催化燃燒冷凝回收系統 催化燃燒設備

催化燃燒冷凝回收系統

設備介紹

催化燃燒

催化燃燒是用催化劑使廢氣中可燃物質(zhì)在較低溫度下氧化分解的凈化方法。所以，催化燃燒又稱(chēng)為催化化學(xué)轉化。由于催化劑加速了氧化分解的歷程，大多數碳氫化合物在300~450℃的溫度時(shí)，通過(guò)催化劑就可以氧化*。在化學(xué)反應過(guò)程中，利用催化劑降低燃燒溫度，加速有毒有害氣體*氧化的方法，叫做催化燃燒法。由于催化劑的載體是由多孔材料制作的，具有較大的比表面積和合適的孔徑，當加熱到300~450℃的有機氣體通過(guò)催化層時(shí)，氧和有機氣體被吸附在多孔材料表層的催化劑上，增加了氧和有機氣體接觸碰撞的機會(huì )，提高了活性，使有機氣體與氧產(chǎn)生劇烈的化學(xué)反應而生成CO2和H2O，同時(shí)產(chǎn)生熱量，從而使得有機氣體變成無(wú)毒無(wú)害氣體。

組成部分：

催化燃燒裝置主要由熱交換器、燃燒室、催化反應器、熱回收系統和凈化煙氣的排放煙囪等部分組成，

① 廢氣預處理 為了避免催化劑床層的堵塞和催化劑中毒，廢氣在進(jìn)入床層之前必須進(jìn)行預處理，以除去廢氣中的粉塵、液滴及催化劑的毒物。

② 預熱裝置 預熱裝置包括廢氣預熱裝置和催化劑燃燒器預熱裝置。因為催化劑都有一個(gè)催化活性溫度，對催化燃燒來(lái)說(shuō)稱(chēng)催化劑起燃溫度，必須使廢氣和

床層的溫度達到起燃溫度才能進(jìn)行催化燃燒，因此，必須設置預熱裝置。但對于排出的廢氣本身溫度就較高的場(chǎng)合，如漆包線(xiàn)、絕緣材料、烤漆等烘干排氣，溫

度可達300°C以上，則不必設置預熱裝置。

預熱裝置加熱后的熱氣可采用換熱器和床層內布管的方式。預熱器的熱源可 采用煙道氣或電加熱，目前采用電加熱較多。當催化反應開(kāi)始后，可盡量以回收 的反應熱來(lái)預熱廢氣。在反應熱較大的場(chǎng)合，還應設置廢熱回收裝置，以節約能源。

預熱廢氣的熱源溫度一般都超過(guò)催化劑的活性溫度。為保護催化劑，加熱裝 置應與催化燃燒裝置保持一定距離，這樣還能使廢氣溫度分布均勻。

從需要預熱這一點(diǎn)出發(fā)，催化燃燒法較適用于連續排氣的凈化，若間歇排氣， 不僅每次預熱需要耗能，反應熱也無(wú)法回收利用，會(huì )造成很大的能源浪費，在設 計和選擇時(shí)應注意這一點(diǎn)。

催化燃燒裝置一般采用固定床催化反應器。反應器的設計按規范進(jìn)行， 應便于操作，維修方便，便于裝卸催化劑。

在進(jìn)行催化燃燒的工藝設計時(shí)，應根據具體情況,對于處理氣量較大的場(chǎng)合， 設計成分建式流程，即預熱器、反應器獨立裝設，其間用管道連接。對于處理氣 量小的場(chǎng)合，可采用催化焚燒爐，把預熱與反應組合在一起，但要注意預熱段與 反應段間的距離。

在有機物廢氣的催化燃燒中，所要處理的有機物廢氣在高溫下與空氣混合易 引起爆炸，安全問(wèn)題十分重要。因而，一方面必須控制有機物與空氣的混合比， 使之在爆炸下限；另一方面，催化燃燒系統應設監測報警裝置和有防爆措施。

催化燃燒裝置設計時(shí)應考慮以下幾方面問(wèn)題：

1、氣流和溫度均勻分布。要使通過(guò)催化劑表面的氣流和溫度分布均勻，并保證火焰不直接接觸催化劑表面，燃燒室必需具有足夠的長(cháng)度和空間。催化燃燒裝置應具有良好的保溫效果。爐體一般用鋼結構的外殼內襯耐火材料，或用雙層夾墻結構。

