催化法燃烧法
10气态污染物的治理-燃烧法
燃烧法分类
（一）直接燃烧法 燃烧温度在1100度以上， 特点是有火焰燃烧，燃烧 温度高，可燃烧掉废气中 的炭粒。
H2S与空气混合，有足够热值维持燃烧，通过燃烧可以 回收硫磺，消除其高毒恶臭，但生成S02，需进一步处 理。
催化燃烧法己成功地应用于金属印刷、绝缘材料、 漆包线、炼焦、化工等多种行业中净化有机废气。特别 是在漆包线、绝缘材料、印刷等生产过程中排出的烘干 废气，因废气温度和有机物浓度较高，对燃烧反应及热 量回收有利，具有较好的经济效益，因此应用广泛。
•含烃类废气的直接燃烧（火炬燃烧） •烃类物质大都不易溶于水，但在高温下易氧化燃烧，
完全氧化时生成CO2和H2O。含烃类废气主要来源于炼 油厂和石油化工厂。
•在喷漆或烘漆作业中，常有大量的溶剂，如苯、甲苯、 二甲苯等挥发出来，污染环境，损害工人身体健康。 这些蒸气浓度较高时，可以采用直接燃烧法处理。
• 但是，使全部废气都通过火焰与火焰接触是不可 能的。盲目要求火焰接触，反而会导致熄灭，或 污染加重。当发生“熄火”时，氧化过程终止， 燃烧炉的排气中有醛、有机酸、一氧化碳等中间 产物和原来的碳氢化合物。
（三）催化燃烧
催化燃烧主要用来治理工业有机废气和消除 恶臭。在催化剂的作用下，有机废气中的碳 氢化合物，可以在较低的温度下（300～400 度）迅速氧化，生成二氧化碳和水，使气体 得到净化。
反应温度与驻留时间的互换性，即温度高允许驻留时 间短，在实际应用中有一定的限度。因为氧化速度对温 度有十分强烈的相关性。
右图中表示了 在通过燃烧室时温 度和驻留时间对氧 化速率的一般作用。 图中显示在一个很 窄的温度范围内， 氧化速率几乎是从 零开始急剧增加的， 只是在这个窄的温 度范围内，驻留时 间才是对温度“敏 感”的。
催化燃烧的操作方法
催化燃烧的操作方法
催化燃烧是一种利用催化剂促进燃料燃烧的方法。
下面是催化燃烧的操作方法：
1. 准备好所需的催化剂和燃料。
催化剂可以是固体、液体或气体，常见的催化剂包括金属催化剂、金属氧化物、化学复合物等。
燃料可以是液体、气体或固体。
2. 将催化剂与燃料置于合适的反应器中。
反应器可以是反应瓶、反应釜、反应管等。
3. 提供适当的反应条件。
催化燃烧的反应条件可以是温度、压力、浓度等。
根据催化剂和燃料的属性和需求，选择合适的反应条件。
4. 启动反应。
启动反应通常需要提供能量的输入，例如提供点火源或外部加热。
催化剂将加速燃料的氧化反应，产生燃烧所需的热能。
5. 控制反应过程。
根据需要，可以通过调节温度、压力、催化剂浓度等控制参数来控制反应速率和效果。
6. 考虑产品分离和收集。
催化燃烧反应通常会产生一些副产物，这些副产物可以与所需产物一起分离和收集。
7. 进行催化剂的修复和再利用。
催化剂在反应过程中可能会失活或受到污染，
需要对其进行修复或更换，以使其重新恢复活性。
这是一般催化燃烧的操作步骤，具体的步骤可能会根据催化剂和燃料的不同而有所变化。
在进行催化燃烧之前，建议在实验室或工厂中先进行一些实验和安全评估，以确保操作的安全性和可行性。
油漆废弃物处理方法
油漆废弃物处理方法油漆废弃物是一种常见的工业废物，如果不正确处理，可能会对环境和人类健康造成威胁。
因此，正确处理油漆废弃物是一项重要任务。
本文将介绍几种常见的油漆废弃物处理方法，并探讨它们的优缺点。
1. 催化燃烧法催化燃烧法是一种将油漆废弃物转化为无害物质的方法。
该方法通过在高温下将废弃物与催化剂接触，使其发生燃烧反应并转化为二氧化碳和水。
催化燃烧法具有高效、彻底的优点，能够有效消除油漆废弃物对环境的污染。
然而，由于需要较高的温度和专业设备，该方法的实施成本较高。
2. 溶剂回收法溶剂回收法是通过蒸馏过程将废弃物中的溶剂分离出来并回收利用。
这种方法不仅能够减少废弃物的排放，还可以降低原料成本。
