RCO和CTO有機(jī)廢氣催化氧化裝置的原理和結(jié)構(gòu)

 

 

在設(shè)計(jì)有機(jī)廢氣催化氧化裝置以前，必須掌握待處理的有機(jī)廢氣的性質(zhì)（例如溫度、壓力、組成和濃度），了解與**轉(zhuǎn)化率相匹配的催化劑和反應(yīng)器類型及性能，以及相關(guān)的經(jīng)濟(jì)考慮（如：投資成本和運(yùn)行成本；運(yùn)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(guān)）。當(dāng)廢氣之中含有有毒物質(zhì)時(shí)，在廢氣進(jìn)入催化反應(yīng)器以前必須先排放危害物質(zhì)。

 

對于通常廢氣的處理，催化凈化裝置系統(tǒng)如圖1所示。如果廢氣之中含有對催化劑危害的物質(zhì)，應(yīng)在裝置后增加過濾、吸收、吸收等分離有害物質(zhì)的預(yù)處理工藝和設(shè)備。

 

 

 

圖1：有機(jī)廢氣催化凈化裝置系統(tǒng)組成

如圖1所示，通常廢氣催化凈化裝置系統(tǒng)主要由燃燒系統(tǒng)、催化反應(yīng)系統(tǒng)和換熱系統(tǒng)組成。通常情況之下，有機(jī)廢氣通過換熱器與排出的凈化氣進(jìn)行熱交換，預(yù)熱至**溫度之后進(jìn)入燃燒室。隨著輔助燃料燃燒產(chǎn)生的熱量，廢氣的溫度升高到點(diǎn)火溫度，然后到達(dá)催化劑床以實(shí)現(xiàn)催化反應(yīng)，廢氣之中所含的VOC被轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)以進(jìn)行排放。上述三個(gè)部件的相應(yīng)設(shè)備可以相互***立***家，也可以形成一個(gè)整體而成為一個(gè)裝置。對于整體式裝置，廢氣催化凈化裝置可根據(jù)現(xiàn)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(diǎn)是：每臺設(shè)備可以根據(jù)其單個(gè)的任務(wù)巧妙***化，便于自身的運(yùn)行維護(hù)；缺點(diǎn)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(jī)廢氣催化凈化裝置。雖然***化設(shè)計(jì)涉及的因素很多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但結(jié)構(gòu)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(jù)廢氣的預(yù)熱方法，有機(jī)廢氣催化凈化裝置通常可分為兩種類型：內(nèi)墻式（CTO）和再生式（RCO）；反應(yīng)器式可分為固定床和流化床。

 

有機(jī)廢氣催化反應(yīng)器余為固定床反應(yīng)器。反應(yīng)器內(nèi)填充蜂窩狀塊狀催化劑或顆粒催化劑。如上所述，當(dāng)使用蜂窩狀嵌段催化劑時(shí)，可以任意選擇進(jìn)入反應(yīng)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(dāng)然，反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)也可以設(shè)計(jì)成徑向流動形式，即所謂的圓形反應(yīng)器。

 

對于固定床反應(yīng)器，當(dāng)廢氣通過催化劑床層時(shí)，整個(gè)氣體在截面之上的均勻分布是非常關(guān)鍵的。通常采用混合板、導(dǎo)板、靜態(tài)混合器等分配器結(jié)構(gòu)。在有機(jī)廢氣凈化之中，固定床反應(yīng)器常見的催化劑載體有蜂窩塊、空心圓柱環(huán)和球形，如圖2所示。

 

 

圖2：固定床反應(yīng)器常見的催化劑載體類型

 

反應(yīng)器內(nèi)催化燃燒室的結(jié)構(gòu)和燃燒過程原理與廢氣熱燃燒相近，但燃燒室設(shè)有催化劑床層，使有機(jī)物的著火溫度廢氣******減少，反應(yīng)溫度通常為200～500℃，與熱燃燒燃料消耗相比，能***地節(jié)省輔助氣體。無熱回收的催化焚燒裝置結(jié)構(gòu)如圖3所示。

 

 

 

圖3：無熱回收催化焚燒裝置的結(jié)構(gòu)圖

燃燒室的主要部件是燃燒器，通常設(shè)置用于加熱廢氣，其結(jié)構(gòu)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(yīng)之后作為凈化氣排放。如果廢氣之中VOC濃度較低，VOC燃燒產(chǎn)生的熱量足以維持催化反應(yīng)所需的溫度，則可以關(guān)閉燃燒器。根據(jù)反應(yīng)溫度的有所不同，燃燒室殼體可以由鋼或耐火材料制成。