北京眾鑫興業(yè)大氣污染治理有限公司
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有機廢氣催化燃燒是一種治理方式，通過(guò)使有機廢氣中的碳氫化合物在溫度較低的條件下迅速氧化成水和二氧化碳。該項技術(shù)早在20世紀40年代末就已經(jīng)出現，經(jīng)過(guò)不斷的改革，該項技術(shù)逐漸被廣泛應用于油漆、橡膠加工、塑料加工、樹(shù)脂加工、皮革加工、食品業(yè)、鑄造業(yè)、絕緣材料、印刷工業(yè)等行業(yè)廢氣凈化。
01 有機廢氣催化燃燒的過(guò)程
有機廢氣催化燃燒爐是采用低溫氧化技術(shù)，即在貴金屬催化劑作用下，將有機氣體加熱到分解溫度使氣體凈化。在高濃度低風(fēng)量廢氣環(huán)境下使用效果好。有機廢氣催化燃燒裝置是典型的氣固相催化反應，其實(shí)質(zhì)是活性氧參與的深度氧化作用。在催化凈化過(guò)程中，催化劑的作用是降低活化能，同時(shí)催化劑表面具有吸附作用，使反應物分子富集于表面提高了反應速率，加快了反應的進(jìn)行；借助催化劑可使有機廢氣在較低的起燃溫度條件下，發(fā)生無(wú)焰燃燒，并氧化分解為CO2和H2O，同時(shí)放出大量熱能，從而達到廢氣中的有害物。
在將廢氣進(jìn)行催化凈化的過(guò)程中，廢氣經(jīng)管道由風(fēng)機送入熱交換器，將廢氣加熱到催化燃燒所需要的起始溫度。經(jīng)過(guò)預熱的廢氣，通過(guò)催化劑層使之燃燒。由于催化劑的作用，催化燃燒法廢氣燃燒的起始溫度約為250～300攝氏度，大大低于直接燃燒法的燃燒溫度650～800攝氏度，高溫氣體再次進(jìn)入熱交換器，經(jīng)換熱冷卻，終以較低的溫度經(jīng)風(fēng)機排入大氣。
02 優(yōu)缺點(diǎn)分析
有機廢氣催化燃燒爐優(yōu)點(diǎn)
1、起燃溫度低，節省能源，能耗低
有機廢氣催化燃燒與直接燃燒相比，具有起燃溫度低、能耗低的顯著(zhù)特點(diǎn)。在某些情況下，催化燃燒達到起燃溫度后便無(wú)需外界供熱。燃燒不受碳氫化合物濃度的限制。設備啟動(dòng)僅需 15-30 分鐘升溫至起燃溫度(有機廢氣處理濃度較高時(shí))耗能僅為風(fēng)機功率。
2、適用范圍廣
催化燃燒裝置幾乎可以處理所有的烴類(lèi)有機廢氣及惡臭氣體。對于有機化工、涂料、絕緣材料等行業(yè)排放的低濃度、多成分、無(wú)回收價(jià)值的廢氣，采用吸附--催化燃燒法的處理效果。
3、處理效率高，無(wú)二次污染
用催化燃燒法處理有機廢氣的凈化率一般都在95%以上，終產(chǎn)物為的CO2和H2O (雜原子有機化合物還有其他燃燒產(chǎn)物)，且由于燃燒溫度低，能大量減少NOX的生成，因此不會(huì )造成二次污染。
4、操作方便、可靠
設備工作實(shí)現自動(dòng)控制，可靠，設備配有阻火系統、防爆泄壓系統、超溫報警系統及先進(jìn)的自控系統；占地面積小，且設備基礎無(wú)要求。
有機廢氣催化燃燒爐缺點(diǎn)
雖然催化燃燒法處理效率高，但工藝條件要求嚴格，不允許廢氣中含有影響催化劑壽命和處理效率的塵粒和霧滴，也不允許有使催化劑中毒的物質(zhì)，以防催化劑中毒，因此采用催化燃燒技術(shù)處理有機廢氣對廢氣作前處理，工程項目投入成本高；同時(shí)因處于高溫環(huán)境下，管道、設備很容易損壞，如果體產(chǎn)生結塊，則使用壽命將大大縮短。
03 工藝流程介紹
根據對廢氣加熱方式的不同，催化燃燒工藝可以分為常規催化燃燒工藝(見(jiàn)圖 1)和催化燃燒工藝(見(jiàn)圖 2)。
在選擇催化燃燒工藝時(shí)應進(jìn)行熱量平衡計算。當廢氣中所含的有機物燃燒后所產(chǎn)生的熱量可以維持催化劑床層自持燃燒時(shí)，應采用常規催化燃燒工藝；當廢氣中所含的有機物燃燒后所產(chǎn)生的熱量不能夠 維持催化劑床層自持燃燒時(shí)，宜采用催化燃燒工藝。
04 工藝設計要求
1 廢氣收集
廢氣收集系統設計應遵循GB50019的規定。
廢氣應與生產(chǎn)工藝協(xié)調一致，宜不影響工藝操作。在保證收集能力的前提下，應力求結構簡(jiǎn)單，便于安裝和維護管理。
確定集氣罩的吸氣口位置、結構和氣體流速時(shí)，應使罩口呈微負壓狀態(tài)，且罩內負壓均勻。
集氣罩的吸氣方向應盡可能與污染氣流運動(dòng)方向一致，防止吸氣罩周?chē)鷼饬魑蓙y，避免或減弱干擾氣流和送風(fēng)氣流等對吸氣氣流的影響。
當廢氣產(chǎn)生點(diǎn)較多、彼此距離較遠時(shí)，應適當分設多套收集系統。
2 預處理
預處理設備
應根據廢氣的成分、性質(zhì)和污染物的含量進(jìn)行選擇。
進(jìn)入催化燃燒裝置前廢氣中的顆粒物含量高于10mg/m3時(shí)，應采用過(guò)濾等方式進(jìn)行預處理。