然而，溶剂回收法存在蒸馏设备成本高、操作复杂等问题，在小规模应用时并不适用。
3. 固化处理法固化处理法是将废弃物与固化剂混合，通过反应将其转化为固体物质。
这种方法可以有效减少废弃物的体积，便于储存、运输和处置。
固化处理法相对简单且成本较低，适用于小规模生产或个人使用。
然而，固化处理的固体产物需要安全处理，否则可能对环境造成二次污染。
4. 生物处理法生物处理法利用微生物的降解能力将废弃物中的有机物转化为无害物质。
这种方法环保、能耗低，并具有较高的处理效果。
然而，生物处理法需要较长的处理时间，且微生物降解过程易受到环境条件的影响，操作相对复杂。
5. 产品再利用法产品再利用法是将废弃物中的有价值成分提取出来，用于生产新产品。
例如，废油漆可以用于制造油墨或颜料。
这种方法能够实现废物资源化利用，减少对自然资源的需求。
然而，产品再利用法需要专业设备和工艺，对废弃物的质量要求较高。
综上所述，油漆废弃物的处理方法各有优缺点，选择适合的处理方法应综合考虑废弃物性质、规模、经济成本等因素。
同时，加强相关法律法规的制定与执行，对于规范废弃物处理行为、促进循环经济发展也具有重要意义。
做好油漆废弃物的处理工作，既有利于环境保护，又有助于人类健康和可持续发展。
5 有害气体的净化
5.1.4 吸附法
利用多孔性固体材料来吸附有害气体和蒸气的方法，称 为吸附法。吸附法最适用于处理低浓度废气。被吸附的物 质称为吸附质，吸附材料称为吸附剂。吸附法是借助于固 体吸附剂和有害气体及蒸气分子间具有分子引力、静电力 及化学键力而进行吸附的。
5.1 有害气体的净化
靠分子引力和静电力进行吸附的称为物理吸附。靠化学键力 而进行吸附的称为化学吸附。物理吸附时，被吸附气体的性 质不发生变化，而化学吸附时被吸附气体的化学性质发生变 化。必须注意，物理吸附和化学吸附有时很难区分，有时既 有物理吸附又有化学吸附。吸附剂使用一定时间以后，吸附 能力就会下降，必须把吸附在吸附剂表面的吸附质除掉，以 恢复吸附剂的吸附能力，这个过程叫再生。 常用的吸附剂有活性炭、硅胶、分子筛等，其中应用最广 泛、效果最好的吸附剂是活性炭。活性炭可吸附的有机物种 类较多，吸附容量较大，并在水蒸气存在下也可对混合气体 中的有机组成成分进行选择吸附。通常活性炭对有机物的吸 附效率随分子量的增大而提高。
5.1 有害气体的净化
直接燃烧也称为直接火焰燃烧，即是把废气中可燃的有害 组成成分当作燃料直接烧掉。这种方法只适用于净化可燃有 害组成成分浓度较高的废气，或用于净化有害组成成分燃烧 时热值较高的废气。 热力燃烧是利用辅助燃料来加热有害气体，帮助其燃烧的方 法。 催化燃烧法在通风工程中应用主要是利用催化剂在低温下 实现对有机物完全氧化。 燃烧法广泛应用于有机溶剂、碳氢化合物、一氧化碳等等。 这些物质在燃烧时生成二氧化碳和水，并放出大量的热量， 因此，在可能的情况下要考虑有害气体和蒸气在燃烧时放出 热量的利用。
5.10 有害气体的净化
5.10.5 有害气体的高空排放
有害气体的高空排放要求降落到地面的有害气体浓度不 超过卫生标准中规定的“居住区大气中有害物质最高容许浓 度”。影响有害气体在大气中扩散的因素很多，主要有排气 立管高度、烟气抬升高度、大气温度分布、大气风速、烟气 温度、周围建筑物高度及布置等。由于影响因素的复杂性， 目前还缺乏统一的烟气抬升高度计算式，大多数是半经验性 计算式，有很大的局限性。我们把污染物在大气中的扩散过 程假设为两个阶段，在第一阶段只作纵向扩散，在第二阶段 再作横向扩散，如图5.27所示。烟气离开排气立管后，在浮 力和惯性力的作用下，先上升一定的高度，然后再向下风侧 扩散漂移。
工业废气的处理方法
工业废气的处理方法
工业废气的处理方法有多种，以下是一些主要的方法：
1.燃烧法：将废气直接燃烧，或者通过催化剂将废气中的有害物质转化为无害物质。
