催化燃烧是典型的气—固相催化反应,它借助催化剂降低了反应的活化能,使其在较低的起燃温度200~ 300℃下进行无焰燃烧,有机物质氧化发生在固体催化剂表面,同时产生CO2和H2O,并放出大量的热量,因其氧化反应温度低,所以大大地抑制了空气中的N2形成高温NOx。而且由于催化剂有选择性催化作用,有可能限制燃料中含氮化合物(RNH)的氧化过程,使其多数形成分子氮(N2)。
与传统的火焰燃烧相比,催化燃烧有着很大的优势:
(1)起燃温度低,能耗少,燃烧易达稳定,甚至到起燃温度后无需外界传热就能完成氧化反应。
(2)净化效率高,污染物(如NOx及不完全燃烧产物等)的排放水平较低。
(3)适应氧浓度范围大,噪音小,无二次污染,且燃烧缓和,运转费用低,操作管理也很方便。
本净化装置成套系统是根据吸附(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。
本净化装置处理流程包括三部分:干式除尘、吸附气体流程、脱附气体流程;
1、干式过滤器:待处理的有机废气由风管引出后进入干式过滤器,可过滤废气中的颗粒物及粘性成分,延长活性炭的吸附周期及使用寿命;
2、吸附气体流程:利用活性炭的物理特性对VOC有机废气进行吸附,且蜂窝状活性炭比表面积大、吸附能力强特性,将有机废气吸附到活性炭的微孔中,从而使气体得以净化,净化后的气体再通过风机排空,达到有机废气治理的效果;
3、脱附气体流程:当活性炭微孔吸附饱和时,将不能再进行吸附,此时利用催化床产生的高温热风对活性炭进行脱附,活性炭微孔中的有机物遇高温后自动脱离活性炭,使活性炭再生。脱附下来的有机物已被浓缩(浓度较原来提高几十倍)并被送入催化燃烧室进行催化燃烧,在催化剂上于250~300℃进行催化氧化,使其转化为无害的CO2和H2O排出,当有机废气浓度达到2000PPm以上时,有机废气在催化床可维持自燃,不用另外再行加热,燃烧后的尾气一部份直接排到大气,大部份热气流被再次循环送往吸附床,用于对活性炭的脱附再生。这样既能满足燃烧和脱附所需热能,又能达到节能的目的,再生后的活性炭可用于下次吸附。
该设备可采用双气路连续工作,工作量较大时设两个吸附床交替切换使用,一个催化燃烧室,先将有机废气经其中一个活性炭吸附床对气流中的废气进行吸附,当活性炭快达到饱和时吸附床两端的密闭阀门同时关闭,即停止吸附工作,同时另一台吸附床自动打开开始接替吸附工作。如此以来两台吸附床切换运行可实现大工作量的连续工作。