本申请涉及工业废弃物处理,特别涉及一种工业有机废气vocs的催化氧化处理系统及方法。
背景技术:
1、挥发性有机物(vocs)是指在标准状态下具有较高饱和蒸气压(大于13.33pa)、低沸点、小分子量,且在常温下易于挥发的有机化合物。工业有机废气中的vocs主要源自石油炼制与石油化工、煤炭加工与转化等含vocs原料的生产工艺中,主要涉及油类(燃油、溶剂等)储存、运输和销售过程,涂料、油墨、胶粘剂、农药等的生产过程。vocs参与大气环境中臭氧和二次气溶胶的形成,其对区域性大气臭氧污染、pm2.5污染具有重要的影响。目前对vocs的处理方法主要包括蓄热式燃烧、催化燃烧、生物降解、低温等离子、冷凝、吸收、吸附技术等,而蓄热式燃烧、催化燃烧虽然处理效率高,但反应温度高,能耗大,给企业带来很大的负担;冷凝、吸收和吸附技术运行成本高;低温等离子技术对高浓度有机废气处理效果不佳,且放电过程中容易产生副产物,易造成二次污染。因此,传统处理方法的处理效果均不理想,难以实现对vocs的无机化处理,存在排放不达标的问题。
技术实现思路
1、本申请的主要目的是提供一种工业有机废气vocs的催化氧化处理系统及方法,旨在解决现有的处理方法对工业有机废气vocs的处理效果不理想的技术问题。
2、为实现上述目的,本申请提出了一种工业有机废气vocs的催化氧化处理系统,包括换热器、反应器和加热器,所述换热器的混合气体出口端与所述加热器连接,所述加热器与所述反应器连接,所述反应器的气体出口端与所述换热器连接,所述换热器的尾气出口端连接有尾气处理系统;
3、所述反应器内填充有含催化剂的固体反应基材。
4、可选地,所述催化剂为过渡金属氧化物和贵金属氧化物中的至少一种。
5、可选地,还包括voc监测仪,所述voc监测仪与所述反应器的气体出口端连接。
6、可选地,还包括风机和气体混合罐,所述风机与所述气体混合罐连接,所述气体混合罐与所述换热器连接。
7、可选地,所述尾气处理系统包括尾气风机和排气筒,所述尾气风机与所述换热器连接,所述尾气风机的尾气出口端与所述排气筒连接。
8、本申请提出了一种工业有机废气vocs的催化氧化处理方法,基于上述工业有机废气vocs的催化氧化处理系统,包括以下步骤:
9、将有机废气浓度稀释至安全值,得到vocs混合气;
10、将所述vocs混合气经过所述换热器换热,再经过所述加热器进行预热后,泵入所述反应器中进行氧化还原反应,得到反应后尾气;
11、将所述反应后尾气经所述换热器进行换热冷却,再经所述尾气处理系统处理后排放。
12、可选地,所述将有机废气浓度稀释至安全值,得到vocs混合气的步骤,包括:
13、将有机废气泵入所述气体混合罐内,再通过所述风机将压缩空气排入所述气体混合罐内与所述有机废气混合,使所述有机废气的浓度稀释至安全值,得到vocs混合气。
14、可选地,所述经过所述加热器进行预热后,泵入所述反应器中进行氧化还原反应,得到反应后尾气的步骤中,预热温度为250℃-300℃。
15、可选地,所述经过所述加热器进行预热后,泵入所述反应器中进行氧化还原反应,得到反应后尾气的步骤中,所述反应器中催化剂的填料为100kg-150kg,所述vocs混合气的进料速率为1.0m3/h-2.0m3/h。
16、可选地,所述将所述vocs混合气经过所述换热器换热,再经过所述加热器进行预热后,泵入所述反应器中进行氧化还原反应,得到反应后尾气的步骤后,还包括:
17、将所述反应后尾气通过所述voc监测仪进行有机物成分和浓度分析,有机物成分和浓度达到排放标准时,将所述反应后尾气排入换热器中。
