燃燒和冷凝法

學(xué)習(xí)任務(wù)四氣態(tài)污染物凈化基礎(chǔ)項(xiàng)目三燃燒和冷凝法學(xué)習(xí)要求掌握燃燒冷凝法凈化氣態(tài)污染物的基本原理；掌握催化劑和冷凝劑的選擇原則；能夠根據(jù)廢氣特征選擇適宜的凈化方法；能夠闡述在實(shí)際工程中應(yīng)用廣泛的燃燒冷凝凈化設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及操作要點(diǎn)。

本次課學(xué)習(xí)內(nèi)容第一節(jié)燃燒法第二節(jié)冷凝法第一節(jié)燃燒法燃燒法原理燃燒法分類燃燒應(yīng)用實(shí)例催化燃燒特點(diǎn)

燃燒法原理燃燒凈化：用燃燒方法銷毀有害氣體、蒸氣或煙塵，使其變?yōu)闊o(wú)害物質(zhì)的過程。最終產(chǎn)物主要是二氧化碳和水，不能回收到有用物質(zhì)，但由于燃燒時(shí)放出大量的熱，排氣溫度很高，可以回收熱量。只適用于凈化可燃有害組分濃度高的有害氣體，或是用于凈化有害組分燃燒時(shí)熱值較高的廢氣。

燃燒法分類

目前，在實(shí)際中使用的燃燒凈化方法有直接燃燒、熱力燃燒和催化燃燒。

燃燒法分類直接燃燒法雖然運(yùn)行費(fèi)用較低，但由于燃燒溫度高，容易在燃燒過程中發(fā)生爆炸，并且浪費(fèi)熱能產(chǎn)生二次污染，因此目前較少采用；

燃燒法分類熱力燃燒法通過熱交換器回收了熱能，降低了燃燒溫度，但當(dāng)VOCs濃度較低時(shí)，需加人輔助燃料，以維持正常的燃燒溫度，從而增大了運(yùn)行費(fèi)用；

燃燒法分類催化燃燒法由于燃燒溫度顯著降低，從而降低了燃燒費(fèi)用，但由于催化劑容易中毒，因此對(duì)進(jìn)氣成分要求極為嚴(yán)格，不得含有重金屬、塵粒等易引起催化劑中毒的物質(zhì)，同時(shí)催化劑成本高，使得該方法處理費(fèi)用較高。含烴類廢氣的直接燃燒

烴類物質(zhì)大都不易溶于水，但在高溫下易氧化燃燒，完全氧化時(shí)生成CO2和H2O。含烴類廢氣主要來(lái)源于煉油廠和石油化工廠。以前是將排放的可燃?xì)怏w匯集到火炬煙囪燃燒處理，因而又稱火炬燃燒?；鹁嫒紵m然是煉油和石油化工生產(chǎn)中的一個(gè)安全措施，但是也造成了能源的巨大浪費(fèi)。

燃燒應(yīng)用實(shí)例近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外大力開展火炬氣的綜合利用工作，較大型的石油化工企業(yè)先后建設(shè)了多套火炬綜合利用工程。在噴漆或烘漆作業(yè)中，常有大量的溶劑，如苯、甲苯、二甲苯等揮發(fā)出來(lái)，污染環(huán)境，損害工人身體健康。這些蒸氣濃度較高時(shí)，可以采用直接燃燒法處理。直接燃燒法凈化烘漆廢氣的流程：燃燒爐設(shè)在大型烘箱內(nèi)，含有機(jī)溶劑的蒸氣被風(fēng)機(jī)從烘箱頂部抽出后，送入燃燒爐在800℃下燃燒。燃燒氣體與烘箱內(nèi)氣體通過熱交換器換熱后排空。該法凈化效率可達(dá)99.8%。

燃燒應(yīng)用實(shí)例催化燃燒實(shí)際上為完全的催化氧化，即在催化劑作用下，使廢氣中的有害可燃組分完全氧化為CO2和H2O。由于絕大部分有機(jī)物均具有可燃燒性，因此催化燃燒法已成為凈化含碳?xì)浠衔飶U氣的有效手段之一。催化燃燒法己成功地應(yīng)用于金屬印刷、絕緣材料、漆包線、煉焦、化工等多種行業(yè)中凈化有機(jī)廢氣。特別是在漆包線、絕緣材料、印刷等生產(chǎn)過程中排出的烘干廢氣，因廢氣溫度和有機(jī)物濃度較高，對(duì)燃燒反應(yīng)及熱量回收有利，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益，因此應(yīng)用廣泛。催化燃燒特點(diǎn)

