催化燃烧技术

催化燃烧技术扬州绿泉考察汇报：王云龙内容公司介绍公司技术和产品现场勘查情况公司介绍扬州绿泉环保工程技术有限公司成立于2012年，坐落于江苏扬州高邮市，主营催化燃烧设备，即将迁入3600㎡新厂房。公司在催化燃烧方面有一定的技术积累。营业额：2012年500万，2014年2000万，2015年8月已达2000万，成倍增长。公司采用接单方式生产，无存货，所有设备需要订做，需要一定的生产周期。公司主要产品：有机废气焚烧炉、有机废气催化净化设备、有机废气吸附催化一体化设备。公司技术和产品燃烧的分类两者的区分：是否添加燃料，热力燃烧中有一类特殊的叫催化燃烧。直接燃烧经济，常外加燃料汽油或天然气，缺点是燃烧不完全，产生NOx，大量的有害气体和烟尘，以及热辐射。催化燃烧，是典型的气-固相催化反应，其实质是活性氧参与深度氧化作用。在催化燃烧过程中，催化剂的作用是降低反应的活化能，同时使反应物分子富集于催化剂表面，以提高反应速率。又称无焰燃烧，燃烧完全，温度要求不高，200-450℃。对进气有要求，不能含有硫，卤素，重金属等使催化剂中毒的元素，而且有时需要消耗辅助燃料。缺点是工艺复杂。直接燃烧热力燃烧催化燃烧可分为：预热式：废气温度低于起燃温度自身热平衡式：废气温度高于起燃温度吸附—催化燃烧：有机废气的流量大，浓度低，温度低、采用催化燃烧需要消耗大量燃料时，可先采用吸附浓缩处理催化剂催化剂的作用：降低反应的活化能，降低反应温度，提升反应速率催化剂寿命：8000H，低于此值能保证90%的催化燃烧效率催化燃烧工艺选择垂询表垂询表有5个因素，如下风量：决定设备型号大小。浓度：决定是回收还是燃烧还是需要加浓缩吸附再处理，理论起燃浓度200mg/m³，最佳自平衡浓度2500mg/m³-3000mg/m³无需辅热（以催化燃烧为例）。温度：温度太高不能直接进活性炭（耐温极限80℃）浓缩，可以选择沸石（150℃）。成分：有机组分的起燃温度和热值对工艺有影响，物质的爆炸极限浓度需要衡量，进炉膛的气体控制浓度在25%LEL以下。苯类280℃，乙酸乙酯350℃，热值能确定辐热系统的功率。工作周期：选择备用吸附床，一般设备工作8H不用，超过16H一定要用备用床。安装要求：场地大小是否受限，平面与高度。目录1.活性炭吸附—蒸汽脱附—催化燃烧2.活性炭吸附—冷凝回收3.低温氧化催化4.蓄热式催化净化（RCO）5.蓄热式热力氧化（RTO）6.直燃式焚烧7.转轮吸附—焚烧1.活性炭吸附—蒸汽脱附—催化燃烧（VOC-XC）适用范围适用于常温、大风量、中低浓度，易挥发的有机废气，主要包括一些有机溶剂如苯类、酮类、醛类、醚类、烷烃及其混合类等。浓度小于1000mg/m³。技术原理根据吸附（效率高）和催化燃烧（节能）两个基本原理设计的，即吸附浓缩－催化燃烧法。1.活性炭吸附—蒸汽脱附—催化燃烧工艺流程图1.活性炭吸附—蒸汽脱附—催化燃烧技术特点采用吸附浓缩+催化燃烧组合工艺，整个系统实现了净化、脱附过程闭循环，与回收类有机废气净化装置相比，无需备压缩空气和蒸汽等附加能源，运行过程不产生二次污染，设备运行费用较低，但是一次性投资较高。设计时在活性炭达到94%饱和之前即开始脱附。可自动/手动切换阀门。活性炭更换周期3-5年。炉内正常温度400℃，500℃将报警，并通过补冷风进行降温，温度达600℃时停机，同时设计泄压阀保证安全。