂并通入新鲜空气,保温0.5小时,再切断电源。

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