針對(duì)排放廢氣的不同情況，可以采用不同形式的催化燃燒工藝，但無(wú)論采用何種工藝流程，都具有如下特點(diǎn)。

催化燃燒特點(diǎn)①進(jìn)入催化燃燒爐的氣體首先要經(jīng)過預(yù)處理，除去粉塵、液滴及有害成分，避免催化床層的堵塞和催化劑的中毒。②進(jìn)入催化床層的氣體溫度必須達(dá)到起燃溫度反應(yīng)才能進(jìn)行，因此對(duì)低于起燃溫度的氣體必須進(jìn)行預(yù)熱。預(yù)熱的方式可以采用電加熱也可以采用煙道氣加熱，目前應(yīng)用較多的是電加熱方式。

催化燃燒特點(diǎn)③催化燃燒放出大量的熱，必須進(jìn)行回收利用。④若處理的氣量較大，一般采用分建式流程，即將預(yù)熱器、換熱器、反應(yīng)器等分別設(shè)立；若處理的氣量較小，一般采用組合式流程，即將預(yù)熱、換執(zhí)、反應(yīng)等部分組合安裝在同一設(shè)備中，即所謂的催化燃燒爐。

催化燃燒特點(diǎn)第二節(jié)冷凝法冷凝法原理冷凝法特點(diǎn)冷凝應(yīng)用實(shí)例常壓深冷凝設(shè)備

冷凝法是根據(jù)氣態(tài)污染物在不同的壓力下和不同的溫度下具有不同的飽和蒸汽壓，將廢氣冷卻使其溫度低于有機(jī)物的露點(diǎn)溫度。通過降低溫度和加大壓力使某些氣態(tài)污染物凝結(jié)成液體，從廢氣中分離出來(lái)，達(dá)到凈化、回收的目的。

冷凝法原理1、冷凝法不適宜處理低濃度廢氣，常作為吸附﹑燃燒等處理高濃廢氣的前處理，以便減輕負(fù)荷。2、優(yōu)點(diǎn)：凈化程度高，冷卻液很純可直接回收利用。缺點(diǎn)：運(yùn)行費(fèi)用高，使用率少。冷凝法特點(diǎn)尼龍生產(chǎn)中含葵二腈的廢氣自反應(yīng)進(jìn)人貯槽，溫度為300℃，比癸二睛的沸點(diǎn)高約100℃。具有一定壓力的水進(jìn)人引射式凈化器后，由于喉管處的高速流動(dòng)，形成負(fù)壓，將含癸二睛的高溫廢氣吸人凈化器，并與噴人的水充分混合，形成舞狀，直接進(jìn)行冷凝與吸收。冷凝后的癸二腈在循環(huán)液貯槽的上方聚集，回收后用于尼龍生產(chǎn)，下層水可循環(huán)使用。冷凝法回收含葵二腈的廢氣冷凝法應(yīng)用實(shí)例氯乙烷是無(wú)色透明易揮發(fā)的液體，沸點(diǎn)12.2℃，主要用作溶劑，制造農(nóng)藥和醫(yī)藥，制造乙基纖維素等。

由于氯油生產(chǎn)尾氣中含有5%左右的Cl2、50%左右的HCl，30%的氯乙烷，還含有少量的乙醇、三氯乙醛等。因此，在冷凝前必須先吸收凈化，以除去HCl等其他物質(zhì)。

冷凝法應(yīng)用實(shí)例

尾氣首先進(jìn)人降膜吸收塔，在塔中用水將尾氣中的HCl吸收并制成20%的鹽酸。被吸收掉HCl和少量CI2的尾氣進(jìn)人中和裝置，用15%的NaOH溶液中和尾氣中的酸性物質(zhì)。然后尾氣進(jìn)人粗制品冷凝器，先用-5℃左右的冷凍鹽水冷凝氯乙烷氣體中的水分，然后再將氯乙烷冷凝下來(lái)得到粗制品。粗氧乙烷經(jīng)過精餾塔精餾，再經(jīng)成品冷凝器在-30℃冷凝，得到精制氯乙烷液體，氯乙烷含量達(dá)98%以上。冷凝法應(yīng)用實(shí)例1、構(gòu)成：本裝置主要由予備冷卻器、水冷卻器、低溫冷卻器、風(fēng)扇、凝縮液桶所構(gòu)成。吸引來(lái)自發(fā)生源的VOC在各冷卻器依序冷卻，將炭水化合物溶劑氣體凝縮、液化。2、氣體液化回收率高達(dá)90%以上