Oxidació catalítica per a l’eliminació de COVs

Condorchem Envitech dissenya i construeix els equips d’oxidació catalítica en funció de cada aplicació concreta, triant amb precisió el catalitzador més apropiat segons l’especificitat de les emissions a tractar.

El concepte bàsic de l’oxidació catalítica és utilitzar un catalitzador industrial que faciliti la reacció química a temperatures més baixes que les que es produeixen en l’oxidació tèrmica. Els contaminants presents a les emissions es barregen amb oxigen, s’escalfen a una temperatura elevada i passen a través d’un catalitzador, on es destrueixen els contaminants convertint-los en CO2, H2O i calor. La velocitat de reacció està controlada per la temperatura de la cambra del catalitzador i la quantitat de temps que el contaminant passa dins del propi catalitzador. L’oxidació catalítica comunament requereix menys energia per operar, ja que les temperatures d’operació són més baixes.

Les principals avantatges dels nostres oxidadors catalítics són:

• Són equips compactes que no requereixen gaire espai físic.
• Els costos operatius són inferiors als d’altres tecnologies per al tractament de compostos orgànics volàtils.
• Permet el tractament de gasos de combustió.

• Punt autotèrmic: 0,6 – 0,8 g/Nm3.
• Intercanviador de calor d’alta eficiència: 98%.
• No es consumeix gas en assolir el punt autotèrmic.
• Material catalític de llarga durada.
• Opera de manera totalment automàtica.
• Els costos operatius i de manteniment són baixos.
• La seva instal·lació és senzilla i els equips es lliuren dins d’un contenidor de 20 o de 40 peus.

• Quadre elèctric.
• Filtre.
• Llit catalític.
• Vàlvules.
• Ventilador.
• Contenidor.

• Adaptable a una gran varietat de fluxos d’aire
• Permet tractar una àmplia varietat de COV
• Tant els costos operatius, com els de manteniment són baixos
• Eficàcia tèrmica elevada
• No es generen residus durant el procés
• Recuperació energètica generada per a processos externs
• Equips compactes que no requereixen massa espai físic

• Tractament de gasos de combustió
• Indústria siderúrgica
• Indústria del plàstic
• Indústria alimentària
• Indústria de la fusta
• Indústria de les pintures, vernissos i làques
• Indústria ramadera
• Indústries farmacèutica
• Indústria cosmètica

Els oxidadors catalítics són una tecnologia molt eficient per al tractament de les emissions que contenen compostos orgànics volàtils (COV).

L’oxidació catalítica és una tecnologia destructiva per a la depuració de COV que aconsegueix la combustió a temperatures més baixes que la tèrmica gràcies a la presència d’un catalitzador a la cambra de combustió i d’un intercanviador de calor on es precalenta l’aire d’entrada amb l’aire depurat de sortida.

Un oxidador catalític és aplicable en totes aquelles activitats on és possible que es produeixin emissions de COV, les quals són molt nombroses, pertanyent generalment a sectors industrials.

Els COV són tots aquells compostos orgànics que a temperatura ambient o bé es troben en estat gas o bé són líquids molt volàtils. Formalment es considera com a COV tot compost orgànic que a 20ºC tingui una pressió de vapor igual o major de 0.01 kPa, o una volatilitat equivalent en les condicions particulars d’ús. Els COV solen tenir menys de dotze àtoms de carboni a la seva cadena i contenen altres elements com oxigen, fluor, clor, brom, sofre o nitrogen.

El nombre de COV diferents supera el miler, però els més abundants a l’aire són metà, toluè, n butà, i-pentà, età, benzè, n-pentà, propà i etilè. Aquests compostos es generen en tots aquells processos industrials en què s’utilitzen dissolvents orgànics (com l’acetaldehid, el benzè, l’anilina, el tetraclorur de carboni, el 1,1,1,-tricloroetà, l’acetona, l’etanol, etc.).

Pel que fa a la seva perillositat en relació a la salut de les persones i als efectes nocius sobre el medi ambient, els COV es classifiquen en 3 grups:

• Compostos extremadament perillosos per a la salut: el benzè, el clorur de vinil i el 1,2 dicloroetà.
• Compostos classe A: els que poden causar danys significatius al medi ambient, com per exemple: l’acetaldehid, l’anilina, el tricloroetilè, etc.
• Compostos classe B: tenen menor impacte en el medi ambient. Pertanyen a aquest grup, entre altres, l’acetona i l’etanol.

L'Oxidació Catalítica té un funcionament similar al d'altres tecnologies tèrmiques per al tractament d'emissions de Compostos Orgànics Volàtils. La seva diferència respecte a altres sistemes és que el gas s'envia al llit ceràmic per generar la calor que serà aprofitada per a l'oxidació directament després de passar per la zona de la flama.

L'oxidació catalítica permet destruir els COV transformant-los en CO2 i H2O. El procés es duu a terme en presència d'un catalitzador a la cambra de combustió, el qual permet destruir els COV a una temperatura de l'ordre de 250-350 ºC, temperatures considerablement inferiors a les utilitzades en l'oxidació tèrmica regenerativa. En canvi, el catalitzador es va desactivant amb el temps i ha de ser reemplaçat cada 4-5 anys, fet que suposa un cost operatiu extra.

L'oxidació catalítica presenta una eficiència tèrmica superior al 98% i no consumeix gas quan s'assoleix el punt autotèrmic. Es tracta d'una tècnica idònia per a cabals d'aire baixos o mitjans (1.000-30.000 Nm3/h) i per a concentracions de COV mitjanes o baixes (0,1 a 10 g/Nm3), que presenta un baix cost operatiu.

Els catalitzadors utilitzats són, generalment, o metalls nobles (platí, pal·ladi, plata, o or, aliats amb rutil, rodi, osmí o iridi) sustentats en una base ceràmica, o òxids metàl·lics (òxids de vanadi, crom, manganès, ferro, cobalt, níquel o coure entre altres). Els catalitzadors basats en metalls nobles presenten una major activitat que els catalitzadors d'òxids metàl·lics, tot i que tenen una menor resistència a l'enverinament.

Els catalitzadors d'òxids metàl·lics s'utilitzen per oxidar gasos que contenen compostos clorats. Els catalitzadors amb base de platí són actius per a l'oxidació de COV que contenen sofre, tot i que es desactiven ràpidament davant la presència de clor.

La presència de verins dels catalitzadors en el gas a tractar repercuteix notablement en la seva vida útil. Substàncies que són un verí per als catalitzadors són el fòsfor, l'arsènic, els halògens, el plom, el sofre i el silici entre altres. Les corrents de gas que continguin aquestes substàncies, si no s'eliminen aquests verins tractant prèviament la corrent de gas, no seran aptes per a l'oxidació catalítica.