这种方法适用于处理高浓度、小风量的废气，但处理效率低，且可能产生二次污染物。
2.吸附法：利用活性炭、分子筛等吸附剂，将废气中的有害物质吸附在吸附剂表面。
这种方法适用于处理低浓度、大风量的废气，但吸附剂需要定期更换，且处理效果受温度、湿度等因素影响。
3.催化氧化法：在催化剂的作用下，将废气中的有害物质氧化为无害物质。
这种方法处理效率高，无二次污染，但催化剂易中毒失活，需要定期更换。
4.生物处理法：利用微生物的代谢作用，将废气中的有害物质转化为无害物质。
这种方法适用于处理低浓度、生物可降解的废气，但处理周期长，且需要严格控制温度、湿度等条件。
5.膜分离法：利用膜的选择透过性，将废气中的有害物质从气体中分离出来。
这种方法处理效率高，但膜易污染，需要定期清洗或更换。
需要注意的是，每种方法都有其优缺点和适用范围，选择处理方法时需要根据废气的性质、处理要求、经济成本等因素综合考虑。
同时，为了达到更好的处理效果，可以将多种方法组合使用。
除臭 工艺
除臭工艺
除臭工艺有多种，包括物理吸附法、化学洗涤法、离子法、催化燃烧法、除臭溶液除臭法等。
1.物理吸附法：主要用活性炭、沸石等多孔介质吸附臭气物质。
2.化学洗涤法：利用化学药液与臭气分子发生化学反应，生成无臭物质，达到除臭目的。
但运行费用高且可能存在二次污染。
3.离子法：利用高频高压静电特殊脉冲放电产生高密度高能活性离子，与臭气接触，打开臭气分子化学键，分解成二氧化碳和水。
4.催化燃烧法：一种通过热氧化消除有机废气污染物的方法，适用于浓度较高的有机废气。
5.生物法：利用微生物降解有机物产生能量或物质，是一种高效的除臭方法。
6.化学除臭法：用化学介质（NaOH、NaOCl）与H2S进行反应达到除臭目的，耐冲击负荷强，可间歇工作，工作方式灵活，但成本高且臭味中含有多种气体成分很难用单一的化学反应来消除臭味。
7.活性炭吸附法：利用活性炭吸附空气中的异味分子，与异味分子发生聚合、分解等化学反应，使之失去臭味。
8.天然植物除味液除臭法：利用天然植物除味液吸附空气中的异味分子，并与异味分子发生聚合、分解等化学反应，使之失去臭味。
以上方法各有特点，根据实际情况选择最适合的方法进行除臭。
有机废气处理技术三种不同燃烧法对比
有机废气处理技术三种不同燃烧法对比
在企业废气治理方面，对有机废气治理采用燃烧法通常有三种：直接燃烧法、热力燃烧法和催化燃烧法等。
一、热力燃烧法(RTO)
热力燃烧法操作简单，易于维护，适用于温度较高、浓度较大、风量较小的有机废气，可高效处理大多数有机气体。
如与废热回收装置、气体浓缩装置结合使用，则经济适用性强、适用气体范围更广。
二、催化燃烧法(RCO)
(1)起燃温度低，能源消耗少。
含烃类的VOCs气体在通过催化剂床层时，碳氢分子和氧分子分别被吸附在催化剂表面并被活化，因而能在200～450℃较低温度下完成反应，氧化分解生成CO2和H2O。
由于反应温度低，热能消耗量少，在某些情况下，催化燃烧达到起燃温度后，便无需外界供热，还能回收净化后废气带走的热量。
(2)适用范围广
催化燃烧几乎可以处理所有含烃类的VOCs废气。
对于有机化工、涂料、造漆、印刷、食品加工等行业排放的低浓度、多成分、无回收价值的VOC废气，采用吸附—催化燃烧法处理效果更好。
(3)效果高，无二次污染。
(4)用催化燃烧法处理有机废气的净化率一般可达95%以上，最终产物为无害的CO2和H2O，且由于燃烧温度低，能大量减少NO x生成，不会造成二次污染。
三、直接燃烧法(TO)
直接燃烧法工艺简单、处理效率高，对于高浓度VOCs，去除率可达95%以上。
直接燃烧法在处理低浓度VOCs时，必须使用辅助燃料维持燃烧，运行成本大幅增加，且换热设备庞大，易生成NO x等大气污染物，甚至形成二噁英等毒性物质，近年已较少应用。
制取氧气的三种方法化学式
