催化燃烧法在喷涂废气治理中的应用

摘要：本文章以某企业的智能产品塑胶结构件制造喷涂车间为例，分析了催化燃烧法在喷涂废气处理过程当中的应用，并基于催化燃烧法的应用原理以及催化剂的研制、催化剂的燃烧性能等方面展开探究。

关键词：催化燃烧法；喷涂废气治理；应用 引言

在我国可持续发展战略的大环境下，环境保护治理工作进一步加强，因此对于喷涂废气的排放标准也越来越高。为了保障喷涂废气的处理能够达到国家所制定的相关标准，就要不断探索有效的废气处理技术，做好喷涂废气的预处理，以及漆雾净化等工作。

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催化燃烧法的应用原理

催化燃烧法在实际应用过程中主要是利用气体和固体之间所产生的催化反应来进行燃烧，也就是运用化学剂来有效降低化学反应过程中的活性，这样一来，就能够实现在250℃到300℃之间的起燃温度区间，以无火焰状态下进行持续燃烧，而在此过程中，固体的催化剂表面就能够与有机物质之间发生氧化反应，从而形成大量的水物质和二氧化碳气体，并在燃烧的同时释放大量热量，这也就意味着在催化燃烧法的应用中必然要具备干式过滤系统以及高效喷淋塔系统。。因为在催化燃烧这一化学反应进行的过程当中，能够将温度控制在较低的水平，所以能够对于空气中氮气所产生的氮氧化合物这一高温特性形成一定的抑制作用。在此基础上，因为氧化剂在这一化学反应当中的应用具备着氧化固体的作用，所以在含氮化合物发生氧化反应的过程中可能会形成分子氮。

1. 项目概述

某一企业车间主要的生产内容就是智能产品的塑胶结构件，为响应环保政策，构建了完整的废气治理系统，其中包含废气前端收集系统与末端治理系统，末端治理系统配置了高效喷淋塔系统、干式过滤系统、蜂窝活性炭吸附脱附系统、催化燃烧系统与换热系统。通过末端治理系统对废气的治理，以此来保障工业生产所产生的废气，能够达到排放标准。

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催化燃烧法的设备设计

催化燃烧法的应用主要涵盖两个板块的基础，分别是去除效率和运行功耗。以去除效率为中心，在反应发生过程中对于有机物的浓度、化学反应发生过程中伴随的温度变化、催化剂在使用过程中所体现出的性能，这些因素，将会造成很大程度上的影响。在该反应过程当中导致运行功率受到影响的因素主要包含，工业生产过程中所产生的废气量、有机物的浓度，以及催化燃烧过程中的换热效率，这也就是指换热系统。经相关实践表明扩大换热面积，则能够实现对于余热应用效率的有效提升，以此来为自热平衡这一标准的顺利实现提供保障，同时还能够尽可能的降低该项系统在实际应用过程当中的功能消耗。以上几点因素在客观条件的约束下，该项目实际应用当中催化燃烧法主要以保障去除率为重心。

工业生产废气在鼓风机的作用下能够依次通过三通阀、阻火阀以及换热器、电加热器等设施，最终工业生产废气被输送到进行催化燃烧的地点，最终在废气进行处理后通过换热器来进行排出。如果在此过程中出现了明火回流的问题，应当将阻火阀及时关闭。与此同时，因为三通阀当中含有压力传感器这一设备，因此会做出旁通直排的处理。

在工业生产废气进入之后，能够在板式换热器的作用下而呈现由上到下流动的情况，并且还能够划分为两个部分分别进入到催化燃烧时两边的两个电加热腔，该设备当中还有能够进行均匀加热的电加热棒。因此在废气受到电热棒的加热作用下，就能够汇集在燃烧室的上方，与此同时，也能够在催化剂的作用下从上而下进行燃烧反应。这也就是催化燃烧系统。在此过程中所生成的气体能够在燃烧时的下方进行排放，并将余热借助于板式换热器来输送给新的废气，保障其温度，实现余热的回收利用，而这部分废气则通过排气口来进行排放。