2、便于清洗和更換。催化劑反應器一般應設計成裝卸方便的模屜結構，便于清洗和更換催化劑載體。

3、輔助燃料和助燃。催化燃燒一般采用天然氣作輔助燃料，也可用燃料油、電加熱等作輔助燃料。助燃一般用凈化后的氣體，如果凈化后的氣體不能作為助燃，則應引入空氣助燃。

4、較高的轉化速度。由于催化燃燒為不可逆的放熱反應，所以，無(wú)論反應進(jìn)行到什么階段，都應在盡可能高的溫度下進(jìn)行，以獲得較高的轉化速度。但操作溫度往往受某些條件的限制，如催化劑的耐熱溫度、高溫材料的獲得，熱能的供應，以及是否伴有副反應等。因而實(shí)際生產(chǎn)中應根據實(shí)際情況恰當地選擇。

催化燃燒冷凝回收系統

冷凝回收

冷凝回收就是將蒸汽從氣體中冷卻凝結成液體，適用于回收蒸汽狀態(tài)的有害物質(zhì)。特別是用來(lái)回收質(zhì)量濃度在1000 mg/m3以上的有機溶劑蒸汽。在理論上可以達到很高的凈化程度．但費用也隨著(zhù)增加。冷凝回收所需設備和操作條件比較簡(jiǎn)單，回收物質(zhì)的純度比較高，常作為吸附、燃燒等凈化方法的前處理，以減輕使用這些方法時(shí)的負荷，如氯堿工業(yè)中，常用冷凝法使汞蒸汽變成液體汞而加以回收。此外高濕度廢氣也用冷凝法使水蒸汽冷凝下來(lái)，大大減少了氣體量，有利于下一步操作。

冷凝方式有直接冷凝和壓縮冷凝兩種。為提高冷凝效率，直接冷凝一般采用多級連續冷卻方法降低揮發(fā)廢氣的溫度，使之凝聚為液體分離出來(lái)。冷凝法回收裝置的冷凝溫度一般按預冷、機械制冷、液氮制冷等步驟來(lái)實(shí)現。根據揮發(fā)氣的成分、要求的回收率及后排放到大氣的尾氣允許含量來(lái)確定冷凝裝置出口處揮發(fā)氣的溫度值。

預冷器是單級冷卻裝置，其冷凝溫度在各成分的凝固溫度以上，一般在4℃左右，目的是使大部分水汽凝結為水而除去，減少裝置的運行能耗。揮發(fā)氣離開(kāi)預冷器后進(jìn)入機械制冷級，機械制冷級可使大部分有機廢氣冷凝為液體回收。若需要更低的冷卻溫度，則在機械制冷之后連接液氮制冷，可使有機廢氣的回收率達到99%。單級機械壓縮制冷裝置的工作溫度范圍為－35～－10 ℃；串聯(lián)的機械壓縮制冷裝置有淺冷級和深冷級組成，其工作溫度范圍為－70～－400 ℃；用液氮制冷的深冷裝置的工作溫度可達－184 ℃。多級連續冷卻方法在石油化工行業(yè)的油氣回收中應用很廣泛，其凈化程度可滿(mǎn)足世界各國排放標準的要求。

設備原理

冷凝過(guò)程中，被冷凝物質(zhì)僅發(fā)生物理變化而化學(xué)性質(zhì)不變，故可直接回收利用。冷凝法在理論上可以達到很高的凈化程度，但凈化程度越高則操作費用越高。因此，它常常作為凈化高濃度有機廢氣的預處理工序，從降低污染物含量和減少廢氣體積兩方面減少后續工藝的負荷，并回收有價(jià)值物質(zhì)。該法適用于有機廢氣濃度高、溫度低、風(fēng)量小的工況，需要附屬冷凍設備，主要應用于石油、化工、制藥等行業(yè)有機廢氣處理。

