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漆雾VOCs废气催化燃烧处理

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催化燃烧是一种典型的气固催化反应。在催化剂作用下降低反应活化能,使其在250~350℃的较低点火温度下进行无焰燃烧,氧化固体催化剂表面的有机物,同时产生CO2和H2O,并释放大量热量,由于其氧化反应温度较低,因此,空气中N2生成的高温NOx受到极大抑制。此外,由于催化剂的选择性催化作用,有可能限制燃料中含氮化合物的氧化过程,使其大部分形成分子氮。
有机废气的净化
除漆雾后的喷涂废气主要含有挥发性有机化合物。其处理技术包括传统净化技术、新型净化技术和复合净化技术。燃烧法是将油漆废气中的有机物燃烧氧化,转化为CO2和H2O无害物质,达到废气净化的目的。燃烧方法可分为直接燃烧法、热燃烧法、催化燃烧法、蓄热燃烧法等。

1.直接燃烧法。


高浓度可燃性有机废气应采用直接燃烧法。直接燃烧要求燃烧空间有足够高的温度和足够的氧气。如果氧气量不足,则燃烧不完全;如果氧气过多,可燃物浓度将不在点火极限内,导致燃烧不完全。为防止瓦斯爆炸,废气一般在锅炉或敞口燃烧器内燃烧,燃烧温度大于1100℃;但是,当燃烧不完全时,一些污染物和烟尘会排放到大气中,燃烧热能无法回收,造成燃料能量损失。


2.热燃烧法。

采用热燃烧法处理低浓度可燃性有机废气。可燃物质浓度低导致燃烧过程中支持整个燃烧过程所需的能量释放不足。因此,需要添加辅助燃料作为助燃气体,通过燃烧助燃气体来增加热量,使废气达到反应温度并充分燃烧。热燃烧法的温度一般在500~900℃之间,低于直接燃烧法。

3.催化燃烧法。


催化燃烧被认为是处理挥发性有机物的有效技术。在催化剂的作用下,VOCs在低温(通常200~400℃)下被氧化,生成无污染的CO2和H2O。催化燃烧具有无二次污染、工艺操作简单、安全性高、着火温度低等优点;然而,VOCs的净化效果取决于催化剂的性能。因此,选择、研究和开发高性能催化剂是一种高效的新型催化燃烧方法。催化燃烧法可用于处理高浓度、小风量的有机废气。但油漆废气的风量较大,VOCs浓度一般低于300mg/m3,不适合油漆废气的处理。

4.蓄热燃烧法。


当有机废气浓度不高时,传统的热燃烧和催化燃烧不足以维持自燃,需要添加大量的附加热能。因此,应采用蓄热式燃烧。目前,有两种蓄热式燃烧器:蓄热式热燃烧反应器(RTO)和蓄热式催化燃烧反应器(RCO)。RTO装置一般由蓄热式换热器、热燃烧室和开关阀组成。常见的基本形式有两腔、三腔和多腔RTO。在第二间RTO的阀门切换过程中,管道中残留的有机废气将与净化后的废气一起排放,导致净化周期的一半以上达不到达标排放,净化效率低于80%;三室RTO在两室RTO的基础上增加了一个冲洗室,解决了废气未经处理即排放的问题,但由于阀门太多,难以实现同步切换,使未经处理的废气与净化后的气体混合,无法达标排放;多腔RTO也是如此。RCO装置一般由蓄热式催化炉和旋转换向阀组成。蓄热式催化炉分为多个蓄热式催化室。有机废气通过旋转换向阀的进气口进入再生催化室进行加热。气体温度达到200~500℃后,在催化剂的作用下通过另一再生催化室进行净化放热,净化后的高温气体被蓄热器吸收降温,最后通过旋转换向阀的排气口排出。蓄热燃烧技术具有净化效率高、无二次污染、能量回收、节油等优点,具有良好的应用前景。

为了控制油漆废气污染,有必要选择合适的工艺。干式净化漆雾过滤效率低,适用范围窄;湿法净化初期,设备投资高,但性能稳定,净化效率高,运行成本低。大多数企业选择这种方法。随着科学技术的不断进步和实验研究的不断深入,喷漆废气的净化工艺已朝着多工艺组合的方向发展。在充分发挥不同工艺优势的同时,避免了单一工艺的缺点,最大限度地提高了喷漆废气的处理效率。

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