18、本申请的处理系统包括换热器、反应器和加热器,反应器内填充有含催化剂的固体反应基材,催化剂可以为vocs的氧化反应提供反应活性位点和反应自由基,并降低了氧化反应所需的活化能,在本申请的催化剂的作用下,vocs可在反应器中发生即时催化氧化反应,并使vocs转化为二氧化碳和水,由于催化氧化反应瞬间就能发生,在反应器中无需对催化剂进行加热,而是通过加热器对vocs进行加热,通过加热后的vocs与催化剂接触后进行催化氧化反应,可避免在长时间的加热烧结条件下,催化剂在反应过程中出现的活性组分降低、催化效率下降等现象,从而提高了催化剂的稳定性,再通过换热器对反应后尾气进行换热冷却,同时反应后尾气还可以与反应前的vocs在换热器中进行热量交换,以降低加热器对反应前的vocs的加热频次,从而减少能量损耗,并降低设备成本,最后经过尾气处理系统即可进行尾气排放,从而实现了对工业有机废气vocs的无机化处理,最终将vocs无机化生成无害的二氧化碳、水等,构建了操作简便、安全可控的工业有机废气vocs的催化氧化处理系统,其对工业有机废气中vocs的无机化率可达到99%。
19、本申请的处理方法通过对工业有机废气中的vocs进行催化氧化反应后,使其降解成无害的二氧化碳和水,从而实现对有机废气的无机化处理,反应后尾气满足《大气污染物综合排放标准要求》(gb16297-1996)。
1.一种工业有机废气vocs的催化氧化处理系统,其特征在于,包括换热器、反应器和加热器,所述换热器的混合气体出口端与所述加热器连接,所述加热器与所述反应器连接,所述反应器的气体出口端与所述换热器连接,所述换热器的尾气出口端连接有尾气处理系统;
2.根据权利要求1所述的工业有机废气vocs的催化氧化处理系统,其特征在于,所述催化剂为过渡金属氧化物和贵金属氧化物中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的工业有机废气vocs的催化氧化处理系统,其特征在于,还包括voc监测仪,所述voc监测仪与所述反应器的气体出口端连接。
4.根据权利要求3所述的工业有机废气vocs的催化氧化处理系统,其特征在于,还包括风机和气体混合罐,所述风机与所述气体混合罐连接,所述气体混合罐与所述换热器连接。
5.根据权利要求3所述的工业有机废气vocs的催化氧化处理系统,其特征在于,所述尾气处理系统包括尾气风机和排气筒,所述尾气风机与所述换热器连接,所述尾气风机的尾气出口端与所述排气筒连接。
6.一种工业有机废气vocs的催化氧化处理方法,其特征在于,采用如权利要求3-5任一项所述的工业有机废气vocs的催化氧化处理系统,包括以下步骤:
7.根据权利要求6所述的工业有机废气vocs的催化氧化处理方法,其特征在于,所述将有机废气浓度稀释至安全值,得到vocs混合气的步骤,包括:
8.根据权利要求6所述的工业有机废气vocs的催化氧化处理方法,其特征在于,所述经过所述加热器进行预热后,泵入所述反应器中进行氧化还原反应,得到反应后尾气的步骤中,预热温度为250℃-300℃。
9.根据权利要求6所述的工业有机废气vocs的催化氧化处理方法,其特征在于,所述经过所述加热器进行预热后,泵入所述反应器中进行氧化还原反应,得到反应后尾气的步骤中,所述反应器中催化剂的填料为100kg-150kg,所述vocs混合气的进料速率为1.0m3/h-2.0m3/h。
10.根据权利要求6所述的工业有机废气vocs的催化氧化处理方法,其特征在于,所述将所述vocs混合气经过所述换热器换热,再经过所述加热器进行预热后,泵入所述反应器中进行氧化还原反应,得到反应后尾气的步骤后,还包括:
