在合成革生產過程中,廢氣排放帶來的污染問題日益嚴重。這些廢氣中包含大量揮發性有機化合物(VOCs),如二甲基甲酰胺(DMF)、甲苯、丁酮等,不僅氣味刺鼻,還對人體健康和生態環境造成極大危害。催化燃燒工藝作為一種高效的廢氣處理技術,在合成革廠廢氣治理中發揮著關鍵作用。
催化燃燒的核心原理,是借助催化劑的作用,使廢氣中的可燃組分在較低溫度(通常 200 - 400℃)下發生無焰燃燒,氧化分解為二氧化碳和水,并釋放出大量熱能。與傳統直接燃燒相比,催化燃燒降低了反應溫度,減少了能耗,同時避免了高溫下氮氧化物等二次污染物的生成。催化劑能夠降低反應的活化能,使廢氣中的有機污染物在較低溫度下快速氧化分解,極大地提高了反應速率和處理效率。
催化燃燒工藝主要包含預處理、預熱、催化反應、熱量回收以及后續處理這幾個關鍵步驟。廢氣在進入催化燃燒裝置前,必須先經過預處理。這是因為合成革廠廢氣成分復雜,可能含有顆粒物、油霧、粉塵以及能使催化劑中毒的硫、氯、重金屬等雜質。通過過濾、吸附、洗滌等預處理手段,能夠有效去除這些雜質,防止其堵塞催化劑或導致催化劑中毒失活,為后續催化反應的順利進行提供保障。
由于催化燃燒反應需要在一定溫度下才能使催化劑發揮*佳活性,所以廢氣在進入催化反應器前通常需要預熱。常見的預熱方式有電加熱、燃氣加熱,也可利用燃燒產生的余熱加熱。當系統運行穩定后,燃燒產生的熱量能夠維持反應所需溫度,從而降低預熱能耗。例如,在一些大型合成革廠,通過熱交換器將催化反應后的高溫尾氣熱量傳遞給未處理的低溫廢氣,實現熱量的循環利用,節能效果顯著。
預熱后的廢氣進入裝載著催化劑的催化反應器。廢氣中的 VOCs 分子被催化劑表面的活性位點吸附,常見的催化劑有貴金屬(如鉑、鈀)和過渡金屬氧化物(如二氧化錳、氧化銅)。這些活性位點降低了 VOCs 氧化反應的活化能,使 VOCs 與氧氣在較低溫度下迅速發生反應,分解為二氧化碳和水等無害物質。合理 |
|