Giới thiệu phương pháp đốt xúc tác xử lý khí thải

Đốt cháy xúc tác là một phản ứng xúc tác pha rắn-khí điển hình và bản chất của nó là quá trình oxy hóa sâu liên quan đến oxy hoạt động. Trong quá trình đốt cháy xúc tác, vai trò của chất xúc tác là làm giảm năng lượng kích hoạt, đồng thời bề mặt chất xúc tác có tác dụng hấp phụ, làm phong phú các phân tử chất phản ứng trên bề mặt và tăng tốc độ các phản ứng. Với sự trợ giúp của chất xúc tác, khí thải hữu cơ có thể trải qua quá trình đốt cháy không ngọn lửa ở nhiệt độ đánh lửa thấp hơn, bị oxy hóa và phân hủy thành CO2 và H2O, đồng thời giải phóng một lượng lớn năng lượng nhiệt.

1. Khái quát chung

Thiết bị tinh lọc xúc tác giải hấp khí hữu cơ là dòng sản phẩm mới có hiệu suất cao, tiết kiệm năng lượng và không gây ô nhiễm thứ cấp được phát triển thành công dựa trên nhiều năm kinh nghiệm trong lĩnh vực xử lý khí thải hữu cơ.

2. Mục đích

Thiết bị lọc này chủ yếu được sử dụng để lọc khí thải độc hại bay hơi hoặc rò rỉ ra ngoài và loại bỏ mùi hôi trong lớp phủ, in ấn, đồ gia dụng, sản xuất giày, nhựa và các xưởng hóa chất khác nhau. Nó phù hợp với nồng độ thấp (50 ~ 500ppm) và không phù hợp để sử dụng. Đốt trực tiếp và tái chế khí thải hữu cơ có thể đạt được lợi ích kinh tế và xã hội thỏa đáng, đặc biệt là trong các tình huống xử lý khối lượng không khí lớn.

3. Nguyên lý hoạt động

Thiết bị tinh chế này được thiết kế dựa trên hai nguyên lý cơ bản là hấp phụ (hiệu suất cao) và đốt xúc tác (tiết kiệm năng lượng), đó là phương pháp đốt hấp phụ-giải hấp-xúc tác.

Thiết bị lọc xúc tác được trang bị buồng gia nhiệt và buồng trao đổi nhiệt. Đầu đốt được khởi động để gia nhiệt và đi vào chu trình bên trong. Khi nguồn khí nóng đạt đến điểm sôi của chất hữu cơ, chất hữu cơ sẽ hết chất kích hoạt, thiết bị hấp phụ carbon và đi vào buồng xúc tác để phân hủy xúc tác thành CO2 và H2O, đồng thời giải phóng năng lượng. Năng lượng giải phóng được sử dụng đi vào hệ thống trao đổi nhiệt để làm nóng không khí đi vào và tuần hoàn cho đến khi chất hữu cơ được tách hoàn toàn khỏi than hoạt tính và bị phân hủy trong buồng xúc tác.

Thiết bị đốt xúc tác xử lý khí thải có thể được thiết kế theo yêu cầu riêng

4. Hiệu suất và đặc tính kỹ thuật

• Thiết bị này có nguyên tắc thiết kế tiên tiến, vật liệu độc đáo, hiệu suất ổn định, vận hành đơn giản, an toàn và tin cậy và không gây ô nhiễm thứ cấp. Thiết bị chiếm một diện tích nhỏ và nhẹ.
• Vật liệu hấp phụ được sử dụng – than hoạt tính tổ ong có lỗ chân lông lớn và khả năng hấp phụ tốt.
• Buồng đốt xúc tác sử dụng chất xúc tác kim loại quý có thân tổ ong bằng gốm, có điện trở thấp, có thể hoạt động bình thường với quạt áp suất thấp, không những tiêu tốn ít điện năng mà còn có độ ồn thấp.
• Thể tích không khí của thiết bị đốt xúc tác bằng 1/10 thể tích không khí của nguồn khí thải. Đồng thời, khi nồng độ khí thải đạt đến khả năng tự cháy thì không cần tiếp tục gia nhiệt, tiết kiệm năng lượng.
• Than hoạt tính hấp phụ khí thải hữu cơ có thể được giải hấp và tái sinh bằng nhiệt sinh ra từ quá trình xử lý đốt khí thải bằng xúc tác. Khí thải được giải hấp sau đó được đưa đến buồng đốt xúc tác để tinh chế. Khí tinh khiết được thu hồi thông qua bộ trao đổi nhiệt. Không cần năng lượng bên ngoài để vận hành. Chi phí thấp và hiệu quả tiết kiệm năng lượng là đáng kể.
• Lò đốt xúc tác được trang bị lớp cách nhiệt bên trong, giúp giảm thất thoát nhiệt một cách hiệu quả.

