挥发性有机废气处理触媒技术手册.doc

挥发性有机废气处理触媒技术手册KJ ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY CO., LTD. 觸媒技術手冊一、简介集合资深专业研究人员及工程人员,共同研发之结晶成果,拥有工业环保触媒和汽机车触媒转化器之开发制造等方面数十年之经验,在各行业中已有相当良好的实绩,并深获业主好评。禀持环境保护的理念,继续开发相关产品及处理技术,希望能在污染防治工作上扮演着重要的角色。二、触媒担体配件A 触媒的结构基材:它是一种均匀蜂巢状之孔状过滤网。透氧度可达8090%具有较大之接触面积。形状呈均匀之三度空间之结构体,比重甚轻但强压过滤时材料损失甚低。抗热性良好,可高温使用,但需视过滤物而定。 触媒是将贵重金属披覆于担体上,主要功能为提供较大的接触面积,因此可提供最大的表面积及滞留时间,均衡的紧密度可提供气体好的混合程度及均匀的压降,不致造成偏流。B 触媒配件:触媒安装于不锈钢框架内,形成触媒的基本配件,触媒的尺寸大小根据处理的风量而决定。三、安装触媒方式:触媒反应器与触媒床设计必须达到气密要求并且须考虑维修拆装之方便性。触媒必须小心安装于燃烧室内,以免废气泄漏,触媒以不锈钢框架固定,安装触媒时必须使用防漏垫片,垫片是确保气密性,不致造成废气泄漏,垫片必须经常检查及更换。四、触媒的压降担体设计主要是提供大表面积,低风阻及平均气流分布的特性,因为风阻造成的压降与温度,风速及触媒厚度皆密切关系,风速快、触媒厚,则因风速造成的压降会较大。因此需配合处理系统的要求而做最合理的设计及组装。五、触媒的优点: 结构简单容易拆装,触媒配件可依需求组装。 气流分散均匀,滞留时间长,压降低,可应用于加热系统中。 除臭效果高,由于氧化反应接触面积大,可以有效的处理大量的臭气。 寿命长,依处理VOC气体的种类不同,有不同时间使用寿命,耐热性、伏越,可再生因此可以反复的使用。 触媒担体结构耐热性高,热膨胀系数低。 可节约燃料费,预热温度低100400与直燃式相较,可省一半以上,如果处理物质放热值大,与热交换器交替使用,可能不需要燃料费用。 没有二次公害,经过触媒处理,只产生CO2和H2O,没有高温之NOx,所以没有二次污染。六、触媒温度上升与有机废气浓度成正比:有机废气燃烧时释放出大量的热值,造成触媒后排气温度升高,燃烧上升之温度与废气浓度成正比,并且与废气成份种类有关,因其种类成份不同,而具有不同之热值。一般常见的VOC废气放热值:对象物质化学式爆炸下限(%)燃烧热(Kcal/mole)1000ppm的温度上升()苯C6H61.41750.6103甲 苯CH3C6H51.27892.0123m - 二 甲 苯(CH3)2C6H41.001038.9143甲基乙基甲酮CH3COC2H51.81540.174甲基异丁基甲酮(CH3)2CHCOCH31.40843.0116甲 醇CH3OH6.72149.821甲 醛HCHO7.00124.017丙 烯 醛CH2=CHCHO2.80369.051乙 酸CH3COOH5.40188.326丁 酸C3H7CO2H2.00482.066乙 酸 乙 酯CH3CO2C2H52.18494.768一 氧 化 碳CO12.5067.69m- 甲 酚CH3C6H4OH1.06838.0115甲 硫 醇CH3CHO3.97257.835乙 硫 醇C6H5CH=CH21.101005.0138硫 化 氢H2S4.30122.517氨NH315.5076.211三 甲 胺(CH3)3N2.00531.073 七、利用触媒可以处理的VOC种类烃 类苯乙烯、苯、甲苯、二甲苯、己烷酮 类丙酮、甲基乙基甲酮(MEK)、甲基异丁基甲酮(MIBK)等醇 类甲醇、乙醇、丙醇等醛 类乙醛、甲醛(甲醛水) 、丙烯醛等羧 类甲酸、乙酸、丁酸等氮 氧 