活性炭属性活性炭适宜高风量低浓度VOC第一次脱附时活性炭吸附效率降低较多，以后降低效率平缓避免高温脱附，高温会使活性炭吸附效率严重下降，穿透时脱附，脱附温度要大于吸附质沸点15-20℃。另：公司的混流换热器都是板式换热器（效率50%），因为立式换热效率低（陶瓷换热器的换热效率能达到80%）参数：耐水与不耐水，100*100*100或者50*50*100，耐水抗压强度》0.8Mpa，100或者150孔/inc粒状：风阻大蜂窝状：风阻小2.活性炭吸附—冷凝回收适用范围①适用于大风量、中高浓度、低温度有机气体②适用需要回收挥发分有机溶剂的行业主体设备吸附罐、冷凝器、风机及配套管路。2.活性炭吸附—冷凝回收技术原理①吸附过程：废气经过空气过滤器出去微小悬浮颗粒后进入罐内，通过填装在管内的颗粒状活性炭或者活性炭纤维吸附过滤后再由后置风机排空。②脱附+回收：用0.5MPa高温蒸汽自塔底喷入罐内将有机物从活性炭中剥离，剥离后的气体通过配套的冷凝器进入分离桶，分离回收有机溶剂。减压方式有助于降低有机气体沸点利于脱附。2.活性炭吸附—冷凝回收冷凝回收系统活性炭和碳纤维此种吸附介质有两种，一种是活性炭，一种是碳纤维，用高温水蒸气脱附后活性炭再生是用风机吹洗一定时间。蒸汽冷凝用水为普通自来水或者5℃冷盐水。碳纤维是一种吸附效果好但是价格较活性炭贵的吸附剂，最早应用于吸附二氯甲烷。比表面积大，对于小分子吸附速率高，速度快，易被解析，但是对于大分子如二噁英等反而无优势，因为孔径太小无法吸附很快堵塞两种一律不适用于很大分子量，因为很快饱和。3.低温催化氧化VOC-CH技术原理通过引风机将废气送入净化装置换热器换热，再送入到加热室，通过加热装置，使气体达到催化反应温度，再通过催化床内催化剂作用，使有机气体分解成二氧化碳和热能。适用范围①中、高浓度的有机废气，最佳浓度2500—3000mg/m³②主要针对烃类、苯类、酮类、醚类、酯类、醇类、酚类3.低温氧化催化VOC-CH技术特点高浓度时耗能仅为风机功率，浓度较低时自动间歇补偿加热。催化起燃温度为300—500℃。4.蓄热式催化净化（RCO）技术原理将低温催化氧化与蓄热技术相结合的一种有机废气净化技术适用范围适用与涂装线及烘房有机废气处理，化学工业、化学合成工艺（ABS合成），石油炼化工艺等各种产生有机废气的场所。4.蓄热式催化净化（RCO）工艺流程示意图4.蓄热式催化净化（RCO）工艺原理图5、蓄热式热力氧化（RTO）技术原理将高温氧化与蓄热技术相结合的一种有机废气处理技术。适用范围适用于中高浓度的有机废气适用于涂装线、印刷、化学合成工艺（ABS合成）、石油炼化工艺各种产生有机废气的场所。工作原理炉体在进行废气处理之前，先将燃烧室、蓄热床进行预热；预热完毕后，将废气源接入设备。有机废气在配套风机作用下，首先经预热的蓄热陶瓷体1进行热交换，废气经过一次提温后进入加热区，在加热区废气得到第二次提温，此时废气温度达到800℃左右废气直接燃烧，生成二氧化碳与水排出并释放热能；处理后的洁净气体再经过蓄热陶瓷体2进行蓄热由风机排出。经排风机进口测温棒进行温度检测后达到设定温度时，进行阀门切换由蓄热陶瓷体2进入废气、由蓄热陶瓷体1排出，如此循环往复。