Каталитическое окисление

Каталитическое окисление – очень эффективный метод очистки выбросов, содержащих летучие органические соединения (ЛОС).

Каталитическое окисление представляет собой разрушительную технологию очистки от ЛОС, которая обеспечивает горение при более низких температурах, чем тепловая альтернатива, благодаря катализатору в камере сгорания и теплообменнику для предварительного нагрева поступающего воздуха с очищенным выхлопным воздухом.

Каталитический окислитель применим для всех процессов, способных вызвать многочисленные выбросы ЛОС, которые обычно относятся к промышленным секторам.
Летучие органические соединения (ЛОС) включают все те органические соединения, которые существуют в газообразном или очень летучем жидком состоянии при обычной комнатной температуре. Формально летучие органические соединения (ЛОС) представляют собой все те органические соединения, которые имеют давление паров, равное или превышающее 0,01 кПа, или эквивалентную летучесть в конкретных условиях использования при температуре 20ºC. Летучие органические соединения (ЛОС) обычно имеют менее двенадцати атомов углерода в своей цепи и содержат другие элементы, такие как кислород, фтор, хлор, бром, серу или азот.

Существует более тысячи различных летучих органических соединений (ЛОС), но наиболее распространенными в воздухе являются метан, толуол, n-бутан, i-пентан, этан, бензол, n-пентан, пропан и этилен. Эти соединения образуются во всех тех промышленных процессах, в которых используются органические растворители (например, ацетальдегид, бензол, анилин, четыреххлористый углерод, 1,1,1-трихлорэтан, ацетон, этанол и др.).

По своей опасности для здоровья человека и вредному воздействию на окружающую среду летучие органические соединения (ЛОС) подразделяются на 3 группы:

• Соединения, чрезвычайно опасные для нашего здоровья: бензол, винилхлорид и 1,2 дихлорэтан.
• Соединения класса А: те, которые могут нанести значительный ущерб окружающей среде, такие как ацетальдегид, анилин, трихлорэтилен и др.
• Соединения класса В: оказывают меньшее воздействие на окружающую среду. К этой группе относятся, в частности, ацетон и этанол.

Компания Condorchem Envitech проектирует и производит оборудование для каталитического окисления и каталитические нейтрализаторы окисления в соответствии с каждым конкретным применением и точно выбирает наиболее подходящий катализатор в зависимости от специфики обрабатываемых выбросов.

Основными преимуществами наших каталитических окислителей являются:

• Компактное оборудование, которое не требует слишком большого физического пространства.
• Эксплуатационные расходы ниже, чем у других технологий обработки летучих органических соединений.
• Могут быть очищены дымовые газы.
• Применение каталитического окисления не приводит к образованию других отходов.

• Автотермическая точка: 0,6-0,8 г/нм3.
• Теплообменный аппарат высокой эффективности: 98%.
• Он не потребляет газ, когда достигается автотермическая точка.
• Каталитический материал с длительным сроком службы.
• Работает полностью автоматически.
• Низкие эксплуатационные расходы и расходы на техническое обслуживание.
• Простая установка и оборудование внутри 20-или 40-футового контейнера.

• Электрический щит.
• Фильтр.
• Слой катализатора.
• Клапаны.
• Вентилятор.
• Контейнер.

• Возможность адаптации к большому разнообразию воздушных потоков
• Позволяет очистить широкий спектр летучих органических соединений (ЛОС)
• Низкие как эксплуатационные расходы, так и расходы на техническое обслуживание
• Высокая тепловая эффективность
• Во время процесса не образуются остатки
• Рекуперация энергии, вырабатываемой для внешних процессов
• Компактное оборудование, не требующее слишком большого физического пространства

• Очистка горючих газов
• Сталелитейная промышленность
• Пластмассовая промышленность
• Пищевая промышленность
• Лесная промышленность
• Лакокрасочная промышленность
• Животноводческая отрасль
• Фармацевтическая промышленность
• Косметическая промышленность

Каталитическое окисление работает аналогично другим термическим технологиям (таким как каталитические нейтрализаторы оксида азота или каталитические термические окислители) для очистки выбросов летучих органических соединений. Отличие от других систем заключается в том, что газ направляется в керамический слой для получения тепла, которое будет использоваться для окисления непосредственно после прохождения через зону пламени.

Каталитическое окисление разрушает летучие органические соединения (ЛОС), превращая их в CO2 и H2O в реакторе каталитического окисления. Процесс проводят в присутствии катализатора в камере сгорания, где ЛОС разрушается при температуре в диапазоне 250-350°С, значительно ниже тех, которые используются при регенеративном термическом окислении. Однако катализатор со временем деактивируется и должен заменяться каждые 4-5 лет, что увеличивает эксплуатационные расходы.

Каталитическое окисление имеет тепловую эффективность более 98% и не потребляет газ при достижении автотермической точки. Это идеальный метод для низких или средних воздушных потоков (1000-30 000 нм3/ч) при средней или низкой концентрации летучих органических соединений (ЛОС) (0,1 – 10 г/нм3), при этом имеет низкие эксплуатационные расходы.

В качестве катализаторов обычно используются благородные металлы (платина, палладий, серебро или золото, сплавы с титаном, родием, осмием или иридием), нанесенные на керамическую основу, или оксиды металлов (оксиды ванадия, хрома, марганца, железа, кобальта, никеля или меди и др.). Катализаторы на основе благородных металлов обладают более высокой активностью, чем катализаторы из оксидов металлов, хотя и обладают более низкой устойчивостью к загрязнениям.

Металлооксидные катализаторы используются для окисления газов, содержащих хлорированные соединения. Катализаторы на основе платины (как и используемые при каталитическом окислении аммиака) активны при окислении летучих органических соединений (ЛОС), содержащих серу, хотя они быстро дезактивируются в присутствии хлора.

Наличие вредных для катализаторов веществ в обрабатываемом газе оказывает существенное влияние на срок их полезного использования. Вредными для катализаторов веществами являются фосфор, мышьяк, галогены, свинец, сера и кремний, и др. Газовые потоки с этими веществами должны быть удалены путем предварительной обработки, иначе они не будут пригодны для каталитического окисления.

Каталитическое окисление диоксида серы, метана, алканов или монооксида углерода требует различных подходов в зависимости от источника выбросов.