VOCs废气治理系统-催化燃烧PPT.ppt
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《催化燃烧技术》课件
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优化反应条件与设备
通过科研创新，开发出更高效、更环保的 催化剂是关键。
改进反应条件控制技术和设备，提高催化 燃烧反应效率和设备稳定性。
降低成本与提高能效
加强排放物控制与副产物处理
通过技术改进和规模化生产，降低催化燃 烧技术的成本和能耗，提高经济效益和环 保效益。
采用先进的排放物处理和副产物处理技术 ，确保催化燃烧技术的环保性能。
05
案例分析
某企业工业废气处理项目
01
02
03
案例概述
某企业面临工业废气排放 问题，需要采用催化燃烧 技术进行处理。
技术应用
采用高效催化剂和优化燃 烧技术，降低废气中的有 害物质含量。
实施效果
经过处理后，废气排放达 到国家标准，企业获得环 保认证。
某品牌汽车尾气处理系统
案例概述
某品牌汽车为满足日益严 格的环保要求，需要在尾 气处理系统中采用催化燃 烧技术。
技术挑战
催化剂活性与选择性问题
部分有毒有害物质无法被高效催化燃烧，需要研发更高效的催化 剂。
反应条件控制
催化燃烧反应需要精确控制温度、压力等反应条件，以确保反应效 率。
设备腐蚀与结焦问题
高温、高压条件下，设备腐蚀和结焦问题严重，影响催化燃烧技术 的长期稳定运行。
经济性挑战
设备投资与运行成本高
高端催化剂和精密设备导致初始投资 和运营成本较高。
技术应用
在尾气处理系统中加入催 化剂，促进有害物质的氧 化分解。
实施效果
有效降低汽车尾气中的有 害物质含量，提高车辆的 环保性能。
某燃煤电厂燃料燃烧优化实践
案例概述
某燃煤电厂为提高燃烧效率并降低污染物排放， 采用催化燃烧技术进行燃料燃烧优化。
VOCs废气治理系统催化燃烧 ppt课件
?介绍7催化燃烧热量催化剂?????ohmncoomnhcmn2222300200410将烘干室的有机气体源通过引风机作用送入净化装置首先通过除尘阻火器系统然后进入换热器再送入到加热室通过燃气加热装置使气体达到燃烧反应温度再通过催化床的作用使有机气体分解成二氧化碳和水再进入换热器与低温气体进行热交换使进入的气体温度升高达到反应温度
2021/3/26
VOCs废气治理系统催化燃烧 ppt课件
3
VOCs废气治理系统催化燃烧
干式过滤：废气经收集合并后，进入干式过滤箱，即是用纤维、无 纺布作为过滤材料，阻挡漆雾、粉尘进入活性炭吸附箱，避免造成活性 炭堵塞； 活性炭/分子筛吸附：经预处理后的废气进入活性炭吸附箱，在线 脱附系统至少采用一吸一脱工作模式，废气中有机污染物被活性炭吸附， 净化后的达标气体通过风机、排气筒排放； 催化燃烧：当活性炭吸附一段时间，启动脱附程序，对活性炭箱进 行脱附，脱附的高浓气体经加热进入催化燃烧设备，废气中污染物在 300℃左右温度条件下和催化剂的作用下被氧化分解为二氧化碳和水。
8
7 催化燃烧
介绍
催化燃烧是典型的气-固相催化反应，其实质是活性氧参与的深度氧化作 用。在催化燃烧过程中，催化剂的作用是降低活化能，同时催化剂表面具有 吸附作用，使反应物分子富集于表面提高了反应速率，加快了反应的进行。 借助催化剂可使有机废气在较低的起燃温度条件下，发生无焰燃烧，并氧化 分解为CO2和H2O排放，同时放出大量热能。利用释放出的能量进入换热系统 加热进气以及循环进行，直至有机物完全从活性炭内部分离，至催化室分解。
VOCs废气治理系统催化燃烧
中国XXX公司 王某某 2019-11-28
2021/3/26
VOCs废气治理系统催化燃烧 ppt课件
2021/3/26
VOCs废气治理系统催化燃烧 ppt课件
3
VOCs废气治理系统催化燃烧
干式过滤：废气经收集合并后，进入干式过滤箱，即是用纤维、无 纺布作为过滤材料，阻挡漆雾、粉尘进入活性炭吸附箱，避免造成活性 炭堵塞； 活性炭/分子筛吸附：经预处理后的废气进入活性炭吸附箱，在线 脱附系统至少采用一吸一脱工作模式，废气中有机污染物被活性炭吸附， 净化后的达标气体通过风机、排气筒排放； 催化燃烧：当活性炭吸附一段时间，启动脱附程序，对活性炭箱进 行脱附，脱附的高浓气体经加热进入催化燃烧设备，废气中污染物在 300℃左右温度条件下和催化剂的作用下被氧化分解为二氧化碳和水。
8
7 催化燃烧
介绍
催化燃烧是典型的气-固相催化反应，其实质是活性氧参与的深度氧化作 用。在催化燃烧过程中，催化剂的作用是降低活化能，同时催化剂表面具有 吸附作用，使反应物分子富集于表面提高了反应速率，加快了反应的进行。 借助催化剂可使有机废气在较低的起燃温度条件下，发生无焰燃烧，并氧化 分解为CO2和H2O排放，同时放出大量热能。利用释放出的能量进入换热系统 加热进气以及循环进行，直至有机物完全从活性炭内部分离，至催化室分解。