陶瓷蓄热式左上：负载贵金属催化剂左下：陶瓷蓄热体俯视图右上：蜂窝状活性炭右下：蜂窝状陶瓷体5、蓄热式热力氧化（RTO）工艺流程示意图蓄热室陶瓷填料热电偶d压力变送器b燃烧室热电偶e燃烧器热电偶c蓄热室陶瓷填料热电偶b送风机压力变送器a热电偶a压差开关高温过滤器废气排空新风排至大气烟囱5、蓄热式热力氧化（RTO）工艺原理图5、蓄热式热力氧化（RTO）技术特点1、采用预热和蓄热交替切换技术，使之具有较高的换热效率，效率高达90%以上，节能性能显著；2、采用燃烧机供热，可实现大、小功率运行比例调节功能，并具有预清扫、歇火保护、超温报警及自动切断燃料供应功能；运行安全、可靠、高效、耐用；3、采用微机自动控制、多点温控，实现多种保护动作、运行信息检索、监控信息反馈，使系统安全、稳定、可靠地运行；4、阀门采用气动传动机构，与电动传动机构相比较阀门切换更灵敏、更迅速；RTO和RCO区别，CH和XC区别蓄热式热力燃烧和蓄热式催化燃烧，一个温度低一个温度高，蓄热陶瓷体的换热效率能达到80%。一个加催化剂，一个加辅料，催化剂价格为12w一平米。RTO辅料燃烧成本也很大，取决于浓度和热值。XC吸附催化一体化设备要加吸附床或者还有备用床和蒸汽脱附装置，成本更高一些；CH催化净化设备是适宜浓度直接电热预热升温，然后催化分解，能耗低，成本小。6、直接式焚烧（ZS）技术原理利用辅助燃料燃烧所发生热量，把可燃的有害气体的温度提高到反应温度，从而发生氧化分解。适用范围1、中高浓度有机废气。例如溶剂废气：苯类、酮类等。技术特点利用热力法燃烧方式氧化分解恶臭气体，在适当的温度下，提供充足的燃烧氧气和一定驻留时间，高效除臭，高净化率。同时该设备主机工作稳定，不存在堵塞现象。6、直接式焚烧工艺流程示意图VOC-ZS优点：适用于喷涂，烘干，不适合催化或者吸附的，有重金属，卤代烃，含硫，黏性物质的气体，还有石油化工的直接燃烧净化。沥青废气是用此种焚烧。缺点：体积大，占地面积大。成本相对较高。对于含有催化剂失活物质（S，重金属，卤素）的废气可以考虑直燃型设备，粘性大的物质如沥青废气也可以考虑此种设备。7、转轮吸附—焚烧技术原理有机废气经转轮式吸附床吸附后逐渐饱和后，采用热空气对再生床进行脱附，浓缩后废气进行焚烧（TO）后排空。适用范围适用于中高浓度有机废气。例如：苯类、醇类、酮类、烷烃类。工艺原理先通过浓缩转轮将废气浓缩，在经过脱附后直接焚烧7、转轮吸附—焚烧VOC浓缩净化装置的基本原理图VOC浓缩净化装置内部结构基本原理图7、转轮吸附—焚烧转轮+直接燃烧处理工艺示意图经济性大概成本价位，绿泉做了一个已有型号的报价表，已发给各位，垂询表前面已给出。另外参考了绿泉两个方案把其它相关配套设备的价格整理出来可以作为参考，一个是涂装生产线废气，三苯500mg/m³，20000风量，用的是VOC-XC，因为浓度小必须浓缩，一个是一心电子的烘烤废气，10000风量，2700mg/m³，用VOC-CH，贵金属催化剂价格在每立方米12w。总体价格是一个是56万，一个是48万，包括施工所有设备。与光解对比，低风量低浓度毫无优势，因为一套浓缩的活性炭吸附床是5.6万，混流换热器3万，还有风机等配套设备，无形增加20万成本。超过1000mg/m³而且成分很复杂就要开始考虑催化燃烧。2500-3000mg/m³最适合催化燃烧。小于1000尽量不考虑燃烧。总结：低风量低浓度用燃烧法无任何优势。最低造价不可能低于30万，主体设备加经济性经济性现场考察公司体验厂房形式，主要做设备，各种设备都在做，包括水处理设备，干式过滤器等等；很多宣传册上有的设备他们也不能提供，包括直燃设备和转轮沸石，还有光解。公司有一定技术积累，会比较注意一些燃烧设备细节上的处理。谢谢！