在催化燃烧法应用当中所投入使用的设备最大处理风量应当为70000立方米每小时，而所应用的吸附风机这一设备的承载分量最大标准为70000立方米每小时，吸附风机的最大风压为3000 Pa，脱附风机的最大风量为3200立方米每小时，脱附风机的最大风压为3500Pa；催化剂在应用过程中的填装含量是300升，这就是蜂窝活性炭吸附脱附系统的构成。

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催化剂研制

在这一项目进行过程当中所应用的催化剂主要是商业双贵金属蜂窝催化剂，并且在研制小组的共同努力下，还研究出了单贵金属的蜂窝催化剂。这种催化剂在实际应用过程中主要以蜂窝陶瓷为载体，在陶瓷的表面上涂抹一定量的氧化铝以及稀土氧化剂，将这两种材料作为催化剂应用的第二层载体。其他的催化应用工艺与原有的催化剂并无不同。

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催化剂燃烧性能

对于催化剂的实际燃烧性能这一方面的评估主要应用的设备就是手持式的PID浓度检测仪，但是因为在催化燃烧，这一处理的过程当中，废气的入口与出口温度存在差异，再加上PID浓度检测的计量单位为ppm，因此在计算催化剂燃烧性能的同时，对于净化效率的计量单位应当换算为mg/m。

mg/m=M/22.4×ppm×[273/（273+T）]×（Ba/101325）

在上述的计算式中，M是指气体分子量，T是指气体的温度，Ba是指大气压。 在工业生产过程当中所产生的喷涂废气主要工程有很多，其中所产生的VOCs

其构成因素就有很多种，因此为了便于计算催化剂的燃烧性能，在计算过程中通常将M的取值定为80，Ba的取值通常定为101325，而在上述公式经过简化处理之后，我们也就得出以下计算式：mg/m=80/22.4×ppm×[273/（273+T）]

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将500ppm、100ppm以及260ppm、400ppm等不同废气的浓度值带入进以上计算当中，来进行双贵金属蜂窝催化剂的实际使用性能检测，并针对于自主研发的单贵金属蜂窝催化剂代入进51ppm以及、110 ppm 260ppm、400ppm等浓度数值的废气进行检测。

经相关实验研究表明，在同样的废气浓度下催化燃烧反应过程中的温度越高，催化剂的净化性能也就相对越高。而在发生反应过程中，对于温度控制不变的前提下，废气浓度越高，催化剂对其进行净化，处理的效率也就更低。经由所得知的数据我们可以分析发现，单贵金属催化剂，在实际应用过程中，如果其反应温度超过200℃，那么在这一条件下所得知的净化效率就能够达到90%以上。而双贵金属的蜂窝催化剂要想能够达到90%以上的净化效率，则需要在催化燃烧反应过程中，将温度控制在250℃以上，这也就代表着单贵金属蜂窝催化剂在蜂窝活性炭吸附脱附系统的实际应用过程中，其性能和活性更为优异。

而经由以上数据研究表明，要想将催化剂的应用优势以及应用性能充分发挥出来，就要合理控制废气的浓度以及燃烧催化反应过程中的温度，以此来保障废气的净化和催化燃烧能够达到预期的标准。除此之外，废气在进行流动过程中，其流动速度也会对催化反应的实际成效造成一定影响，因此控制空气的流速也是提升催化剂应用成效的一项关键措施。

结束语

总而言之，催化燃烧法在喷涂废气的处理过程当中具备着良好的应用优势，其经过处理的废气浓度，能够将其控制在2.1ppm的范围内，这一废弃浓度的含量，则大幅低于国家所制定的相关标准。因此，虽然这一催化剂所应用的催化燃烧法，在喷涂废气处理当中的应用需要保持较高的温度，但是却能够在活性炭脱附以及漆面的干燥处理这一方面，实现对于废弃余温的二次利用，因此具备着可观的应用价值和应用趋势，而相关技术人员就要针对于这一系统中的换热器装置结构进行不断优化，以此来保障喷涂废气处理，能够在低浓度的条件下实现平衡的催化燃烧。

参考文献

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