VOCs废气治理系统催化燃烧
中国XXX公司 王某某 2019-11-28
2021/3/26
VOCs废气治理系统催化燃烧 ppt课件
废气处理技术ppt课件
4
二、废气处理技术的介绍 2.2 有机废气处理技术的介绍
吸收法
VOCs 污 染 控 制 技 术
回收技术 销毁技术
吸附法 冷凝法 膜技术
燃烧法 光催化技术Leabharlann 生物技术催化燃烧 直接燃烧
等离子体技术 5
2.2 有机废气处理技术的介绍
2.2 .1回收技术 吸收法
对浓度和压力较高，温度较低的VOCs，常采用低挥发性或不 挥发的溶剂对其进行吸收。然后再利用VOCs与吸收剂（水或化学 药剂）物理性质的差异将二者分离。 吸附法
有机废气
1
二、废气处理技术的介绍 1、无机气体处理技术 常见的无机污染物主要包括HCl、H2SO4、Cl2、NOx、HF、 H2S、SiH4、NH3、Pb等。其中HCl、H2SO4、Cl2、HF、NH3常采 用各类酸碱废气吸收塔。NOx浓度较高时净化难度较高，湿法净化 效率主要取决于NO2与NO之间的比例，干法处理技术包括催化还 原和非催化还原；SiH4目前在太阳能行业应用较多，由于易燃易爆 需采用专门硅烷燃烧塔。
化废气的目的。该方法具有原理简单、不产生二次污染物、运行维护
费用低等优点越。
生物层
液膜
废气
载 体
有机物 CO2
10
2.2 有机废气处理技术的介绍
2.2 .2销毁技术 低温等离子技术
低温等离子体技术净化作用机理包含两个方面：一是在产生等离 子体的过程中，高频放电所产生的瞬间高能足够打开一些有害气体分 子的化学能，使之分解为单质原子或无害分子；二是等离子体中包含 大量的高能电子和具有强氧化性的自由基，这些活性粒子和部分臭气 分子碰撞结合，使得臭气分子的化学键断裂，直接分解成单质原子或 由单一原子构成得无害气体分子。同时产生的大量·OH、·HO2、·O等 活性自由基和氧化性极强的O3，与有害气体分子发生化学反应，最终 生成无害产物。相关过程如下：
二、废气处理技术的介绍 2.2 有机废气处理技术的介绍
吸收法
VOCs 污 染 控 制 技 术
回收技术 销毁技术
吸附法 冷凝法 膜技术
燃烧法 光催化技术Leabharlann 生物技术催化燃烧 直接燃烧
等离子体技术 5
2.2 有机废气处理技术的介绍
2.2 .1回收技术 吸收法
对浓度和压力较高，温度较低的VOCs，常采用低挥发性或不 挥发的溶剂对其进行吸收。然后再利用VOCs与吸收剂（水或化学 药剂）物理性质的差异将二者分离。 吸附法
有机废气
1
二、废气处理技术的介绍 1、无机气体处理技术 常见的无机污染物主要包括HCl、H2SO4、Cl2、NOx、HF、 H2S、SiH4、NH3、Pb等。其中HCl、H2SO4、Cl2、HF、NH3常采 用各类酸碱废气吸收塔。NOx浓度较高时净化难度较高，湿法净化 效率主要取决于NO2与NO之间的比例，干法处理技术包括催化还 原和非催化还原；SiH4目前在太阳能行业应用较多，由于易燃易爆 需采用专门硅烷燃烧塔。
化废气的目的。该方法具有原理简单、不产生二次污染物、运行维护
费用低等优点越。
生物层
液膜
废气
载 体
有机物 CO2
10
2.2 有机废气处理技术的介绍
2.2 .2销毁技术 低温等离子技术
低温等离子体技术净化作用机理包含两个方面：一是在产生等离 子体的过程中，高频放电所产生的瞬间高能足够打开一些有害气体分 子的化学能，使之分解为单质原子或无害分子；二是等离子体中包含 大量的高能电子和具有强氧化性的自由基，这些活性粒子和部分臭气 分子碰撞结合，使得臭气分子的化学键断裂，直接分解成单质原子或 由单一原子构成得无害气体分子。同时产生的大量·OH、·HO2、·O等 活性自由基和氧化性极强的O3，与有害气体分子发生化学反应，最终 生成无害产物。相关过程如下：
挥发性有机物(VOCs)治理技术PPT演示课件
1990-2010年VOCs排放量
乌鲁木齐
辽中
甘肃 兰白
京津冀 晋北
关中
成渝
武汉
山东 半岛
长三角
长株潭
海西
珠三角 6
（二）常用VOCs治理技术
VOCs治理技术
回收利用技术
销毁技术
冷凝法 吸收法 吸附法 膜分离法
热力焚烧法 催化燃烧法 生物降解法 光催化降解法 等离子体技术
组合技术
沸石转轮+热力焚烧燃 沸烧石浓缩转轮+蓄热式燃烧
“三致”作用
➢致癌、致畸、致突变 苯系物最为突出，烯，含氯 有机化合物，含氮有机化合 物等
5
VOCs污染排放负荷大
2012年我国VOCs排放总量惊人，工业 源排放量约为2088.7万吨
1990-2012年，我国VOCs排放量逐年增长 ，工业源VOCs排放量增幅大。
重点区域VOCs污染排放高度集中
– 条件温和，常温常压
