|
催化燃燒法工業(yè)有機(jī)廢氣治理工程技術(shù)規(guī)范揮發(fā)性有機(jī)污染物(Volatile Organic Compounds, VOCs)大多數(shù)有毒、有害,具有一定的致癌性;參與光化學(xué)反應(yīng),形成光化學(xué)煙霧;部分可破壞臭氧層。我國(guó)一些城市空氣中VOCs的濃度是美國(guó)城市空氣濃度5~15倍,工業(yè)排放有機(jī)廢氣已經(jīng)成為城市主要污染源之一。 涉及VOCs排放的工業(yè)行業(yè)包括石油化工、精細(xì)化工、噴涂、包裝印刷、醫(yī)藥與農(nóng)藥制造、半導(dǎo)體及電子產(chǎn)品制造、人造板與木制家具制造、皮革、漆包線、制鞋、涂料、油墨、粘合劑生產(chǎn)、金屬鑄造等,行業(yè)眾多,各行業(yè)中所產(chǎn)生的VOCs種類(lèi)繁多,組成復(fù)雜,常見(jiàn)的組分有碳?xì)浠衔?、苯系物、醇?lèi)、酮類(lèi)、酚類(lèi)、醛類(lèi)、酯類(lèi)、胺類(lèi)、腈(氰)類(lèi)等。目前,在我國(guó)VOCs污染源主要分布在全國(guó)各地城市與城市群,分布面廣,其中90%以上尚未治理,對(duì)大氣環(huán)境影響嚴(yán)重,應(yīng)依據(jù)相關(guān)污染治理法規(guī)的要求進(jìn)行治理。 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人們對(duì)生存環(huán)境認(rèn)識(shí)水平的不斷提高和國(guó)家政策的導(dǎo)向作用,環(huán)境治理工程越來(lái)越得到廣泛重視。目前我國(guó)正在逐步完善氣態(tài)污染物的排放標(biāo)準(zhǔn),但治理工程設(shè)備和設(shè)施的規(guī)范還沒(méi)有跟上。制訂氣態(tài)污染物治理的工程技術(shù)規(guī)范,對(duì)環(huán)境工程建設(shè)的規(guī)范化影響深遠(yuǎn)。對(duì)技術(shù)相對(duì)成熟、應(yīng)用面廣的工程技術(shù)進(jìn)行規(guī)范,能大大提高環(huán)境工程建設(shè)的技術(shù)和管理水平,指導(dǎo)主管部門(mén)對(duì)環(huán)境工程全過(guò)程實(shí)施科學(xué)管理。 催化法是一種傳統(tǒng)的有機(jī)廢氣治理技術(shù),國(guó)外早在上世紀(jì)四十年代就已經(jīng)應(yīng)用于有機(jī)廢氣的治理,國(guó)內(nèi)從上世紀(jì)七十年代也開(kāi)始應(yīng)用,是目前我國(guó)有機(jī)廢氣治理的主要技術(shù)之一。在目前我國(guó)有機(jī)廢氣治理設(shè)備中,催化燃燒凈化設(shè)備約占總數(shù)的30%左右。因此本規(guī)范制定以后可以規(guī)范我國(guó)有機(jī)廢氣治理中接近30%的工程技術(shù)和設(shè)備,在工藝設(shè)計(jì)、設(shè)備制造、工程建設(shè)、檢驗(yàn)檢查、運(yùn)行維護(hù)與管理等各個(gè)方面全面提高我國(guó)VOCs治理水平,必將極大地推進(jìn)我國(guó)固定源有機(jī)廢氣的治理減排工作。 催化燃燒工藝裝置在日本、美國(guó)和西歐國(guó)家被廣泛地應(yīng)用于VOCs的治理,工藝設(shè)備非常成熟,相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和使用規(guī)范已經(jīng)非常完善,一些大公司都有自己的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn),對(duì)工藝設(shè)計(jì)、催化劑的性能要求、反應(yīng)器制造和工程控制措施等都有詳細(xì)的規(guī)定。 目前的VOCs的治理技術(shù)中,催化燃燒技術(shù)發(fā)展較早,技術(shù)上也相對(duì)成熟,對(duì)于大多數(shù)有機(jī)污染物而言是一種行之有效的治理方法,因此在VOCs的治理中得到了廣泛應(yīng)用。早期的催化燃燒技術(shù)主要用于高濃度或者高溫排放的有機(jī)污染物的治理,由于對(duì)空氣的加熱升溫需要耗費(fèi)大量的熱能(電加熱或者燃料加熱),在大風(fēng)量、低濃度的VOCs治理中運(yùn)行成本過(guò)高,因此近年來(lái)發(fā)展了針對(duì)低濃度有機(jī)廢氣凈化的蓄熱式催化燃燒技術(shù)(Regenerative Catalytic Oxidizer,簡(jiǎn)寫(xiě)為RCO)。 