有機廢氣催化燃燒技術(shù)是指在催化劑的作用下，使有機廢氣中的碳氫化合物在溫度較低的條件下迅速氧化成水和二氧化碳，達到治理的目的。催化燃燒廢氣處理法處理工業(yè)有機廢氣是20世紀(jì)40年代末出現(xiàn)的技術(shù)。從1949年美國研制出世界上第一套有機廢氣催化燃燒裝置到現(xiàn)在，這項技術(shù)已廣泛地應(yīng)用于油漆、橡膠加工、塑料加工、樹脂加工、皮革加工、食品業(yè)和鑄造業(yè)等部門，也用于汽車廢氣凈化等方面。中國在1973年開始催化燃燒處理法用于治理漆包線烘干爐排出的有機廢氣,隨后又在絕緣材料、印刷工業(yè)等方面進行了研究,使催化燃燒設(shè)備得到了廣泛的應(yīng)用。有機廢氣催化燃燒設(shè)備系統(tǒng)組成部分,裝置特點及優(yōu)勢
1、改善燃燒過程、起燃溫度低、反應(yīng)速率快；節(jié)省能源；
2、適用范圍廣，催化燃燒幾乎可以處理所有的烴類有機廢氣及惡臭氣體。
3、對于有機化工、涂料、絕緣材料等行業(yè)排放的低濃度、多成分、又沒有回收價值的廢氣,采用吸附一催化燃燒法的處理效果更好、經(jīng)濟合理。
4、處理效率高,無二次污染。廢氣的凈化率在95%以上，終產(chǎn)物主要為CO2 和H2O。
RTO（Regenerative Thermal Oxidizer，蓄熱室氧化器），其工作原理是在高溫下（800℃左右）將有機廢氣氧化生成CO2和H2O，從而凈化廢氣，并回收分解。安居樂RTO工藝示意圖： 產(chǎn)品性能特點： ①可實現(xiàn)全自動化控制，操作簡單，運行穩(wěn)定，安全可靠性高。 ②VOC的分解效率99%以上； ③采用多項先進技術(shù)，使設(shè)備簡化，易于維修，并降低了運行成本。 ④廢氣在爐內(nèi)停留時間長,爐內(nèi)無死區(qū)； ⑤不產(chǎn)生NOX等二次污染。 ⑥操作費用低，超低燃料費。有機廢氣濃度在500PPM以上時，RTO裝置基本不需添加輔助燃料。
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熱氧化法可分為三種: 熱力燃燒式、間壁式和蓄熱式。它們的主要區(qū)別在于熱量回收方式的不同。三種方法都可以和催化法結(jié)合起來以降低反應(yīng)溫度。 a. 熱力燃燒式熱氧化器。熱力燃燒式熱氧化器一般指的是氣體焚燒爐。它由助燃劑、混合區(qū)和燃燒室組成。助燃劑 (天然氣、 石油等) 作為輔助燃料, 燃燒產(chǎn)生的熱在混合區(qū)對 VOC 廢氣進行預(yù)熱,燃燒室為預(yù)熱后的廢氣提供足夠大的空間和足夠長的時間以完成最終的氧化反應(yīng)。 在供氧充足的前提條件下, 氧化反應(yīng)的程度(影響最終的VOC 去處率)取決于“三T條件” : 反應(yīng)溫度(Temperature)、駐留時間(Time)、湍流混合情況(Turbulence)。這 “三T條件”是互相聯(lián)系的, 在一定范圍內(nèi)改善一個條件可使另外兩個條件降低。熱 力燃燒式熱氧化器的一個最大缺點是輔助燃料價格太高, 致使裝置的操作費用很高。 b. 間壁式熱氧化器。間壁式熱氧化是指在熱氧化裝置中加入間壁式熱交換器, 熱交換器把從燃燒室排出的高溫氣體所帶的熱量傳遞給氧化裝置進口處的低溫氣體, 預(yù)熱后發(fā)生氧化反應(yīng)。 由于目前的間壁式熱交換器最高可獲得85%的熱回收率,所以極大地降低了輔助燃料的消耗。 間壁式熱交換器通常設(shè)計成管式、殼式或板式。