5. Mô tả nguyên tắc kết cấu

Nguyên lý vận hành:

• Sử dụng chất xúc tác làm chất trung gian để biến khí hữu cơ thành nước vô hại và khí carbon dioxide ở nhiệt độ thấp hơn. Nguồn khí hữu cơ trong phòng sấy được đưa đến thiết bị lọc thông qua quạt hút cảm ứng. Đầu tiên, nó đi qua hệ thống chống cháy loại bỏ bụi, sau đó đi vào bộ trao đổi nhiệt, sau đó được đưa đến phòng sưởi ấm bằng khí, khí đạt đến nhiệt độ phản ứng đốt cháy. Chức năng của lớp xúc tác phân hủy khí hữu cơ thành carbon dioxide và nước, sau đó đi vào bộ trao đổi nhiệt để trao đổi nhiệt với khí nhiệt độ thấp, do đó nhiệt độ của khí tới tăng lên đến nhiệt độ phản ứng. Nếu không thể đạt được nhiệt độ phản ứng, hệ thống gia nhiệt có thể thực hiện gia nhiệt bù thông qua hệ thống điều khiển tự động để đốt cháy hoàn toàn, nhờ đó tiết kiệm năng lượng. Tỷ lệ loại bỏ khí thải hiệu quả đạt hơn 97%, tuân thủ các tiêu chuẩn khí thải quốc gia.
• Nguồn khí thải tại cửa xả trực tiếp phải có đường ống xả trực tiếp, được điều khiển bằng van để có thể xả khí thải trực tiếp khi cần thiết (ví dụ: trong quá trình bảo trì thiết bị lọc).
• Điện trở nhiệt sử dụng ống bảo vệ bằng thép không gỉ để đo nhiệt độ làm nóng không khí đầu vào và nhiệt độ lọc.
• Buồng xúc tác bao gồm các chất xúc tác tổ ong nhiều lớp và là lõi của thiết bị.
• Thiết bị chống cháy nổ sử dụng phương pháp giảm áp bằng màng ngăn. Khi thiết bị hoạt động không bình thường có thể bị hỏng kịp thời để giảm áp nhằm ngăn ngừa tai nạn.
• Quạt sử dụng loại không khí cảm ứng phía sau, cho phép thiết bị hoạt động dưới áp suất âm.
• Van điều khiển điều chỉnh lưu lượng khí.
• Chất xúc tác oxit kim loại quý là chất xúc tác sử dụng alumina làm chất mang và Pt, các kim loại quý và vật liệu đất hiếm khác làm thành phần hoạt động. Chúng chủ yếu được sử dụng cho hydrocarbon, loạt benzen, este rượu, oxy hóa xúc tác của VOC như aldehyd và xeton.

Đặc tính hiệu suất chất xúc tác:

• Khả năng tải nhỏ và chi phí thấp
• Tuổi thọ cao, khả năng chống độc tuyệt vời
• Hiệu suất chuyển đổi: >97%
• Nhiệt độ làm việc: 200 ~ 600oC

Các tính năng:

• Các kim loại quý bạch kim và palladium được mạ trên chất mang gốm tổ ong làm chất xúc tác. Hiệu suất tinh chế cao tới trên 97%. Chất xúc tác có tuổi thọ cao và có thể được tái tạo. Luồng không khí trơn tru và điện trở nhỏ.
• Cơ sở an toàn hoàn chỉnh: được trang bị bộ thu bụi chống cháy, cổng giảm áp, báo động quá nhiệt và các phương tiện bảo vệ khác.
• Tiêu thụ điện năng: Khi máy bắt đầu hoạt động, máy sử dụng khí đốt tự nhiên để sưởi ấm. Trong quá trình hoạt động bình thường, máy chỉ tiêu thụ điện năng của quạt. Khi nồng độ khí thải thấp, hệ thống sưởi bù gián đoạn tự động.
• Dễ vận hành: Khi thiết bị hoạt động, nó sẽ thực hiện điều khiển tự động và không cần sự giám sát đặc biệt.

Ưu điểm:

① Nhiệt độ đánh lửa thấp, sau khi đạt đến nồng độ nhất định có thể hoạt động tự chủ mà không cần cung cấp năng lượng bên ngoài, tiết kiệm năng lượng so với đốt trực tiếp, đốt xúc tác khí thải hữu cơ có đặc điểm vượt trội là nhiệt độ đánh lửa thấp và tiêu thụ năng lượng thấp. Với thiết kế hợp lý, về cơ bản có thể đạt được khả năng tự vận hành mà không cần nguồn cung cấp năng lượng bên ngoài.

②Nhiệt độ đốt thấp, đốt cháy không ngọn lửa và không tạo ra hợp chất NOx;

③Tốc độ đốt cháy nhanh, quá trình đốt cháy hoàn tất và không tạo ra chất gây ung thư có độc tính cao như benzopyrene và dioxin;

④Sản phẩm đốt là CO2 và H2O vô hại, không có chất gây ô nhiễm thứ cấp như chất thải rắn, nước thải, dung môi thải và khí thải;

⑤ Hiệu suất xử lý rất cao và tỷ lệ tuân thủ hoàn toàn của xử lý một lần cao hơn nhiều so với các phương pháp xử lý khác;

⑥Thiết bị xử lý đơn giản, công nghệ tiên tiến, chi phí thiết bị và bảo trì thấp, chi phí xử lý khí thải đơn vị thấp;

⑦ Thiết bị được thiết kế hợp lý, vận hành an toàn và đáng tin cậy, hiệu suất ổn định, PLC vận hành hoàn toàn tự động, không cần bảo trì;

⑧Phạm vi ứng dụng rộng rãi, thích hợp để xử lý nồng độ cao, trung bình và thấp, các loại khí thải hữu cơ và phức tạp khác nhau trong các ngành công nghiệp khác nhau;

⑨Thiết bị có cấu trúc nhỏ gọn và diện tích nhỏ.