优点 – 设备简单、维护方便
– 减少甚至无二次污染
缺点
– 占地面积大 – 气候影响大 – 工况变化影响大
14
组合技术（一）
➢ 组合一 沸石转轮+热力焚烧技术
➢ 组合二 沸石转轮+蓄热式燃烧
15
➢ 组合三：
组合技术（二）
冷凝+吸附技术
达标排放
废气
➢ 组合四： 吸附+蓄热催化燃烧技术
進氣 進 氣
1 .0 m
0.85
m
0 .0 m
吸收塔
以微生物可分解物质为主，污染物为微生物的食物来源， 可以生物处理的污染物包括：碳氢氧组成的各类有机物、简 单有机硫化物、有机氮化物、硫化氢及氨气等无机类等
工业VOC废气处理工艺PPT
a) 催化氧化法。现阶段，催化氧化法使用的催化剂有两种，即贵金属催化剂和非贵金属催化剂。贵金属催化剂主要包括Pt、Pd等，它们以 细颗粒形式依附在催化剂载体上，而催化剂载体通常是金属或陶瓷蜂窝，或散装填料;非贵金属催化剂主要是由过渡元素金属氧化物，比如 MnO2，与粘合剂经过一定比例混合，然后制成的催化剂。为有效防止催化剂中毒后丧失催化活性，在处理前必须彻底清除可使催化剂中毒的 物质，比如Pb、Zn和Hg等。如果有机废气中的催化剂毒物、遮盖质无法清除，则不可使用这种催化氧化法处理VOC;
0.004/0.007mg/m3 0.03/0.07mg/m3 0.03/0.06mg/m3 2.0/3.0mg/m3 3.0/5.0mg/m3 10/20无量纲
第7 页
2.2 汽车内VOCs指标
No.
物质
1
苯
2
甲醛
3
甲苯
4
二甲苯
5
乙苯
6
苯乙烯
7
乙醛
8
丙烯醛
我国标准限值 （mg/m3）
0.11 0.10 1.10 1.50 1.50 0.26 0.05 0.05
变压吸附分离与净化技术是利用气体组分可吸附在固体材料上的特 性，在有机废气与分离净化装置中，气体的压力会出现一定的变化，通 过这种压力变化来处理有机废气。
PSA 技术主要应用的是物理法，通过物理法来实现有机废气的净化， 使用材料主要是沸石分子筛。沸石分子筛，在吸附选择性和吸附量两方 面有一定优势。在一定温度和压力下，这种沸石分子筛可以吸附有机废 气中的有机成分，然后把剩余气体输送到下个环节中。在吸附有机废气 后，通过一定工序将其转化，保持并提高吸附剂的再生能力，进而可让 吸附剂再次投入使用，然后重复上步骤工序，循环反复，直到有机废气 得到净化。
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2.2 汽车内VOCs指标
No.
物质
1
苯
2
甲醛
3
甲苯
4
二甲苯
5
乙苯
6
苯乙烯
7
乙醛
8
丙烯醛
我国标准限值 （mg/m3）
0.11 0.10 1.10 1.50 1.50 0.26 0.05 0.05
变压吸附分离与净化技术是利用气体组分可吸附在固体材料上的特 性，在有机废气与分离净化装置中，气体的压力会出现一定的变化，通 过这种压力变化来处理有机废气。
PSA 技术主要应用的是物理法，通过物理法来实现有机废气的净化， 使用材料主要是沸石分子筛。沸石分子筛，在吸附选择性和吸附量两方 面有一定优势。在一定温度和压力下，这种沸石分子筛可以吸附有机废 气中的有机成分，然后把剩余气体输送到下个环节中。在吸附有机废气 后，通过一定工序将其转化，保持并提高吸附剂的再生能力，进而可让 吸附剂再次投入使用，然后重复上步骤工序，循环反复，直到有机废气 得到净化。
VOCs相关知识及末端处理技术介绍ppt课件
29
Ti02是一种N型半导体催化剂，它的能带结构是由一个充满电子 的低能价带(vB)和一个空的高能导带(CB)组成。价带与导带之间 存在一个禁带，禁带的宽度称为禁带能，亦称带隙能。Ti02的带 隙能为30一32ev，相当于波长为387.5nm的光子能量。当其受到 外界光源(如UV光源)照射时，一旦发射的光子能量大于或等于 Ti02的带隙能，位于价带的电子就可被激发跃迁到导带，生成高 活性的电子(e-)，而在价带上留下带正电的空穴(h+)。生成的电子 和空穴会向Ti02表面迁移，吸附溶解在Ti02表面的氧俘获电子形 成·O-2，而空穴则将吸附在TIO2表面的OH和H2O氧化成具有高 度活性的·OH，TIO2受光源激发产生的空穴是一种强氧化剂，导 带电子则是一种强还原剂，大多数有机物和无机物能够直接或间 接被它们氧化还原。反应过程中生成的·OH具有很强的化学活性 ，利用这种高活性的自由基可以氧化包括生物难以转化的各种有 机物并使之矿化，甚至能够氧化细菌体内的有机物生成02和H2O 。另外，它还可以与有毒的无机物起氧化反应使其在短时间内失 去毒性。纳米级Ti02催化剂还具有纳米效应。32来自低温等离子体的产生方式
电子束照射法(EB) 气体放电法（用于处理VOCs）
电晕放电 介质阻挡放电
33
