采用催化式废气处理系统去除挥发性有机化合物

作者:本网编辑 文章来源:杜尔公司 发布时间:2010-10-18

 

德国 比蒂希海姆 - 比辛根,2010年8月2日讯 –
催化方法再次被应用于处理废气中的有害成分。催化方法有容易被毒化和被掩蔽的缺点,所以近15至20年来,已逐步被热氧化方法所取代。现在,催化处理法因其低能耗和氮氧化物低排放两个特点,又开始卷土重来了。
杜尔公司机械与设备制造集团所属的“环境与能源系统部”专门开发和生产空气处理系统,该部门在处理化工行业的空气污染时更倾向于采用催化方法。过去,催化法多应用于一些化工生产的净化处理,如精对苯二甲酸(PTA)的生产过程,催化剂生产的煅烧过程和顺丁烯二酸酐、石蜡 、天然橡胶和丙烯酸酯的制造过程等。

为了提高成本效率,我们现在越来越多地选用小流量和少量处理挥发性有机化合物的废气处理设备,这些设备广泛应用于化学工业、石油工业和制药业。由于废气处理过程中使用的各种溶剂是需要花费成本的,所以处理过程中使用的溶剂当然是越少越好。一个先进的废气处理方案必须全面地考虑到材料的消耗。

权衡利弊,选择最佳的方案
废气处理过程的技术参数是合理选择处理方案的基本条件,这些参数包括废气的流量、温度、含有什么样的废物颗粒和何种挥发性有机化合物(VOC)等。只有明确了需要去除的挥发性有机化合物的种类才能够选择合适的催化剂,这些有机化合物有可能是芳香烃、氧化烃、卤化烃或链烷烃。目前还没有一种催化剂能有效地去除短链的烷属烃,当然我们的目标是将来能开发出去除这类物质的催化剂。
 
为了能够为客户提供最合适的催化剂,杜尔公司与多家著名的催化剂制造商合作,进一步发展和推广它们的产品,其中包括丹麦的托普索公司(Haldor Topsoe)。 

催化剂的毒化作用能在短时间内抑制其催化作用。为了保持必须的催化效果,往往需要更换催化剂。几十年来,催化剂材料的有效性和中毒性几乎没有什么明显的改进。某些物质,如硅、磷、硫磺、卤素和金属(特别是锗、砷、硒、碲)是经常被提到的导致毒化的物质。这些物质在浓度很低时还可以被容忍,但是不能超出某个界限。

合理选择处理方案的另一个重要标准是挥发性有机化合物(VOC)的含量。 催化处理的方法与相应的热燃烧处理方法不同。催化处理与热燃烧处理相比能在低浓度条件下实现自燃。这样,当废气通过催化剂前就不需要预先加热到很高的温度,节约了预处理所需的能源。当废气中的VOC含量过高时,必须被稀释后才能送入处理系统。这就又出现了另一个问题,如果废气需要被稀释太多,就会造成空气处理量的不合理增长,导致设备成本和催化剂成本的增加。  

催化处理方法的好处在于节约能源,从而降低生产成本。当挥发性有机化合物的含量很低时,不耗费任何能量就能够排除。与其它热处理方法相比较,不仅节约能源,而且减少了二氧化碳和氮氧化物的排放。
  
杜尔公司的催化处理技术和产品
•高压催化处理系统
为了处理生产纯对苯二甲酸(PTA)所产生的废气或其它高压条件下产生的废气,杜尔公司开发生产了Ecopure® HPX处理系统作为标准设备。在高压的PTA废气中往往含有甲基醋酸盐、甲基溴和一氧化碳,采用这种设备不需要预先减压,可以直接进行处理。

这些生产废气需要通过综合式热交换器加热到产生催化作用必要的温度。综合式热交换器从蒸汽、热空气和净化后的废气中获取热量。经过催化处理的废气通过热交换器降低温度,回收热量。然后净化了的高压废气被送入一个膨胀器进一步回收能量,用于气动传输装置或氢溴酸的深处理。杜尔公司目前正在为中国设计、制造和安装一套Ecopure® HPX处理系统,该系统应用于PTA的生产,其处理能力为440,000 kg/h 。

•低压催化处理系统
杜尔公司生产的另一种系统Ecopure® LPX原则上适用于各种催化处理。在这种系统中,在略高于甚至低于环境压力的条件下就能使各种挥发性有机化合物(VOC)发生转换。生产过程的废气首先通过气-气热交换器升温,然后通过燃烧器、蒸汽炉或油炉进一步升温,达到产生催化作用必要的温度。在VOC转换过程中产生的热能一般用于预加热未经处理的废气,如果废气中VOC含量很高产生过多的热量时,多余的热量可以通过热转换器的旁通管路输送到热存储器。杜尔公司最新的一套Ecopure® LPX系统是为德国Sauer Continence公司制造的,这是一套紧凑型设备,其处理能力为3,000 Nm³/h 。

•再生式催化处理系统
如果被处理的生产废气中挥发性有机化合物(VOC)的含量非常低,则需要采用更加高效的热转换器,替代Ecopure® LPX系统中的同流式热交换器。为此杜尔公司开发出了再生式催化处理系统Ecopure® RCO。在这种系统中,废气中的VOC先通过陶瓷热交换介质进行再生式加热,然后进入催化处理。处理后废气的热量将补充给陶瓷热交换介质,用于加热待处理的废气。为了设备运行可靠,每套Ecopure® RCO系统中至少设置了两个陶瓷热交换介质床。这两个介质床通过燃烧室相互连接,轮流地吸收和释放热量。

•烟气净化系统
杜尔公司还生产Ecopure® SCR 处理系统,这种系统专门催化处理烟气中的各种氮氧化物。因为这种系统不是处理挥发性有机化合物(VOC)的,在这里只是提及一下,不做详细介绍。


综上所述,杜尔公司生产各种各样的挥发性有机化合物(VOC)处理系统,能够灵活地满足不同生产领域客户提出的各种废气处理的要求。杜尔公司的Ecopure® 系列产品不仅可以成功高效地解决废气处理中的各种实际问题,而且还能有效地实现节能,降低生产成本。

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