物質(zhì)在不同的溫度和壓力下，具有不同的飽和蒸氣壓。當物質(zhì)的蒸氣壓在某一溫度下達到其相應的飽和蒸氣壓時(shí)，則開(kāi)始凝結，該溫度稱(chēng)為物質(zhì)的露點(diǎn)溫度。只有系統溫度低于露點(diǎn)溫度，蒸氣態(tài)物質(zhì)才能從氣相中冷凝出來(lái)。冷凝法就是利用揮發(fā)性有機物在不同溫度和壓力下具有不同飽和蒸氣壓這一性質(zhì)，采用降低系統溫度或提高系統壓力的方式，使其從氣態(tài)轉變?yōu)橐簯B(tài)而從氣相中分離出來(lái)。

選型

冷凝器的選型計算主要是確定冷凝器的傳熱面積，選定適用型號的冷凝器，計算冷卻劑(水或空氣)的流量及通過(guò)冷凝器時(shí)的流動(dòng)阻力。選型注意以下幾點(diǎn)：

①　根據當地條件確定采用冷凝器的類(lèi)型，如水質(zhì)、空氣質(zhì)量等；

②　總換熱面積應滿(mǎn)足大負荷要求并有裕量；

③　冷凝器臺數一般應與壓縮機對應；

④　水或空氣側流動(dòng)阻力要合適，不能太大；

⑤　技術(shù)經(jīng)濟比較，注意初投資與運行費用的綜合考慮，大、中型系統蒸發(fā)式冷凝器與水冷冷凝器+冷卻塔初投資基本相等，前者運行費低，但維護費用較高。

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催化燃燒：發(fā)生無(wú)焰燃燒，并將其氧化分解為無(wú)害的C02和H20，同時(shí)放出大量的熱能，從而達到去除廢氣中有害物質(zhì)的目的。當催化燃燒爐內壓力突然上升，為阻止系統發(fā)生危險，在催化燃燒爐頂部設置片，對系統實(shí)施保護，本系統片選用不銹鋼材質(zhì)，壓力可根據系統設計來(lái)確定。貴金屬催化劑采用堇青石蜂窩陶瓷體作為載體，Al2O3作為第二載體，以貴金屬Pd、Pt等作為主要活性組分，用高分散率均勻分布的方法制備而成，從而加快反應的速度。

使用壽命長(cháng)：催化劑一般4年更換，并且載體可再生。在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，排放的有機尾氣通過(guò)引風(fēng)機進(jìn)入設備的旋轉閥，通過(guò)選轉閥將進(jìn)口氣體和出口氣體*分開(kāi)。氣體首先通過(guò)陶瓷材料填充層（底層）預熱后發(fā)生熱量的儲備和熱交換，其溫度幾乎達到催化層（中層）進(jìn)行催化氧化所設定的溫度，這時(shí)其中部分污染物氧化分解。

藍陽(yáng)環(huán)保環(huán)保vocs氣體冷凝回收裝置：用于VOCS氣體單一物料或多物料冷凝回收，用于汽油等烴類(lèi)氣體 原油 燃料 煤油 柴油 重油 混合烴等，芳烴氣苯 甲苯 二甲苯 苯乙烯 等，酒精 醚 酮酮 酯類(lèi)和其他氣體，vocs氣體冷凝回收裝置會(huì )將揮發(fā)性VOCS氣體引入設備冷箱（該設備更多設置為冷凝溫度3°C -40°C -75°C -115°C）其他溫度區域可定制，以滿(mǎn)足冷凝液化的需求。部分連續生產(chǎn)過(guò)程在低溫段進(jìn)行了雙向切換過(guò)程（在冰塊的一側之后，它直接切換到另一個(gè)熱交換冷箱進(jìn)行冷凝，而冰塊側則采用除霜處理）。用于回收溶劑氣體，可根據需要滿(mǎn)足尾氣環(huán)境排放標準;如果氣體中含有低沸點(diǎn)氣體，可以通過(guò)活性炭吸附過(guò)程對膜進(jìn)行分離處理，并進(jìn)行膜處理，使排放氣體符合環(huán)保要求。事實(shí)上，vocs gas對我們的生活影響相對較大。在冬季，由于各種空氣污染，我們的生活和環(huán)境不容小覷。通常，它可以通過(guò)吸附和冷凝來(lái)處理。吸附可以通過(guò)吸附劑和VOCS進(jìn)行。物理或化學(xué)反應去除，適合去除低濃度和中濃度的VOCS污染物，這種方法相對有效且易于控制。