介质阻挡放电光催化净化低浓度含 甲苯废气的实验（环己烷，氮氧化物，硫化氢等）
某一实验方法介绍
34
介质阻挡放电物理过程可以分为三个过程: (l)放电的形成-放电的击穿， (2)放电击穿后，气体间隙的电流脉冲或电荷的传递， (3)在微放电通道中原子、分子的激发和反应动力学的启 动，即自由基、准分子等的形成。
等离子体被称作除固态、液态和气态外，物质的第四种存在形态 ，是由电子、离子、中性粒子和自由基组成的导电性流体。按离子 的温度，等离子体可分为热平衡等离子体 (ThermalEquilibriumplasma)和非平衡等离子体 (Nonequilibriurn plasma)，其中前者即热等离子体 (Thermalplasma) ，后者即低温离子体(Cold Plasma)。在热等离子体中，电子与其 它离子的温度相等，处于热平衡态，一般在5000K以上;在低温等 离子体中，一般电子的运动温度高达数万度，而其它离子温度只有 300-500K，故电子与其它离子处于非平衡态。
Ti02是一种N型半导体催化剂，它的能带结构是由一个充满电子 的低能价带(vB)和一个空的高能导带(CB)组成。价带与导带之间 存在一个禁带，禁带的宽度称为禁带能，亦称带隙能。Ti02的带 隙能为30一32ev，相当于波长为387.5nm的光子能量。当其受到 外界光源(如UV光源)照射时，一旦发射的光子能量大于或等于 Ti02的带隙能，位于价带的电子就可被激发跃迁到导带，生成高 活性的电子(e-)，而在价带上留下带正电的空穴(h+)。生成的电子 和空穴会向Ti02表面迁移，吸附溶解在Ti02表面的氧俘获电子形 成·O-2，而空穴则将吸附在TIO2表面的OH和H2O氧化成具有高 度活性的·OH，TIO2受光源激发产生的空穴是一种强氧化剂，导 带电子则是一种强还原剂，大多数有机物和无机物能够直接或间 接被它们氧化还原。反应过程中生成的·OH具有很强的化学活性 ，利用这种高活性的自由基可以氧化包括生物难以转化的各种有 机物并使之矿化，甚至能够氧化细菌体内的有机物生成02和H2O 。另外，它还可以与有毒的无机物起氧化反应使其在短时间内失 去毒性。纳米级Ti02催化剂还具有纳米效应。32来自低温等离子体的产生方式
电子束照射法(EB) 气体放电法（用于处理VOCs）
电晕放电 介质阻挡放电
33
介质阻挡放电光催化净化低浓度含 甲苯废气的实验（环己烷，氮氧化物，硫化氢等）
某一实验方法介绍
34
介质阻挡放电物理过程可以分为三个过程: (l)放电的形成-放电的击穿， (2)放电击穿后，气体间隙的电流脉冲或电荷的传递， (3)在微放电通道中原子、分子的激发和反应动力学的启 动，即自由基、准分子等的形成。
等离子体被称作除固态、液态和气态外，物质的第四种存在形态 ，是由电子、离子、中性粒子和自由基组成的导电性流体。按离子 的温度，等离子体可分为热平衡等离子体 (ThermalEquilibriumplasma)和非平衡等离子体 (Nonequilibriurn plasma)，其中前者即热等离子体 (Thermalplasma) ，后者即低温离子体(Cold Plasma)。在热等离子体中，电子与其 它离子的温度相等，处于热平衡态，一般在5000K以上;在低温等 离子体中，一般电子的运动温度高达数万度，而其它离子温度只有 300-500K，故电子与其它离子处于非平衡态。
用于VOCs治理的光催化氧化设备和等离子体设备PPT课件
（2）填充式柱光催化反应器
填充式柱光催化反应器的结构和环管状光催化反应 器相类似，由于光催化剂是负载在球形填料管上的， 所以负载催化剂表面积比环管状的大。
.
18
（3）平板式光催化反应器
平板式光催化反应器的光催化剂涂敷于平板上，光 源置于平板上方，紫外线通过反应器表面的石英玻 璃进入反应器内，可以通过调整光源和催化剂的距 离来改变到达催化剂表面的光强。
.
24
2.工作过程
低温等离子体是继固态、液态、气态之后的物质的 第四态，当外加电压达到气体的着火电压时，气体 被击穿，产生包括电子、各种离子、原子和自由基 在内的混合体。放电过程中虽然电子温度很高，但 重粒子温度很低，整个体系呈现低温状态，所以称 为低温等离子体。
.
25
低温等离子体降解污染物是利用这些高能电子、自 由基等活性粒子和废气中的污染物作用，使污染物 分子在极短的时间内发生分解，并发生后续的各种 反应以达到分解污染物的目的。
.
20
（6）镀膜催化剂反应器
镀膜催化剂反应器的催化剂主要是以膜的形式存在， 催化剂膜在紫外线的照射下，将吸附在膜表面的污 染物降解、矿化。它最大的特点是不需要对催化剂 反应器进行分离，但是容易受到传质的限制。在理 论研究中，应用此种光催化反应器可以得到很低的 甲醛转化率，有利于准确研究光催化反应速率。但 是镀膜催化剂反应器在净化室内污染物实践中的应 用受到了一些限制。
.