蓄熱式催化燃燒技術(shù)是在催化燃燒技術(shù)的基礎(chǔ)上增加了一套熱能儲(chǔ)存與再利用裝置。通常利用蜂窩狀的陶瓷體作為蓄熱體,將催化反應(yīng)過(guò)程所產(chǎn)生的熱能通過(guò)蓄熱體儲(chǔ)存并用以加熱待處理廢氣,充分利用有機(jī)物燃燒所產(chǎn)生的熱能,從而達(dá)到節(jié)能的目的。和常規(guī)催化燃燒技術(shù)相比,蓄熱式催化燃燒技術(shù)可以大大降低設(shè)備運(yùn)行功率,主要應(yīng)用于較低濃度的有機(jī)廢氣的凈化(一般在500~3000mg/m3之間)。國(guó)內(nèi)外的研究與實(shí)踐已經(jīng)證明,對(duì)于有機(jī)廢氣的治理,蓄熱式催化燃燒技術(shù)是比較經(jīng)濟(jì)有效、應(yīng)用前景廣闊的凈化技術(shù)之一。中科院生態(tài)環(huán)境研究中心在上世紀(jì)九十年代初研制過(guò)蓄熱式催化燃燒裝置,并進(jìn)行了試用,但由于設(shè)計(jì)和設(shè)備加工技術(shù)不過(guò)關(guān),特別是在高溫操作下切換閥門(mén)易損害,該技術(shù)未能推廣應(yīng)用。同時(shí)期美國(guó)恩格爾哈德公司就木材生產(chǎn)工藝中所排放的有機(jī)廢氣設(shè)計(jì)了一種蓄熱式催化燃燒裝置,但未見(jiàn)在其他行業(yè)推廣使用。上世紀(jì)末日本三菱公司設(shè)計(jì)了利用移動(dòng)閥切換的蓄熱裝置,采用具有高蓄熱能力的陶瓷蜂窩體,很好地解決了這個(gè)問(wèn)題,并進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)用,成為目前發(fā)達(dá)國(guó)家有機(jī)廢氣治理的主體技術(shù)之一。例如3M公司用RCO技術(shù)處理含丁酮等溶劑的廢氣,通用汽車(chē)公司用RCO技術(shù)處理含苯乙烯的廢氣,飛利浦電子公司用RCO技術(shù)處理含丙酮、甲苯、丁酮等的廢氣。 近年來(lái)國(guó)內(nèi)一些單位引進(jìn)并已相繼開(kāi)發(fā)了蓄熱式催化燃燒裝置,目前正在大面積地推廣使用。所使用的關(guān)鍵材料蓄熱體的綜合性能基本達(dá)到了國(guó)外的水平,并有部分產(chǎn)品出口。最新發(fā)展的高溫蓄熱體是采用陶瓷、礫石或其它高密度惰性材料,熱容量高,換熱速度快。日本、美國(guó)等已經(jīng)開(kāi)發(fā)出蓄熱面積達(dá)1200m2/m3的蜂窩陶瓷,并成功應(yīng)用于蓄熱式換熱器中。 高性能的氧化催化劑是催化燃燒技術(shù)的關(guān)鍵。一般來(lái)說(shuō),催化劑活性成分、載體類(lèi)型、負(fù)載方法等國(guó)內(nèi)外基本相同。催化劑活性成份主要包括貴金屬(Pd、Pt為主)、過(guò)渡金屬(Cu、Mn、Cd、Ni、Co、Cr等)和稀土金屬(Ce、La等)氧化物,以及復(fù)合氧化物(鈣鈦礦、尖晶石以及Cu-Mn-O等)。載體主要有氧化物(Al2O3、TiO2、SiO2、CeO2、ZrO2、Fe2O3等)、沸石、蜂窩陶瓷、金屬載體等。負(fù)載方法有浸漬法、電沉積法,溶膠凝膠法、反相微乳法和沉淀法等。在催化劑活性組分含量、催化劑的活性數(shù)據(jù)和催化劑的壽命等方面,由于用途不同,所處理污染物的性質(zhì)差別很大,因此并沒(méi)有明確的界定??傮w上,我國(guó)在氧化催化劑的制造方面已經(jīng)接近或達(dá)到了國(guó)外先進(jìn)水平。 催化法在氣態(tài)污染物治理中占有重要的地位,是目前大氣污染治理的主要方法之一。由于氣態(tài)污染物的性質(zhì)不同,催化法廢氣治理工藝分為催化氧化(催化燃燒)工藝和催化還原工藝兩大類(lèi)。 催化氧化(催化燃燒)工藝主要用于各種固定源VOCs的凈化,是目前國(guó)內(nèi)外VOCs治理的主要技術(shù)之一,應(yīng)用范圍最廣。據(jù)統(tǒng)計(jì),目前我國(guó)所使用的VOCs治理工藝設(shè)備中,催化燃燒設(shè)備約占1/3左右。 依歐斯環(huán)境股份有限公司自行研制具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的EOS-CTO06/EOS-CTO106/EOS-CTO26/EOS-CTO226等4個(gè)系列的催化燃燒裝置,可以滿(mǎn)客戶(hù)不同工況和不同安裝位置等特殊環(huán)境的要求。 |