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    催化燃燒知識普及

    2020-12-08 11:36:22

    由于國家對污染管控的越來越嚴格,對VOCs凈化監管也越來越規范。作為處理VOCs的主要技術-催化燃燒的應用日趨普及。  

    因此,生產和使用催化燃燒技術、濃縮催化燃燒技術、蓄熱催化燃燒技術的企業也如雨后春筍。很多環保設備公司和終端用戶對催化燃燒技術并不了解,甚至很多催化劑生產公司,也不完全了解。  

    1、什么是VOCs?  

    答:VOCs(揮發性有機物),是指常溫下飽和蒸汽壓大于70Pa、常壓下沸點在260℃以下的有機化合物,或在20℃條件下蒸汽壓大于或者等于10Pa具有相應揮發性的全部有機化合物。  

    2、VOCs的危害  

    答:VOCs也是參與大氣光化學反應主要物質,生成PM2.5和臭氧,是導致空氣質量下降的主要物質。對人體的影響包括損害神經、肺、腎臟、血液、肝臟及新陳代謝。  

    3、VOCs的主要成分與危害是什么?  

    答:常見VOCs:苯系物、石油烴化合物、有機氯化物、氟里昂系列、有機酮、胺、醇、醚、酯、酸等。印刷業常見:酯、醇、酮、苯等。  

    4、什么是催化劑?  

    答:催化劑是一種改變反應速率但不改變反應總標準吉布斯自由能的物質。催化劑能夠加快化學反應速率和改變化學反應途徑。催化劑在化學反應中引起的作用叫催化作用。  

    5、觸媒與催化劑?  

    答:在日文中“觸媒”是催化劑的意思,早期我們借用了日文的漢字“觸媒”?,F在我們采用了催化劑新名字,在日本和中國臺灣依然使用“觸媒”。  

    目前在商業上“觸媒”和“催化劑”使用的比較混亂,如光觸媒,光催化,合成氨催化的鐵觸媒和鐵催化劑。按照標準的用法,應該用催化劑而非“觸媒”。  

    6、直接燃燒與催化燃燒的區別?  

    答:直接燃燒就是把氣體溫度提高到自身可燃燒的溫度,一般需要850oC,類似于垃圾焚燒。催化燃燒就是在催化劑的幫助下,使VOCs的燃燒溫度降低,反應可以在320oC左右發生。  

    7、有不需要加熱的催化劑嗎?  

    答:經常碰到有人問,在不加熱的情況下,能不能催化VOCs。根據了解,目前只有氫氣,一氧化碳、甲醛的氧化反應能在室溫條件下進行。其他VOCs的催化燃燒都需要溫度。  

    8、催化劑的空速和接觸時間  

    答:反應空速是指規定的條件下,單位時間單位體積催化劑處理的氣體量,單位為m3/(m3催化劑˙h),即h-1??账俜从沉舜呋瘎┑奶幚砟芰?。  

    對于VOCs催化劑給出的是體積空速,體積空速=原料體積流量(Nm3˙h-1)/催化劑體積(m3)。  

    催化劑的接觸時間是反應氣體在催化劑床層中停留的時間,即反應時間。接觸時間(s)=3600/空速。  

    9、VOCs催化劑的起燃溫度  

    答:催化劑的VOCs的起燃溫度,是實驗室對催化劑活性的描述。起燃溫度,英文是light-offtemperature,這個目前也尚未統一,有的只有機物轉化率達到50%的溫度。對于VOCs,我認為以轉化率溫度99%的溫度來比較催化劑活性更加科學。  

    10、如果VOCs濃度下降,是否可相應減少催化劑?  

    答:曾經有人問,如果4000mg/m3的VOCs,設計裝催化劑500L,那么如果400mg/m3的VOCs是否只有裝50L催化劑就可以了?;卮疬@個問題比較復雜,只能說如果400mg/m3的VOCs依然需要500L催化劑。  

    11、催化劑床層高度對催化劑有影響嗎?  

    答:催化劑床層需要一個合理高度,一般為300mm。太高和太低會影響催化效果。  

    12、蜂窩催化劑如果上下直接填裝會堵塞孔道嗎?  

    答:到目前為止,還沒有聽說這種情況發生。  

    13、催化劑的中毒物質是什么?  

    答:樹脂、高沸點聚合物、焦油、重金屬,有機磷,磷化物,有機硅,及含氟有機物等物質。不過催化劑抗中毒性能與催化劑性能有關。  

    14、含Cl和含S的有機物會能用催化燃燒技術嗎?  