8
3.反应温度
反应温度的升高对光催化反应速率会产生促进、抑 制和先促进后抑制三种不同的影响。对光催化剂表 面反应而言，反应温度升高有助于化学反应和脱附 反应的进行，但会抑制反应物在光催化剂表面的吸 附反应，当反应的控制步骤反应温度的升高在这3种 反应之间转移时，就有可能造成反应速率随反应温 度的升高而先升高后下降的情况。
填充式柱光催化反应器的结构和环管状光催化反应 器相类似，由于光催化剂是负载在球形填料管上的， 所以负载催化剂表面积比环管状的大。
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18
（3）平板式光催化反应器
平板式光催化反应器的光催化剂涂敷于平板上，光 源置于平板上方，紫外线通过反应器表面的石英玻 璃进入反应器内，可以通过调整光源和催化剂的距 离来改变到达催化剂表面的光强。
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2.工作过程
低温等离子体是继固态、液态、气态之后的物质的 第四态，当外加电压达到气体的着火电压时，气体 被击穿，产生包括电子、各种离子、原子和自由基 在内的混合体。放电过程中虽然电子温度很高，但 重粒子温度很低，整个体系呈现低温状态，所以称 为低温等离子体。
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25
低温等离子体降解污染物是利用这些高能电子、自 由基等活性粒子和废气中的污染物作用，使污染物 分子在极短的时间内发生分解，并发生后续的各种 反应以达到分解污染物的目的。
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（6）镀膜催化剂反应器
镀膜催化剂反应器的催化剂主要是以膜的形式存在， 催化剂膜在紫外线的照射下，将吸附在膜表面的污 染物降解、矿化。它最大的特点是不需要对催化剂 反应器进行分离，但是容易受到传质的限制。在理 论研究中，应用此种光催化反应器可以得到很低的 甲醛转化率，有利于准确研究光催化反应速率。但 是镀膜催化剂反应器在净化室内污染物实践中的应 用受到了一些限制。
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8
3.反应温度
反应温度的升高对光催化反应速率会产生促进、抑 制和先促进后抑制三种不同的影响。对光催化剂表 面反应而言，反应温度升高有助于化学反应和脱附 反应的进行，但会抑制反应物在光催化剂表面的吸 附反应，当反应的控制步骤反应温度的升高在这3种 反应之间转移时，就有可能造成反应速率随反应温 度的升高而先升高后下降的情况。
VOC污染控制PPT演示课件
白天呼出，夜晚吸进 可通过在容器出口附加的蒸气保护阀来控制
充入、呼吸和排空损耗
呼吸损耗由两部分组成：
金属膨胀系数tank 1.95 105 / 0 F
tank 1.22 105 / 0 C
由于温度变化造成的体积变化＝液体的体积增加＋气体的体
积增加－容器体积的增加。
的关键参数 建议学时数：3学时
第十章 挥发性有机物污染控制
1.蒸气压及蒸发 2.VOCs（volatile organic compounds）污
染预防 3.VOCs污染控制方法和工艺：燃烧法、吸
收法、冷凝法、吸附法、生物法
挥发性有机物的概念
是指在常温下饱和蒸汽压大于约70Pa，常压下 沸点小于260℃的液体或固体有机化合物，碳原 子数小于12的大多数有机物都是VOCs
k
c
n VO
Cs
cm O2
氧气浓度远高于VOCs浓度
v
dcVOCs dt
kcVn OCs
(10-8)
多数化学反应，遵循阿累尼乌斯方程
k Aexp( E ) RT
VOCs燃烧原理及动力学
VOCs
丙烯醛 丙烯腈
丙醇
氯丙烷 苯
1-丁烯 氯苯 环己胺 1，2-二氯乙烷 乙烷 乙醇 乙基丙稀酸酯 乙烯 甲酸乙酯 乙硫醇
A/s-1
lg p A B T
p －平衡蒸气压，mmHg T －系统温度，K
A、B －经验常数
安托万（Antoine）方程
lg p A B tC
t －温度，oC A、B、C －经验常数，参见表10-2
挥发与溶解
Ps－大气压
挥发与溶解
充入、呼吸和排空损耗
呼吸损耗由两部分组成：
金属膨胀系数tank 1.95 105 / 0 F
tank 1.22 105 / 0 C
由于温度变化造成的体积变化＝液体的体积增加＋气体的体
积增加－容器体积的增加。
的关键参数 建议学时数：3学时
第十章 挥发性有机物污染控制
1.蒸气压及蒸发 2.VOCs（volatile organic compounds）污
染预防 3.VOCs污染控制方法和工艺：燃烧法、吸
收法、冷凝法、吸附法、生物法
挥发性有机物的概念
是指在常温下饱和蒸汽压大于约70Pa，常压下 沸点小于260℃的液体或固体有机化合物，碳原 子数小于12的大多数有机物都是VOCs