化 物氨、三甲胺、硝基苯、丙烯腈、氢氰酸等(高浓度时,需要后处理)氯 化 物聚氯乙烯单体、氯苯等(高浓度等,需要后处理)硫 化 物甲硫醇、二甲硫、硫化氢、乙硫醇等(高浓度时,需要后处理)其 他 化 合 物乙酸乙酯、烯释剂、煤油、苯酚、甲酚、醚、一氧化碳等利用触媒处理VOC废气的结果条件:VHSV-20,000hr-1 触媒床高-10公分 气体检测法-GC,其它对象物值实施温度()处理前浓度(ppm)处理后浓度(ppm)苯3003801(无臭)甲 苯3503201(无臭)m- 二 甲 苯3252701(无臭)甲基乙基甲酮3503801(无臭)甲基异丁基甲酮3502701(无臭)甲 醇1508301(无臭)甲 醛3004101(无臭)丙 烯 醛2805001(无臭)乙 酸3505901(无臭)丁 酸2503701(无臭)乙 酸 乙 酯3503501(无臭)苯 酚4003801(无臭)m- 甲 酚3253201(无臭)乙 醛350130不能检出苯 乙 烯35050不能检出硫 化 氢350830不能检出氨2205001(无臭)三 甲 胺 220401(无臭)一 氧 化 碳15040001八、VOC废气使用触媒与不使用触媒的燃烧温度VCO种类 直燃式(无触媒) 触媒式苯560 300 甲苯550350酚700400苯乙烯880350甲醇460150丁醇350250甲醛430300丙酮650250l 操作温度受废气浓度与流速影响九、焚化触媒性能十、评估触媒性能及再生处理:现场实际使用情形:1.依温度记录的升温及触媒前后的温差 (T)2.烟道排放的判烟及VOC的气味3.现场长期使用的经验法则4.环保检测公司专业抽样检测 经以上评估结果,触媒如果失效则需送回康捷公司做专业的再生 处理。旧触媒再生:再生是将失效的触媒经水洗,热处理,贵重金属的补充及特殊的促进剂,经过活化程序后,即可回复其处理效果及延长使用寿命。技 术 原 理VOC + O2 (空气) 触媒 CO2 + H2O (碳氢化合物,有害) (无害)原理 : 将废气中之碳氢化合物 (VOC) 燃烧成无毒无臭之CO2及H2O 型号 : 直接燃烧式 操作温度6001000触媒燃烧式 操作温度100400触媒可以加速上述燃烧反应的进行,因此只要较低的操作温度,可大量节省加热燃料费用。 影 响 触 媒 好 坏 关 链1. 触媒总量 :Pt , Pd & Al2O3 总含量 2. 制作技术 :触媒金属分散度 :Al2O3 support表面积大小 3. 触媒组成 : Pt / Pd / Al2O3比例1. Pt活性较高;2. Pd抗高温烧结能力较佳;3. 原料成本;4. 其它改质成份例如 : Ba,Ce,Rh等触 媒 失 活 对 策失活原因失活状态对策再生方式积碳焦油暂时调整温度与加热烧积碳浓度粉尘暂时触媒前加装高压空气吹或滤尘装置水洗高温触媒金属永久避免不当高化学再生烧结温操作中毒(触媒中毒并非一定可以再生,须视情况而定)Cl , Br , S暂时提高操作温度高温空气再生Su , P ,Pb永久触媒前加装化学再生配合前处理设备 高温空气再生Hg等重金属永久-无法再生此处所指S及Cl之触媒中毒现象，系在高浓度的情况下才会产生触媒中毒现象。以柴油引擎废气处理为例:若使用中国石油公司出产之低硫柴油即无触媒毒化之顾虑，有众多实绩证明可为依据。表面积碳活性点被遮蔽 孔洞被堵塞使用温度过高触媒金属烧结 Pt Particle: 20 A Pt Particle: 200 A 新触媒 高温烧结后Support烧结 表面积: 180m2/g 表面积: 60m2/g 新触媒 高温烧结后 触媒中毒1. Si , P 等将活性点遮蔽:2. Cl , Br等与活性点发生化学反应: Pt + Cl PtClx(催化活性点) (没有催化活性)触媒再生效果S.V.=30000 1/hrConc.=1000 ppmS.V