噴漆有機廢氣催化燃燒凈化處理

催化燃燒是典型的氣—固相催化反應，它在催化劑的作用下降低反應的活化能，使其在較低的起燃溫度250～350℃下進行無焰燃燒，在固體催化劑表面有機物質發(fā)生氧化，同時產生CO2 和H2O，并放出大量的熱量，因其氧化反應溫度低，所以大大地抑制了空氣中的N2形成高溫NOx。而且由于催化劑有選擇性催化作用，有可能限制燃料中含氮化合物的氧化過程，使其多數形成分子氮。

有機廢氣的凈化處理

經去除漆霧處理后的噴涂廢氣主要含有揮發(fā)性有機物，其處理技術包括傳統(tǒng)凈化技術、新型凈化技術和復合型凈化技術。燃燒法是將噴漆廢氣中的有機物燃燒氧化，轉換成CO2 和H2O 無害物質達到廢氣凈化目的。燃燒法可分為直接燃燒法、熱力燃燒法、催化燃燒法、蓄熱燃燒法等類型。

1、直接燃燒法。高濃度可燃有機廢氣宜采用直接燃燒法。直接燃燒法需要足夠高溫度，并保證燃燒空間內擁有足夠氧氣。若氧氣量不足則燃燒不完全；若氧氣量過多，會使可燃物濃度不在著火界限范圍內導致不完全燃燒。為防止氣體爆炸，一般在鍋爐或敞開的燃燒器中燃燒廢氣，燃燒溫度大于1100℃；但當燃燒不完全時，會導致一些污染物和煙塵排放到大氣中，同時燃燒的熱能無法回收，造成燃料能量損失。

2、熱力燃燒法。低濃度可燃有機廢氣可采用熱力燃燒法處理。濃度低可燃性物質導致在燃燒過程中不足以釋放支持整個燃燒過程所需的能量，因此需加輔助燃料作為助燃氣體，通過燃燒助燃氣體提高熱量，使廢氣達到反應溫度并充分燃燒，熱力燃燒法溫度一般在500～900℃范圍內，低于直接燃燒法溫度。如圖所示。

3、催化燃燒法。催化燃燒法被視為處理VOCs 的一種高效技術，在催化劑作用下VOCs 可在較低溫度下（通常為200～400℃）氧化生成無污染的CO2 和H2O。催化燃燒法無二次污染，工藝操作簡單，安全性高，起燃溫度低；但催化劑性能優(yōu)劣決定VOCs 凈化效果，因此，高性能催化劑選擇和研究開發(fā)是高效新型催化燃燒法，處理高濃度、小風量有機廢氣可采用催化燃燒法，但噴漆廢氣風量大、VOCs 濃度一般低于300mg/m3，不太適合處理噴漆廢氣。

4、蓄熱燃燒法。當有機廢氣濃度不高時，常規(guī)的熱力燃燒和催化燃燒不足以維持自燃，需要額外補充大量熱能，因此宜采用蓄熱燃燒。目前應用的蓄熱燃燒器分兩種：蓄熱式熱力燃燒反應器（RTO）和蓄熱式催化燃燒反應器（RCO）。對于RTO 裝置，一般由蓄熱式換熱器、熱力燃燒室和切換閥門組成，常見的基本形式有二室、三室和多室RTO。二室RTO在進行閥門切換過程中會發(fā)生管道殘留有機廢氣同凈化后的廢氣一同排放問題，導致在凈化周期內有一半以上時間內無法實現達標排放，凈化效率低于80%；三室RTO 在二室RTO 的基礎上增加了沖洗室，解決了廢氣未處理就排出問題，但閥門過多很難實現同步切換，使未處理廢氣同凈化氣體混合，無法實現達標排放；對于多室RTO 亦是如此。RCO 裝置一般由蓄熱催化爐和旋轉換向閥組成，蓄熱催化爐內分隔成多個蓄熱催化室，有機廢氣通過旋轉換向閥的進氣口進入蓄熱催化室中加熱，待氣體溫度達到200～500℃后通過另一個蓄熱催化室，在催化劑作用下得到凈化并釋放熱量，凈化后的高溫氣體被蓄熱體吸收能量并降低溫度，最后通過旋轉換向閥的排氣口排出，蓄熱燃燒技術優(yōu)勢在于凈化效率高、無二次污染，同時實現能量回收，節(jié)約燃料，具有良好應用前景。

選擇合適工藝治理噴漆廢氣污染很有必要，干式凈化漆霧過濾效率較低，應用范圍較窄；濕式凈化前期設備投資較高，但性能穩(wěn)定、凈化效率高、運行成本較低，大部分企業(yè)選用該方法。 隨著科技不斷進步和實驗研究的不斷深入，噴漆廢氣治理由單一凈化工藝向多種工藝結合的方向發(fā)展，在發(fā)揮不同工藝優(yōu)勢的同時，也規(guī)避單一工藝的不足，最大程度提高噴漆廢氣的處理效率。

來源：《科學與技術》

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