由于通常的熱氧化溫度要保持在 800℃—1000℃, 所以間壁式熱交換器必須由耐熱、耐腐蝕的不銹鋼或合金材料制成。這就使得間壁式熱交換器的造價很高, 這是間壁式熱氧化器的一個缺點。同時材料的熱應(yīng)力也不易消除, 這是間壁式熱氧化器的另一個缺點。 c. 蓄熱式熱氧化器。蓄熱式熱氧化器(Regenerative Thermal Oxidizer , 以下簡稱RTO), 是在熱氧化裝置中加入蓄熱式熱交換器, 預(yù)熱 VOC 廢氣,再進行氧化反應(yīng)。 隨著蓄熱材料的發(fā)展,目前蓄熱式熱交換器的熱回收率已能達到95%以上, 而且占用空間越來越小。這樣輔助燃料的消耗很少(甚至不用輔助燃料,且當(dāng) VOC 的濃度達到一定值以上時, 還可從 RTO 輸出熱量)。同時, 由于目前的蓄熱材料都選用陶瓷填料, 所以可處理腐蝕性或含有顆粒物的 VOC 廢氣。 RTO裝置又可分為閥門切換式和旋轉(zhuǎn)式。 閥門切換式RTO是最常見的一種 RTO。其由兩個或多個陶瓷填充床, 通過閥門的切換, 改變氣流的方向, 從而達到預(yù)熱VOC 廢氣的目的。圖 1 是典型的兩床式RTO示意圖及工作原理。
兩床式RTO主體結(jié)構(gòu)由燃燒室、兩個陶瓷填料蓄熱床和兩個切換閥組成。當(dāng) VOC 廢氣由引風(fēng)機送入蓄熱床1后, 該床放熱, VOC 廢氣被加熱, 在燃燒室氧化燃燒,氣體通過蓄熱床2, 該床吸熱, 燃燒后的潔凈氣被冷卻, 通過切換閥后排放。在達到規(guī)定的切換時間后, 閥切換, VOC 廢氣從蓄熱床 2 進入, 蓄熱床 2放熱, VOC廢氣被氧化燃燒, 氣體通過蓄熱床 1, 該床吸熱, 燃燒后的潔凈氣被冷卻, 通過切換閥后排放。如此周期性切換, 就可連續(xù)處理 VOC 廢氣。 近年來, 國外又研制開發(fā)出旋轉(zhuǎn)式RTO。該裝置由一個燃燒室、一個圓柱形分成幾瓣獨立區(qū)域的陶瓷蓄熱床和一個旋轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)向器組成。通過旋轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)向器的旋轉(zhuǎn), 就可改變陶瓷蓄熱床不同區(qū)域的氣流方向, 從而連續(xù)地預(yù)熱 VOC 廢氣, 在燃燒室氧化燃燒后就可去除 VOC。 相對于閥門切換式RTO,旋轉(zhuǎn)式RTO由于只有一個活動部件(旋轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)向器) , 所以運行更可靠, 維護費用更低, 但缺點是旋轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)向器不易密封,泄露量大, 影響VOC的凈化率。
RTO設(shè)備的特點：
1）產(chǎn)品設(shè)計考慮客戶的生產(chǎn)工藝，重視前端控制和末端治理的結(jié)合；
2）凈化效率高，旋轉(zhuǎn)RTO可達到99%以上；
3）對余熱進行綜合利用，產(chǎn)生經(jīng)濟效益；
4）優(yōu)化設(shè)計的結(jié)構(gòu)、通風(fēng)系統(tǒng)，確保最好的處理效果和使用體驗；
5）充分考慮系統(tǒng)的安全與防護，為客戶提供安全可靠的后抽離設(shè)備與技術(shù)。