    答:取決于催化劑性能,不過處理后的尾氣需二次處理HCl、SOx等物質。  

    15、催化劑的熱穩定性  

    答:由于催化燃燒是強放熱反應,當VOCs濃度較高時,催化劑床層升溫明顯,因此要求催化劑有比較高的熱穩定性。實驗室是測試高溫焙燒催化劑的活性與新鮮催化劑活性的下降幅度來表征催化劑的熱穩定性的。  

    16、廢氣治理用哪種活性炭好?  

    答:第1種是柱狀活性炭,活性炭成圓柱狀。  

    這種活性炭的又是在于價格低,操作簡便,強度高,因此適合用于各種作業場所的除臭去毒及空調過濾網,空氣凈化機,中央空調過濾系統,空氣過濾器,空氣凈化器,汽車濾清器等。  

    第2種是蜂窩活性炭,這種活性炭成蜂窩狀,一般有正方體和長方體這些型號,可根據客戶的需要來現做蜂窩活性炭,這種活性炭的又是在于見效快,能長期使用。  

    但是價格高于柱狀活性炭一倍還多。用蜂窩活性炭可不同程度去除的污染物有:氧化氮、四氯化碳、氯、苯、二甲醛、丙酮、乙醇、乙醚、甲醇、乙酸、乙酯、苯乙烯、光氣、惡臭氣體等酸堿性氣體。因此適用于氣體排放污染嚴重一些。 

    第3種碳纖維活性炭,比表面積大,有效吸附量高。由于同樣重量的纖維的表面積是顆粒的近百倍,所以需要填充的活性碳纖維的重量非常小,然而吸附效率卻非常高,根據所處理廢氣的有機氣體含量和其它物理特性的不同,吸附效率在85%至98%之間,多級吸附工藝可以達到99.99%,遠遠高于活性碳顆粒吸附法的吸附率88%,而且體積及總重量也都很小。  

    17、低溫等離子廢氣處理設備運行多久比較好?  

    答:不一定。因為低溫等離子體在處理聚合物表面發生的交聯、化學改性、刻蝕主要是因為等離子體使聚合物表層分子發生斷鍵生成大量的自由基。  

    實驗說明,隨著等離子處理時間的延長、放電功率增大,生成的自由基強度增加,達到頂點后進入一種動態平衡;放電壓力在某一定值時,自由基強度出現峰值,即在特定條件下低溫等離子體對聚合物表面反應的程度最深。  

    18、廢氣處理活性炭吸附塔面積計算方式?  

    答:廢氣處理活性炭吸附塔面積計算一般取數值流速取0.4M/S。  

    19、廢氣處理設備主要凈化哪些廢氣?  

    答:廢氣處理設備包括有機廢氣處理系統和無機廢氣凈化處理裝置。  

    (1)香料車間、化妝品車間、食品車間空氣廢氣凈化:甲基丙烯酸甲酯、乙酸乙酯、乙酰乙酸乙酯、醛類、氨、三甲胺、硫化氫、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫等;  

    (2)石油化工廠空氣廢氣凈化:二氧化硫、氮氧化物、煙塵、苯并芘、非甲烷總烴、硫化氫、揮發酚、胺類、烴類、苯類、丙烯腈、環已烷、氨、乙烯、苯乙烯、丁二烯、丙烯、氯乙烯等;  

    (3)鋼鐵廠廢氣處理、煉鋼廠廢氣處理:二氧化硫、二氧化碳、一氧化碳、氟化氫、部分揮發性有機物、煙塵、粉塵;  

    (4)噴涂車間廢氣凈化、烘漆車間廢氣凈化、噴漆車間廢氣凈化:苯廢氣處理、甲苯廢氣處理、二甲苯廢氣處理、TVOC廢氣處理、漆霧顆粒等;  

    (5)印刷車間空氣廢氣凈化:苯廢氣處理、甲苯廢氣處理、二甲苯廢氣處理;醋酸丁酯,非甲烷總烴等;  

    (6)生物制藥廢氣凈化、化工廠廢氣凈化:胺類、硫化物、酸堿廢氣、乙二醇、揮發性有機溶劑等;  

    (7)焊接車間廢氣凈化:一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫等焊接煙塵、顆粒物、苯類有機物、氮氧化物、臭氧等;  

    (8)家具廠廢氣凈化:苯廢氣處理、甲苯廢氣處理、二甲苯廢氣處理、甲醛等;  

    (9)水泥廠廢氣凈化:二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳、氫氟酸、粉塵等;  

    (10)發電廠廢氣凈化:二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、未燃碳氫化合物、碳煙微粒、粉塵等;  


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