過(guò)濾裝置兩端應裝設壓差計，當過(guò)濾器的阻力超過(guò)規定值時(shí)應及時(shí)清理或更換過(guò)濾材料。
當廢氣中有機物濃度較高時(shí)，應采用稀釋等方式調節至滿(mǎn)足要求。
3 催化燃燒
催化劑的工作溫度應低于700℃，并能承受900℃短時(shí)間高溫沖擊。設計工況下催化劑使用壽命應大于8500h。
設計工況下式催化燃燒裝置中體的使用壽命應大于24000h。
催化燃燒裝置的設計空速宜大于10000h-1，但不應高于40000h-1 。
進(jìn)入燃燒室的氣體溫度應達到氣體組分在催化劑上的起燃溫度，混合氣體按照起燃溫度的組分確定。
催化燃燒裝置的壓力損失應低于2kPa。
治理后產(chǎn)生的高溫煙氣宜進(jìn)行熱能回收。
4 二次污染控制
廢氣預處理所產(chǎn)生的廢水應進(jìn)行集中處理，并達到相應排放標準后排放。
預處理產(chǎn)生的粉塵和廢渣以及更換后的過(guò)濾材料和催化劑的處理應符合國家固體廢棄物處理與處置的相關(guān)規定。
當催化燃燒后產(chǎn)生二次污染物時(shí)應采取吸收等方法進(jìn)行處理后達標排放。
05 措施
治理系統應有事故自動(dòng)報警裝置，并符合生產(chǎn)、事故防范的相關(guān)規定。
治理系統與主體生產(chǎn)裝置之間的管道系統應安裝阻火器(防火閥)，阻火器性能應按照HJ/T389中5.4的規定進(jìn)行檢驗。
風(fēng)機、電機和置于現場(chǎng)的電氣儀表等應不低于現場(chǎng)的防爆等級。
排風(fēng)機之前應設置濃度沖稀設施。當反應器出口溫度達到600℃時(shí)，控制系統應能報警，并自動(dòng)開(kāi)啟沖稀設施對廢氣進(jìn)行稀釋處理。
催化燃燒裝置應具備過(guò)熱保護功能。
催化燃燒裝置應進(jìn)行整體保溫，外表面溫度不應高于60℃。
管路系統和催化燃燒裝置的防爆泄壓設計應符合GB50160的要求。
治理設備應具備短路保護和接地保護功能，接地電阻應小于4Ω。
在催化燃燒裝置附近應設置消防設施。
室外催化燃燒裝置應安裝符合GB50057規定的避雷裝置。
06 驗收注意事項
工程驗收
工程驗收應根據《建設項目(工程)竣工驗收辦法》組織進(jìn)行。
工程安裝、施工完成后應對相關(guān)儀器儀表進(jìn)行校驗，然后根據工藝流程進(jìn)行分項調試和整體調試。
通過(guò)整體調試，各系統運轉正常，技術(shù)指標達到設計和合同要求后啟動(dòng)試運行。
竣工環(huán)境保護驗收
竣工環(huán)境保護驗收應按《建設項目竣工環(huán)境保護驗收管理辦法》的規定進(jìn)行。 工程驗收前治理工程應進(jìn)行試運行和性能試驗，性能試驗的內容主要包括：
廢氣甲烷總烴和國家或地方相關(guān)排放標準中所規定的污染物進(jìn)出口濃度(至少檢測三次)；
風(fēng)量；
催化燃燒裝置的凈化效率；
系統壓力降；
耗電量或燃氣耗量等。
07 運行維護注意事項
治理設備應與產(chǎn)生廢氣的生產(chǎn)工藝設備同步運行。由于事故或設備維修等原因造成治理設備停止運行時(shí)，應立即報告當地環(huán)境保護行政主管部門(mén)。
治理設備正常運行中廢氣的排放應符合國家、地方和相關(guān)行業(yè)污染物排放標準的規定。
治理設備不得超負荷運行。
企業(yè)應建立健全與治理設備相關(guān)的各項規章制度，以及運行、維護和操作規程，建立主要設備運行狀況的臺賬制度。
人員與運行管理：治理系統應納入生產(chǎn)管理中，并配備專(zhuān)業(yè)管理人員和技術(shù)人員。在治理系統啟用前，企業(yè)應對管理和運行人員進(jìn)行培訓，使管理和運行人員掌握治理設備及其它 附屬設施的具體操作和應急情況下的處理措施。培訓內容包括：
基本原理和工藝流程；
啟動(dòng)前的檢查和啟動(dòng)應滿(mǎn)足的條件；
正常運行情況下設備的控制、報警和指示系統的狀態(tài)和檢查，保持設備良好運行的條件，以及時(shí)的糾正操作；
設備運行故障的發(fā)現、檢查和排除；
事故或緊急狀態(tài)下人工操作和事故排除方法；
設備日常和定期維護；
設備運行和維護記錄；
其它事件的記錄和報告。
企業(yè)應建立治理系統運行狀況、設施維護等的記錄制度，主要記錄內容包括：
治理工程的啟動(dòng)、停止時(shí)間；
過(guò)濾材料、氧化催化劑、體等的質(zhì)量分析數據、采購量、使用量及更換時(shí)間；
治理工程運行工藝控制參數，至少包括治理設備進(jìn)、出口濃度和相關(guān)溫度；
主要設備維修情況；
運行事故及處理、整改情況；
定期檢驗、評價(jià)及評估情況；
污水排放、副產(chǎn)物處置情況。
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