可逆式催化燃烧器处理低浓度易挥发性有机物的方法研究

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1、维普资讯http://www.cqvip.com电力科学与工程No4·40·EIECTRICP0WERSCIENCEANDENGINEERING2006文章编号：1672—0792{2006)04—0040·03可逆式催化燃烧器处理低浓度易挥发性有机物的方法研究杨博，许振宇，李群，顾舒，李丰(华北电力大学能源与动力工程学院，河北保定071003)Reverse-FlowOxidationCatalystReactorforFugitiveVoCEmissionMitigationYANGBo，XUZhen-yu，LIQun，GUShu，LIFeng(NorthChinaElectric

2、PawerUniversity。Baoding071003，China)Abstract：Reverse-flowoxidationcatalystreactorcanbeusedin燃烧器相比，对有机物的浓度下限没有要求，不需lowtemperature．Comparingtohomogeneouscombustion，itcan要炉膛，没有明显的火焰，因而，可逆式催化燃烧reduceNOxyield．Lowconcentrationscanbeburnedwithout器的结构比较紧凑，节约了材料和占地面积。它已supportfuelandwithnolowerflammabili

3、tylimits．Units&re在环境工程、低品位能源利用方面显示了广阔的应muchmorecompact．用前景，尤其是用于含有少量有机毒物的废气净化，Keywords：VOC；reverse-flowoxidationcatalystreactor；char-引起国际上许多大公司和学术界的注意_2J。acteristicsofthermalwave；auto-thermal．摘要：可逆式催化燃烧器可以在较低的温度下处理易挥发性有机物，与同类燃烧器相比，能大量减少NOx的排放。对于可逆式催化燃烧技术浓度很低的VOC可以很好地实现自热燃烧。与普通燃烧器相比，对有机物的浓度下限没有要求

4、，不需要炉膛，没有明1．1催化燃烧的基本原理显的火焰，因而。可逆式催化燃烧器的结构比较紧凑，节约催化燃烧是典型的气一固相催化反应，其实质了材料和占地面积。是活性氧参与深度氧化作用。在催化燃烧过程中，关键词：易挥艇J=生；有机物；可逆式；催化燃烧；热波特性；自热催化剂的作用是降低活化能，同时使反应物分子富中圈分类号：TK09文献标识码：A集于表面，提高了反应速率。借助催化剂可使有机VOC(易挥发有机化合物)是空气污染的主要废气在较低的起燃温度条件下，发生无焰燃烧，并来源之一，是除so2，NOx之外又一类大气污染物。氧化分解为o32和H20，同时放出大量热能，其反该类有机物多数为有毒、有恶

5、臭的气体，某些有机应过程为物在阳光的照射下能与氧化剂发生光化学反应，形成光化学烟雾，在一次污染的同时还造成二次污染。cH+(+)02o32f+H20+热量VOC来源众多，种类复杂，其中有致癌物质如芳烃类、硝基类化合物，有比一氧化碳的温室效应大2O1．2可逆式催化燃烧原理倍的甲烷，更有大量对人呼吸道有刺激作用的物质。所谓可逆式催化燃烧反应器就是反应器原料气因此，随着人们对环境保护越来越重视，对VOC的的进料方向做周期性的改变，也称为流向变换反应处理也受到越来越多的重视_1J。器。可逆式催化燃烧反应器主要由1个催化剂固定本文介绍的可逆式催化燃烧法，解决了由于有床及一套用以实现周期性流向变换

6、的阀门系统构成，机废气浓度较低而难以实现自热氧化的难题，可以参见图1。在较低的温度下处理易挥发性有机物气体，与同类固定床中间为催化剂层，两端为高热容的惰性填燃烧器相比，能很大程度地减少N0x的排放。对于料。开始反应前将固定床预热到催化剂的活化温度，浓度很低的VOC可以很好地实现自热燃烧。和普通然后引入原料气并按设定的周期开始流向变换。低温原料气进入固定床后，接近入口的床层逐渐被冷却收稿日期：2006．07．10下来，同时气体被加热。在催化床中间因为发生反应维普资讯http://www.cqvip.comNo4杨博等：可逆式催化燃烧器处理低浓度易挥发性有机物的方法研究·41·正向流动反向

7、流动形有许多种情况，图2给出了其中最典型的2种。系统处于不稳定状态时，有可能出现以下几种情况。(1)由于温度过高，使系统发生“飞温”现象，在反应器内没有形成稳定波峰，如1。4打开2。3关闭1，4关闭2。3打开(a)(b)图2(a)所示波形。这种情况发生时，应该加图1可逆式催化燃烧器原理大反应周期，使反应器(b)Fig．1Measuringprincipleofreverse-flowoxidationc_~ta—预热温度降低，从而使lystre