制取氧气的三种方法化学式第一种方法：燃烧法制取氧气（2KClO3 → 2KCl + 3O2）燃烧法是制取氧气最常用的方法之一。
在实验室中，可以利用高温下的氯酸钾（KClO3）的分解反应来制取氧气。
当加热氯酸钾时，其分解为氯化钾（KCl）和氧气（O2）。
该反应的化学式为：2KClO3 → 2KCl + 3O2。
在这个过程中，氧气通过收集装置收集起来。
第二种方法：过氧化银法制取氧气（2Ag2O → 4Ag + O2）过氧化银法是另一种制取氧气的方法。
在该方法中，过氧化银（Ag2O）被加热分解为银（Ag）和氧气（O2）。
该反应的化学式为：2Ag2O → 4Ag + O2。
与燃烧法不同，过氧化银法不需要外部燃料，只需加热过氧化银即可制取氧气。
第三种方法：双氧水分解法制取氧气（2H2O2 → 2H2O + O2）双氧水分解法是一种常见的制取氧气的方法。
在该方法中，双氧水（H2O2）在催化剂的作用下分解为水（H2O）和氧气（O2）。
该反应的化学式为：2H2O2 → 2H2O + O2。
常用的催化剂有二氧化锰（MnO2）和过氧化铁（FeO2）。
催化剂加速了双氧水的分解反应。
以上是制取氧气的三种常用方法。
燃烧法通过高温分解氯酸钾制取氧气，过氧化银法通过加热分解过氧化银制取氧气，双氧水分解法通过催化剂的作用分解双氧水制取氧气。
这些方法都是可行且常用的制取氧气的过程，并且它们的化学式清晰明了。
制取氧气的方法不仅在实验室中有重要的应用，也在工业生产和医疗领域发挥着重要作用。
通过这些方法，我们可以有效地获取纯净的氧气，满足各种需求。
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列管式反应器
其结构与管式换热器相似 管内装催化剂，管间通载
热体 用于对反应温度要求高，
或反应热效应很大的场合
流化床催化反应器
流化床反应器是利用气体自下而 上通过团体颗粒层而使固体颗粒 处于悬浮运动状态，并进行气团 相反应的装置。
①自由床 流化床内除分布板外，没有其 它构件。床中催化剂被反应气 体密相流化。它适用于热效应 不大的一些反应
２．机理：通过加入催化剂，改变了反应历程，降低了反 应物活化能，从而达到加快反应速度的目的。
3. 两个显著的特征： 1）催化剂能加速反应速度（正、逆）而不能使平衡 移动； 2）催化作用具有特殊的选择性。
例如反应A+B→C是通过中间活性结合物(AB)过 渡而成的，即：
A+B→[AB]→Fra bibliotek 其反应速度较慢。 当加入催化剂K后，反应从一条很容易进行的途 径实现：
公式表示为： A
W
t WR
式中：A--------催化剂活性，kg/(h.g)；
W--------产品质量，kg；
t----------反应时间，h；
WR-------催化剂质量，g。
2．选择性
如果化学反应可能同时向几个平行方向发生，催 化剂只对其中的某—个反应起加速作用。
活性与选择性是催化剂本身最基本的性能指标， 是选择和控制反应参数的基本依据，二者均可度 量催化剂加速化学反应速度的效果，但反映问题 的角度不同。
中毒：在催化剂使用过程中，由于体系中存在少 量的杂质，可使催化剂的活性和选择性减小或者 消失，这种现象叫催化剂中毒。
这些能使催化剂中毒的物质称之为催化剂毒物， 如HCN、CO、H2S、Hg、Pb等。
环境工程中使用催化剂的特殊要求
有害物含量很低，而净化后要求极低，要求 催化剂具有极高的去除效率。
（避免催化剂中毒）； （2) 废气预热到要求的反应温度（如选择性催化
还 原 去 除 NOX 废 气 的 预 热 温 度 须 达 2 0 0 -220OC 以 上）； （3）催化反应； （4）废热和副产品的回收利用等。
催化反应器
中小型设备采用固定床反应器 是最主要的气固相催化反应器 间歇式操作。 大型设备为流化床反应器 连续式操作。