k
c
n VO
Cs
cm O2
氧气浓度远高于VOCs浓度
v
dcVOCs dt
kcVn OCs
(10-8)
多数化学反应，遵循阿累尼乌斯方程
k Aexp( E ) RT
VOCs燃烧原理及动力学
VOCs
丙烯醛 丙烯腈
丙醇
氯丙烷 苯
1-丁烯 氯苯 环己胺 1，2-二氯乙烷 乙烷 乙醇 乙基丙稀酸酯 乙烯 甲酸乙酯 乙硫醇
A/s-1
lg p A B T
p －平衡蒸气压，mmHg T －系统温度，K
A、B －经验常数
安托万（Antoine）方程
lg p A B tC
t －温度，oC A、B、C －经验常数，参见表10-2
挥发与溶解
Ps－大气压
挥发与溶解
VOCs催化燃烧治理技术进展PPT
泡沫铝为基材
经表面氧化，生成Al2O3， 再负载活性物种。
由于铝的熔点较低（小 于600度），因此泡沫铝 在燃烧催化剂上应用只 适合于低温氧化系统。
2007年有研究论文报道， 还没有相关的实际应用 报道
不锈钢丝网为基材
不锈钢具有耐高温、抗氧化、抗酸碱腐蚀的特性，而且其 机械强度高，可应用在恶劣氧化环境中，是理想的金属构 件催化剂载体。 现今，重点要解决不锈钢表面活性物种高强度负载的问题
VOCs 控制技术
VOCs污染控制技术
VOCs污染常用控制技术
回收技术
降解技术
吸
吸
冷
膜
热
光
生
催
附 法
收 法
凝 法
分 离 法
焚 烧
催 化 法
物
降 解 法
化 燃 烧 法
化学氧化吸收法
气相
吸收液组成： 稀盐酸、稀 硫酸或氢氧 化钠；
氧化剂：次 氯酸钠、双 氧水、臭氧、 高锰酸钾
VOCs
CO2
OH； O3；H2O2
压片，筛分
LaCoO3、LaMnO3、La0.8Sr0.2CoO3、 La0.8Sr0.2MnO3
• 实验装置和流程
2F 5
2F
vent 8
3
6
4
1 7
(1)空气源, (2)质量流量计, (3)饱和蒸汽室, (4)冰水浴, (5)混合器,(6) 反应器, (7)热电偶, (8)色谱
催化剂小试评价装置
吸附－冷凝法技术优缺点
• 优点： 吸附较为完全，冷凝的溶剂可以回收，
节约了成本。 • 缺点：
活性炭吸附存在易燃易爆安全隐患； 对高沸点VOCs难以脱附，造成吸附剂的 二次污染。
工业VOCs污染控制工程技术培训课件PPT课件
2015年1月1日实行新《环境保护法》 大大提高了污染处罚力 度，让环境保护长了“钢牙”
2015年6月18日《挥发性有机物排污收费试点办法》，将石 油化工行业和包装印刷行业率先对废气排放征收相关排污费
化工有毒恶臭气体特点及危害
废气主要排放源与特点
石油化工
农药
印刷
喷涂
医药
染料
排放源多 排放时间无规律性 成分复杂（不易分离） 流动性、扩散性强（不易收集） 难以溯源（浑水摸鱼） 难以监管（相互推卸） 难以治理（技术落后）
去除率＞90%
第三方监测报告
工业VOCs污染控制工程技术培训课件( ppt34 页)
工程现场
工业VOCs污染控制工程技术培训课件( ppt34 页)
化工有毒恶臭气体处理典型示范工程
典型工程案例3
徐州某化工企业废气治理
污染物种类：醛类 进气浓度：35.8mg/m3 出气浓度：1.54mg/m3 关键技术：分子裂解
常用的处理技术存在的问题
无机废气 有机废气
工业VOCs污染控制工程技术培训课件( ppt34 页)
酸性气体 （H2S、Cl2、HCl）
水吸收 酸或碱吸收
碱性气体 (NH3)
多级吸收结合
焚烧——易引起二次污染
冷凝——对低熔点物质效果差
吸附——废活性炭（危废）
吸收——废溶剂（危废）
光催化
催化燃烧
——成本高
混合气体 无机气体 有机物
有机降 气体膜 分子吸 捕获收
捕
废盐获酸 （危剂废）
碱 吸 收
高含盐 废水
达恶
活
标臭
性
炭
排扰
放民
易饱和, 危废
有机➢气含体有循环大利量用有机杂盐质酸
2015年6月18日《挥发性有机物排污收费试点办法》，将石 油化工行业和包装印刷行业率先对废气排放征收相关排污费
化工有毒恶臭气体特点及危害
废气主要排放源与特点
石油化工
农药
印刷
喷涂
医药
染料
排放源多 排放时间无规律性 成分复杂（不易分离） 流动性、扩散性强（不易收集） 难以溯源（浑水摸鱼） 难以监管（相互推卸） 难以治理（技术落后）
去除率＞90%
第三方监测报告
工业VOCs污染控制工程技术培训课件( ppt34 页)
工程现场
工业VOCs污染控制工程技术培训课件( ppt34 页)
化工有毒恶臭气体处理典型示范工程
典型工程案例3
徐州某化工企业废气治理
污染物种类：醛类 进气浓度：35.8mg/m3 出气浓度：1.54mg/m3 关键技术：分子裂解
常用的处理技术存在的问题
无机废气 有机废气
工业VOCs污染控制工程技术培训课件( ppt34 页)
酸性气体 （H2S、Cl2、HCl）
水吸收 酸或碱吸收
碱性气体 (NH3)
多级吸收结合
焚烧——易引起二次污染
冷凝——对低熔点物质效果差
吸附——废活性炭（危废）
