[发明专利]一种催化燃烧脱除挥发性有机化合物的方法

说明书

本发明涉及一种催化燃烧脱除挥发性有机化合物的方法，属于废气净化处理领域。含挥发性有机化合物的原料气从催化燃烧脱除挥发性有机化合物装置的原料气入口进入，经两次催化反应、一次吸附脱除后，达到排放标准的反应尾气由尾气出口流出催化燃烧脱除挥发性有机化合物装置。本发明构思巧妙，装置结构紧凑、运行稳定，脱除方法能够有效利用催化反应的能量，脱除挥发性有机化合物的效率可以达到97％以上，吸附剂可循环使用，减小投资与运行成本。

技术领域

本发明涉及一种催化燃烧脱除挥发性有机化合物的方法，属于废气净化处理领域。

背景技术

世界卫生组织(WHO)对挥发性有机化合物(volatile organic compounds，VOCs)的定义是熔点低于室温，沸点范围在50-260℃之间的挥发性有机化合物的总称。主要为挥发性的碳氢化合物及其衍生物，包括烃类、芳烃类、醇类、醛类、酮类、脂类、胺类和有机酸等，是目前排放量较大的污染物。

当前，亟需净化处理的VOCs大多数来自于大量使用有机溶剂的化工工艺过程。净化处理过程基本分为两大类：第一类是回收再利用，主要通过物理吸收、吸附等方法，不破坏VOCs的分子结构；此类处理方法主要针对高浓度(5000mg/m³)或比较昂贵的VOCs。第二类是化学反应处理，通常会在VOCs中引入氧化剂，通过破坏VOCs分子结构的方法将其氧化转化为无毒或低毒的化学物质；此类处理方法主要针对中等浓度或者低浓度(1000mg/m³)的VOCs。

化学反应处理方法中应用比较广泛的为燃烧技术，具体可分为直接火焰燃烧和催化燃烧。VOCs燃烧的最终产物是CO₂，H₂O等，尽管此过程无法回收可再利用的部分VOCs，但由于发生强放热的燃烧反应，可以回收热量。

直接火焰燃烧是把废气中可燃的有害组分当作燃料直接燃烧。为了保证燃烧的稳定进行，此方法只适用于净化可燃有害组分浓度较高的废气，或者是用于净化有害组分燃烧时热值较高的废气。而催化燃烧是在催化剂作用下，将VOCs中有害可燃组分完全氧化为CO₂和H₂O等。

相对于直接火焰燃烧必须在1100℃左右高温下进行的特征，大部分烃类和CO的催化燃烧可以在300-500℃下进行。所以催化燃烧己成为净化含碳氢化合物废气的有效手段之一，一般情况下去除率均在95％以上。

但如何进一步提升催化燃烧处理VOCs技术的效率，就成为了催化燃烧技术广泛应用与废气净化处理领域的瓶颈之一。为满足日益增长的催化燃烧治理VOCs的技术需求，本领域技术人员一般会不断改进催化燃烧催化剂的性能，同时催化燃烧装置的设计更倾向于高效集成化设计，如何通过优化体系的物流和能流分配，使催化燃烧装置内部不同的吸放热过程达到最佳的能量利用效率，同时使反应系统更加小型化、集成化，进而提高全系统的能量效率，是催化燃烧技术实用化的根本前提。

发明内容

本发明目的在于提供一种催化燃烧脱除挥发性有机化合物的方法，该方法可高效脱除挥发性有机化合物的效率。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种催化燃烧脱除挥发性有机化合物的方法，包括如下步骤：

S1.含挥发性有机化合物的原料气从催化燃烧脱除挥发性有机化合物装置的原料气入口进入；空气由空气入口进入换热段由空气出口流出，预热后的空气由预热空气入口再次进入反应装置；

S2.预热后的空气首先流入空气夹套，再进入空气分布器，空气与含挥发性有机化合物的原料气逆向交汇使其在气体混合段内充分混合；

S3.混合气体进入气体预热段，通过电加热器将混合气体加热到反应温度，依次进入催化反应Ⅰ段和催化反应Ⅱ段，经过催化反应Ⅱ段后的混合气进入换热段与空气进行热交换；