RTO廢氣處理設(shè)備應(yīng)用范圍： 含苯系物、酚類、醛類、酮類、醚類、酯類等有機成分的石油、化工、塑料、橡膠、制藥、印刷、農(nóng)藥、制鞋、電力電纜生產(chǎn)行業(yè)等。有機廢氣濃度在100PPM—20000PPM之間。
對有機廢氣催化燃燒處理工藝的選擇主要取決于：
1、燃燒過程的放熱量，即廢氣中可燃物的種類和濃度；
2、起燃溫度，即有機組分的性質(zhì)及催化劑活性；
3、熱量回收率等。當(dāng)回收熱量超過預(yù)熱所需熱量時，可實現(xiàn)自身熱平衡運轉(zhuǎn)，無需外界補充熱源，這是最經(jīng)濟的。
催化燃燒是放熱反應(yīng),放熱量的大小取決于有機物的種類及其含量。如能依靠廢氣燃燒的反應(yīng)熱維持催化燃燒過程持續(xù)進行是最經(jīng)濟的操作方法。而能否以自熱維持體系的正常反應(yīng)則取決于燃燒過程的放熱量、催化劑的起燃溫度、熱量回收率、廢氣的初始溫度等條件。催化劑相應(yīng)的起燃溫度分別為200℃、250℃、300℃；廢氣的初始溫度分別為30℃和150℃。廢氣的初始溫度越高，廢氣中有機物的濃度越高，實現(xiàn)自熱運轉(zhuǎn)的可能性越大。而工業(yè)有機廢氣中5000mg/m3左右的有機物殘留量是常見的，只要熱交換器的換熱效率能達到50%-60%就可利用熱交換器回收燃燒反應(yīng)熱來維持催化燃燒的持續(xù)進行。
催化燃燒廢氣處理技術(shù)優(yōu)點：
1、起燃溫度低,節(jié)省能源
有機廢氣催化燃燒與直接燃燒相比,具有起燃溫度低、能耗低的顯著特點。在某些情況下,催化燃燒達到起燃溫度后便無需外界供熱。
2、適用范圍廣
催化燃燒幾乎可以處理所有的烴類有機廢氣及惡臭氣體。對于有機化工、涂料、絕緣材料等行業(yè)排放的低濃度、多成分、無回收價值的廢氣,采用吸附--催化燃燒法的處理效果更好。
3、處理效率高,無二次污染
用催化燃燒法處理有機廢氣的凈化率一般都在95%以上,最終產(chǎn)物為無害的CO2 和H2O (雜原子有機化合物還有其他燃燒產(chǎn)物),且由于燃燒溫度低,能大量減少NOX 的生成,因此不會造成二次污染。但是其缺點是工藝條件要求嚴(yán)格，不允許廢氣中含有影響催化劑壽命和處理效率的塵粒和霧滴，也不允許有使催化劑中毒的物質(zhì)，以防催化劑中毒，因此采用催化燃燒技術(shù)處理有機廢氣必須對廢氣作前處理。
噴涂有機廢氣經(jīng)預(yù)處理設(shè)備處理后進入活性炭吸附床+有機廢氣催化燃燒處理裝置工藝圖
啟綠環(huán)保系列活性炭吸附脫附催化燃燒處理一體化設(shè)備特點：
(1)設(shè)備緊湊，可制成集活性炭吸附脫附和控制于一體，設(shè)備占地面積??；
(2)吸附凈化效率達90%以上，催化凈化效率達97%以上，凈化效率高；
(3)催化劑使用我公司生產(chǎn)的專用催化劑，使用壽命長；
(4)脫附過程自動運行，設(shè)備操作簡單，管理方便；
(5)該設(shè)備僅適用于間歇式產(chǎn)生有機廢氣的場合。
(6)采用薄層的活性炭纖維（ACF）作為吸附單元，吸附效率高，氣流阻力小。
(7)再生速度快，再生能耗低。
(8)采用PLC全自動控制，無人值守運行。
(9)吸附器吸附循環(huán)周期快、安全高效。
三、有機廢氣催化燃燒裝置適應(yīng)范圍
有機廢氣催化燃燒裝置應(yīng)用于油漆、橡膠加工、塑料加工、樹脂加工、皮革加工、食品行業(yè)和鑄造等行業(yè)有機廢氣處理，目前漆包線烘干廢氣、涂布烘干有機廢氣、油墨廢氣應(yīng)用最為廣泛。