例如：SO2氧化为SO3时，在所用的V2O5催化剂中加 入K2SO4，V2O5的催化活性大大提高。
载体：用来承载活性物质和助催化剂。
常用载体：硅藻土、硅胶、分子筛、氧化铝等。
净化气态污染物常用的催化剂：钒、铂、钯等。
（二） 催化剂的性能 主要指：其活性、选择性和稳定性
1．活性
衡量催化剂效能大小的标准。工业上，催化剂 的活性常用单位时间内单位体积（或质量）催 化剂在一定条件（温度、压力、空速和反应物 质浓度）下，所得的产品量来表示。
②附内构件床
床内设有换热管式挡板， 这是流化床应用最广泛的 一种形式。这些构件既可 用于换热，又可限制气泡 增大和减少物料返混，适 用于热效应大的反应和温 度控制范围较狭窄的场合。
面吸附反应产物离开内表面；
固相
④内扩散：产物微孔到外表面；
催化剂粒子示意图
⑤外扩散：外表面到气相主体
吸附过程：反应物在催化剂表面上被吸附； 表面过程：吸附的反应物在催化剂表面上发
生化学反应（表面反应过程）； 脱附过程：反应产物从催化剂表面上脱附下
来。
催化转化工艺和设备
催化法治理废气的一般工艺过程包括： （1) 废气预处理去除催化剂毒物及固体颗粒物
A+B+2K→[AK]+[BK]→[CK]+K→C+2K 中间不再需要[AB]向C的过渡，从而加快了反 应速度，而催化剂并未改变性质。
催化剂
加速化学反应，而本身的化学组成在反应前后保持 不变的物质
（一） 组成
主活性组分：催化剂主体，可单独作为催化剂；
助催化剂：添加剂，单独使用没有活性，与活性 组分共存时能显著增强催化剂的催化活性。
优 点： ① 对不同浓度的污染物具有很高转化率； ② 污染物与主气流不需要分离，避免了可能产生 的第二次污染； ③ 操作过程简化。
缺 点： 催化剂较贵，且废气预热需耗一定能量，这样使 净化处理的费用增加。
催化作用
１．概念：化学反应速度因加入某种物质而改变，而被加 入物质的数量和性质，在反应终止时不变的作用称 为催化作用。该物质就是催化剂，也叫触媒。
催化剂的老化主要是由于热稳定性与机械稳定性决 定的，例如低熔点活性组分的流失或升华，会大大 降低催化剂的活性。机械性粉末被气流带走。也会 加速催化剂的老化
工作温度对催化剂的老化影响很大，温度选择和控 制不好，会使催化剂半熔或烧结，从而导致催化剂 表面积的下降而降低活性。工作温度越高，老化速 度越快。
处理量很大，催化剂有高的活性和强度。 被处理气体或液体中通常含粉尘、重金属等，
催化剂应有较高的抗毒性、化学稳定性和好 的选择性。
气固催化反应过程
气固催化反应一般经历五个步骤：
①外扩散过程：反应物从气相主体
到催化剂外表面；
主
②内扩散过程：催化剂外表面到微
气 流
孔内颗粒内表面吸附反应；
③化学动力学控制过程：颗粒内表 微孔
单层绝热反应器
结构简单，造价低廉，气流阻力小 内部温度分布不均 用于化学反应热效应小的场合
单段绝热反应 器
多段绝热反应器
相邻两段之间引入热交换
特点：段间设置换热器：可调节温度；也使气体再分布；
可用于中等热效应的反应。
(a)间接换热
(b)直接换热
轴向 径向固定床反应器
活性-----催化剂对提高产品产量的作用； 选择性---表示催化剂对提高原料利用率的作用
3．稳定性
定义：催化剂在化学反应过程中保持活性的能力 包括：（1）热稳定性；
（2）机械稳定性： （3）抗毒稳定性。 影响催化剂寿命的因素主要有：催化剂的老化和 中毒。
老化：催化剂在正常工作条件逐步失去活性过程。
固定床反应器
优点:
反应速度较快 催化剂用量较少 固定床中催化剂不易磨损，可长期使用 操作方便(停留时间可严格控制，温度分布可适当
调节，高选择性和转化率)
缺点:
传热差(热效应大的反应，传热和温控是难点) 催化剂更换需停产进行
固定床反应器
工艺过程：气体从圆筒上部通入， 经过预分布装置，均匀通过催化 剂层，反应后气体经下部引出。