直接燃烧法、热力燃烧法、催化燃烧法各自的特点是什么?
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直接燃烧法
直接燃烧亦称直接火焰燃烧,它是把废气中可燃有害组分当作燃料直接燃烧。因此,该方法只适用于净化含可燃有害组分浓度较高的废气,或者用于净化有害组分燃烧时热值较高的废气,因为只you燃烧时放出的热量能够补偿向环境中散失的热量时,才能保持燃烧区的温度,维持燃烧的持续。直接燃烧的设备包括一般的燃烧炉、窑,或通过某种装置将废气导入锅炉作为燃料气进行燃烧。直接燃烧的温度一般在1 100℃左右,燃烧的z终产物为CO2、H20和NOx。直接燃烧法不适于处理低浓度废气。
热力燃烧法
热力燃烧法是在废气中VOCs浓度较低时添加燃料以帮助其燃烧的方法。在热力燃烧中,被净化的废气不是作为燃料,而是作为提供氧气的辅燃气体;当废气中氧的含量较低时,需要加入空气来辅燃。热力燃烧所需的温度较直接燃烧低,大约为540~820℃。本法工艺简单、投资小,适用于高浓度、小风量的废气,但对安q技术、操作要求较高。 热力燃烧的过程可分为三个步骤:①辅助燃料燃烧,提供热量;②废气与高温燃气混合,达到反应温度;③在反应温度下,保持废气有足够的停留时间,使废气中可燃的有害组分氧化分解,达到净化排气的目的。
热力燃烧可以在专用的燃烧装置中进行,也可以在普通的燃烧炉中进行。进行热力燃烧的专用装置称为热力燃烧炉,其结构应满足热力燃烧时的条件要求,即应保z获得760℃以上的温度和0.55s左右的接触时间。热力燃烧炉的主体结构包括两部分:①燃烧器,其作用是使辅助燃料燃烧生成高温燃气;②燃烧室,其作用是使高温燃气与旁通废气湍流混合达到反应温度,并使废气在其中的停留时间达到要求。
催化燃烧法
催化燃烧法是在系统中使用合适的催化剂,使废气中的有机物在较低温度(200~400℃)下完q氧化分解的方法。该法的优点是催化燃烧为无火焰燃烧,安q性好,要求的燃烧温度低(大部分烃类和CO在300~450℃之间即可完成反应),辅助燃料费用低,对可燃组分浓度和热值限制较少,二次污染物NOx生成量少,燃烧设备的体积较小,VOCs去除率高。缺点是催化剂的价格较贵,且要求废气中不含有使催化剂中毒的成分。
有机废气中的有毒物或恶臭物质,几乎都能用催化燃烧法处理。催化燃烧法与直接燃烧法相比,优点是催化燃烧需要的适宜温度较直接燃烧法低,一般控制预热温度在250~300℃之间,借助于热交换器回收热量,可使过程的热量自给或只需较少的补充。当废气中有机物含量较高时,例如,油漆、涂料干燥中挥发出大量有机溶剂,经催化燃烧后排出的热气体,可被用来进行干燥作业。这样,不仅消除了污染,回收了热能,还由于热风的循环强化了干燥过程的对流传热与传质作用,因而大大改善了油漆或涂料的干燥过程。
催化燃烧有机废气的催化剂有三类:贵金属催化剂(钯、铂);过渡金属氧化物催化剂(铜、铬、锰、钴、镍等的氧化物);稀土金属氧化物催化剂。在催化燃烧的操作中,为保护催化剂,在废气温度未达起燃温度前,不应加入催化剂。在操作结束时,催化剂降温前,z好用新鲜空气吹扫,以便清除吸附在活性中心的残留物,延长催化剂的使用寿命。当发现催化剂表面积炭、活性下降时,可吹进新鲜空气,适当提高燃烧温度,烧去积炭。
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