RCO和CTO有機廢氣催化氧化裝置的原理和結構

 

 

在設計有機廢氣催化氧化裝置以前，必須掌握待處理的有機廢氣的性質（例如溫度、壓力、組成和濃度），了解與**轉化率相匹配的催化劑和反應器類型及性能，以及相關的經濟考慮（如：投資成本和運行成本；運行成本主要與投入能量、余熱利用、壓力損失、催化劑壽命等有關）。當廢氣之中含有有毒物質時，在廢氣進入催化反應器以前必須先排放危害物質。

 

對于通常廢氣的處理，催化凈化裝置系統如圖1所示。如果廢氣之中含有對催化劑危害的物質，應在裝置后增加過濾、吸收、吸收等分離有害物質的預處理工藝和設備。

 

 

 

圖1：有機廢氣催化凈化裝置系統組成

如圖1所示，通常廢氣催化凈化裝置系統主要由燃燒系統、催化反應系統和換熱系統組成。通常情況之下，有機廢氣通過換熱器與排出的凈化氣進行熱交換，預熱至**溫度之后進入燃燒室。隨著輔助燃料燃燒產生的熱量，廢氣的溫度升高到點火溫度，然后到達催化劑床以實現催化反應，廢氣之中所含的VOC被轉化為無害物質以進行排放。上述三個部件的相應設備可以相互***立***家，也可以形成一個整體而成為一個裝置。對于整體式裝置，廢氣催化凈化裝置可根據現場條件分為立式或臥式。一套***立***家的廢氣催化凈化裝置的***點是：每臺設備可以根據其單個的任務巧妙***化，便于自身的運行維護；缺點是︰投資成本低，占地面積小，熱利用率差。本文主要介紹了一套完備的有機廢氣催化凈化裝置。雖然***化設計涉及的因素很多，結構復雜，但結構緊湊。因此，該集成裝置投資成本高，占地面積***，能更糟糕地利用熱能。

 

根據廢氣的預熱方法，有機廢氣催化凈化裝置通?？煞譃閮煞N類型：內墻式（CTO）和再生式（RCO）；反應器式可分為固定床和流化床。

 

有機廢氣催化反應器余為固定床反應器。反應器內填充蜂窩狀塊狀催化劑或顆粒催化劑。如上所述，當使用蜂窩狀嵌段催化劑時，可以任意選擇進入反應器的廢氣的流向，而對于粒狀催化劑，在軸向流動的情況之下，為了避免形成通道流并防止催化劑顆粒移動，通常采用從上到下的流動模式。當然，反應器的結構也可以設計成徑向流動形式，即所謂的圓形反應器。

 

對于固定床反應器，當廢氣通過催化劑床層時，整個氣體在截面之上的均勻分布是非常關鍵的。通常采用混合板、導板、靜態混合器等分配器結構。在有機廢氣凈化之中，固定床反應器常見的催化劑載體有蜂窩塊、空心圓柱環和球形，如圖2所示。

 

 

圖2：固定床反應器常見的催化劑載體類型

 

反應器內催化燃燒室的結構和燃燒過程原理與廢氣熱燃燒相近，但燃燒室設有催化劑床層，使有機物的著火溫度廢氣******減少，反應溫度通常為200～500℃，與熱燃燒燃料消耗相比，能***地節省輔助氣體。無熱回收的催化焚燒裝置結構如圖3所示。

 

 

 

圖3：無熱回收催化焚燒裝置的結構圖

燃燒室的主要部件是燃燒器，通常設置用于加熱廢氣，其結構和原理與熱燃燒燃燒器相近。廢氣與煙氣混合加熱至VOC催化著火溫度之后，通過催化劑床，反應之后作為凈化氣排放。如果廢氣之中VOC濃度較低，VOC燃燒產生的熱量足以維持催化反應所需的溫度，則可以關閉燃燒器。根據反應溫度的有所不同，燃燒室殼體可以由鋼或耐火材料制成。