吸收——废溶剂（危废）
光催化
催化燃烧
——成本高
混合气体 无机气体 有机物
有机降 气体膜 分子吸 捕获收
捕
废盐获酸 （危剂废）
碱 吸 收
高含盐 废水
达恶
活
标臭
性
炭
排扰
放民
易饱和, 危废
有机➢气含体有循环大利量用有机杂盐质酸
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[VOCs-喷涂废气治理技术]
干式过滤+吸附浓缩+催化燃烧
中国XXX公司 王某某 2019-11-28
1 喷涂废气简介
喷涂废气是在喷涂涂料的时候产生的有机气体，来自溶剂和稀释剂的 挥发，有机溶剂不会随油漆附着在喷漆物表面，在喷漆和固化过程将全部释 放形成有机废气。
这些废气的主要构成成分是苯、甲苯、二甲苯以及一些粉尘颗粒等， 大多数的喷涂废气还包含了乙酸乙酯、丁酮、异丙醇以及一些醚类物质。
它所用的滤料为较细直径的纤维， 既能使气流顺利通过，也能有效地捕集 尘埃粒子，过滤呈递增结构，捕捉率高。 采用框架结构，实现模块化更换。
7
6 活性炭吸附箱
活性炭净化有机废气是利用活性炭的微孔结构产生的引力作用，将分布在气相 中的的有机物分子或分子团进行吸附，以达到净化气体的目的，净化后的气体通过 烟囱达标排放。活性炭吸附有机溶剂为物理吸收，经沸活性炭吸附后的有机溶剂由 气相变成液体聚集在活性炭的微孔内，当活性炭微孔被有机溶剂布满后活性炭便失 去了吸附效率，此时活性炭需进行再生。
2
2 喷涂废气治理
VOCs的治理技术主要有两类：
一类是回收技术：通过物理的方法，改变温度、压力或采用选择 性吸附剂和选择性渗透膜等方法来富集分离有机气相污染物的方法，主 要有吸附技术、吸收技术、冷凝技术及膜分离技术。
一类是销毁技术：通过化学或生化反应，用热、光、催化剂和微 生物将有机化合物转变成为二氧化碳和水等无毒害或低毒害的无机小分 子化合物，主要有直接燃烧、催化燃烧、生物氧化、光催化氧化、等离 子体破坏等。
用。在催化燃烧过程中，催化剂的作用是降低活化能，同时催化剂表面具有
吸附作用，使反应物分子富集于表面提高了反应速率，加快了反应的进行。
借助催化剂可使有机废气在较低的起燃温度条件下，发生无焰燃烧，并氧化
分解为CO2和H2O排放，同时放出大量热能。利用释放出的能量进入换热系统
加热进气以及循环进行，直至有机物完全从活性炭内部分离，至催化室分解
蜂窝状活性炭
项 目 Subject
指 标 Index
规 格 (mm)
100*100*100
碘吸)
≥750
体积密度g/cm3
0.55
苯吸附率
动态吸附≥40；静态吸附≥60
空塔风速
≤1.2米/秒
孔密度
100孔/平方英寸、150孔/平方英寸
8
7 催化燃烧
介绍
催化燃烧是典型的气-固相催化反应，其实质是活性氧参与的深度氧化作
工艺选择
根据喷涂废气大风量、低浓度等特点，目前治理喷涂废气的主要 工艺为“干式过滤+活性炭/分子筛吸附+脱附催化燃烧”。
3
3 工艺介绍
干式过滤：废气经收集合并后，进入干式过滤箱，即是用纤维、无 纺布作为过滤材料，阻挡漆雾、粉尘进入活性炭吸附箱，避免造成活性 炭堵塞； 活性炭/分子筛吸附：经预处理后的废气进入活性炭吸附箱，在线 脱附系统至少采用一吸一脱工作模式，废气中有机污染物被活性炭吸附， 净化后的达标气体通过风机、排气筒排放； 催化燃烧：当活性炭吸附一段时间，启动脱附程序，对活性炭箱进 行脱附，脱附的高浓气体经加热进入催化燃烧设备，废气中污染物在 300℃左右温度条件下和催化剂的作用下被氧化分解为二氧化碳和水。
10
7 催化燃烧
催化剂简介
贵金属氧化物催剂，即以氧化铝为载体，Pt等贵金属及稀土材料为活性 组分的 等贵金属及稀土材料为活性组分的催化剂，主要用于烃类、苯系物 、醇酯类、醛酮等VOCs的催化氧化。
催化剂性能特点 A，装载量小、成本低 B，寿命长、抗毒性优 C，转换效率 ：>97% D，工作温度 ：200 ~ 600 ℃
4
3 工艺介绍
工艺流程简图
5
4 主要工艺设备
编号
名称
（1） 干式过滤器
（2） 吸附系统
（3） 催化燃烧系统
（4）
风机
（5）
其它
内容 预处理 吸附有机废气 分解有机废气 提高气体压力并排送气体 管道系统、电控系统等
6
5 干式过滤器
采用初效、中效二级组合过滤，能 除去废气中的颗粒污染物，也即通过滤 料将颗粒物捕集截留下来，以保护后段 系统正常使用。
11
谢谢！
12
。
原理：它是利用催化剂做中间体，使有机气体在较低的温度下， 变成无害的水和二氧化碳气体，即：
Cn Hm
(n
m 4)O2
200 300℃ 催化剂 nCO2
m
2
H 2O
热量
9
7 催化燃烧
流程
将烘干室的有机气体源通过引风机作用送入净化装置，首先通过除尘阻 火器系统，然后进入换热器，再送入到加热室，通过燃气加热装置，使气体 达到燃烧反应温度，再通过催化床的作用，使有机气体分解成二氧化碳和水 ，再进入换热器与低温气体进行热交换，使进入的气体温度升高达到反应温 度。如达不到反应温度，这样加热系统就可以通过自控系统实现补偿加热， 使它完全燃烧，这样节省了能源，废气有效去除率达到97%以上，符合国家 排放标准。
干式过滤+吸附浓缩+催化燃烧
中国XXX公司 王某某 2019-11-28
1 喷涂废气简介
喷涂废气是在喷涂涂料的时候产生的有机气体，来自溶剂和稀释剂的 挥发，有机溶剂不会随油漆附着在喷漆物表面，在喷漆和固化过程将全部释 放形成有机废气。
这些废气的主要构成成分是苯、甲苯、二甲苯以及一些粉尘颗粒等， 大多数的喷涂废气还包含了乙酸乙酯、丁酮、异丙醇以及一些醚类物质。
它所用的滤料为较细直径的纤维， 既能使气流顺利通过，也能有效地捕集 尘埃粒子，过滤呈递增结构，捕捉率高。 采用框架结构，实现模块化更换。
7
6 活性炭吸附箱
活性炭净化有机废气是利用活性炭的微孔结构产生的引力作用，将分布在气相 中的的有机物分子或分子团进行吸附，以达到净化气体的目的，净化后的气体通过 烟囱达标排放。活性炭吸附有机溶剂为物理吸收，经沸活性炭吸附后的有机溶剂由 气相变成液体聚集在活性炭的微孔内，当活性炭微孔被有机溶剂布满后活性炭便失 去了吸附效率，此时活性炭需进行再生。
2
2 喷涂废气治理
VOCs的治理技术主要有两类：
一类是回收技术：通过物理的方法，改变温度、压力或采用选择 性吸附剂和选择性渗透膜等方法来富集分离有机气相污染物的方法，主 要有吸附技术、吸收技术、冷凝技术及膜分离技术。
一类是销毁技术：通过化学或生化反应，用热、光、催化剂和微 生物将有机化合物转变成为二氧化碳和水等无毒害或低毒害的无机小分 子化合物，主要有直接燃烧、催化燃烧、生物氧化、光催化氧化、等离 子体破坏等。
用。在催化燃烧过程中，催化剂的作用是降低活化能，同时催化剂表面具有
吸附作用，使反应物分子富集于表面提高了反应速率，加快了反应的进行。
借助催化剂可使有机废气在较低的起燃温度条件下，发生无焰燃烧，并氧化
分解为CO2和H2O排放，同时放出大量热能。利用释放出的能量进入换热系统
加热进气以及循环进行，直至有机物完全从活性炭内部分离，至催化室分解
蜂窝状活性炭
项 目 Subject
指 标 Index
规 格 (mm)
100*100*100
碘吸)
≥750
体积密度g/cm3
0.55
苯吸附率
动态吸附≥40；静态吸附≥60
空塔风速
≤1.2米/秒
孔密度
100孔/平方英寸、150孔/平方英寸
8
7 催化燃烧
介绍
催化燃烧是典型的气-固相催化反应，其实质是活性氧参与的深度氧化作
工艺选择
根据喷涂废气大风量、低浓度等特点，目前治理喷涂废气的主要 工艺为“干式过滤+活性炭/分子筛吸附+脱附催化燃烧”。
3
3 工艺介绍
干式过滤：废气经收集合并后，进入干式过滤箱，即是用纤维、无 纺布作为过滤材料，阻挡漆雾、粉尘进入活性炭吸附箱，避免造成活性 炭堵塞； 活性炭/分子筛吸附：经预处理后的废气进入活性炭吸附箱，在线 脱附系统至少采用一吸一脱工作模式，废气中有机污染物被活性炭吸附， 净化后的达标气体通过风机、排气筒排放； 催化燃烧：当活性炭吸附一段时间，启动脱附程序，对活性炭箱进 行脱附，脱附的高浓气体经加热进入催化燃烧设备，废气中污染物在 300℃左右温度条件下和催化剂的作用下被氧化分解为二氧化碳和水。
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7 催化燃烧
催化剂简介
贵金属氧化物催剂，即以氧化铝为载体，Pt等贵金属及稀土材料为活性 组分的 等贵金属及稀土材料为活性组分的催化剂，主要用于烃类、苯系物 、醇酯类、醛酮等VOCs的催化氧化。
催化剂性能特点 A，装载量小、成本低 B，寿命长、抗毒性优 C，转换效率 ：>97% D，工作温度 ：200 ~ 600 ℃
4
3 工艺介绍
工艺流程简图
5
4 主要工艺设备
编号
名称
（1） 干式过滤器
（2） 吸附系统
（3） 催化燃烧系统
（4）
风机
（5）
其它
内容 预处理 吸附有机废气 分解有机废气 提高气体压力并排送气体 管道系统、电控系统等
6
5 干式过滤器
采用初效、中效二级组合过滤，能 除去废气中的颗粒污染物，也即通过滤 料将颗粒物捕集截留下来，以保护后段 系统正常使用。
11
谢谢！
12
。
原理：它是利用催化剂做中间体，使有机气体在较低的温度下， 变成无害的水和二氧化碳气体，即：
Cn Hm
(n
m 4)O2
200 300℃ 催化剂 nCO2
m
2
H 2O
热量
9
7 催化燃烧
流程
将烘干室的有机气体源通过引风机作用送入净化装置，首先通过除尘阻 火器系统，然后进入换热器，再送入到加热室，通过燃气加热装置，使气体 达到燃烧反应温度，再通过催化床的作用，使有机气体分解成二氧化碳和水 ，再进入换热器与低温气体进行热交换，使进入的气体温度升高达到反应温 度。如达不到反应温度，这样加热系统就可以通过自控系统实现补偿加热， 使它完全燃烧，这样节省了能源，废气有效去除率达到97%以上，符合国家 排放标准。