山藍(lán)環(huán)境：船舶柴油機(jī)尾氣脫硝技術(shù)解析
2025-07-12
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發(fā)布時(shí)間：2025-03-22 閱讀次數(shù)：230
揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）是形成PM2.5（細(xì)顆粒物）、O?（臭氧）等二次污染物的重要前體物，進(jìn)而引發(fā)灰霾、光化學(xué)煙霧等大氣環(huán)境問(wèn)題。隨著我國(guó)工業(yè)化和城市化的快速發(fā)展以及能源消費(fèi)的持續(xù)增長(zhǎng)，以PM2.5和O?為特征的區(qū)域性復(fù)合型大氣污染日益突出，區(qū)域內(nèi)空氣重污染現(xiàn)象大范圍同時(shí)出現(xiàn)的頻次日益增多，嚴(yán)重制約社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，威脅人們的身體健康。為了根本解決PM2.5、O?等污染問(wèn)題，切實(shí)改善大氣環(huán)境質(zhì)量，近年來(lái)國(guó)家正積極推進(jìn)其關(guān)鍵前體物VOCs的污染防治工作。
催化氧化技術(shù)介紹：
催化氧化爐（簡(jiǎn)稱CO）是利用催化劑來(lái)促進(jìn)廢氣中的污染物進(jìn)行氧化分解的一種設(shè)備。有機(jī)廢氣凈化的催化氧化技術(shù)是基于廢氣中有機(jī)化合物可以燃燒氧化的特性， 通過(guò)催化氧化將廢氣中可以氧化的組分轉(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)，廢氣含碳?xì)浠衔镌诖呋瘎┑淖饔孟驴梢岳幂^低的溫度將其轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水，同時(shí)釋放出熱量，具有操作溫度低、節(jié)省能耗、去除效率高等優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用于涂裝、石油化工、印刷、涂料、涂布等各行業(yè)。
催化氧化反應(yīng)的工作原理
催化氧化作用的原理是通過(guò)催化劑降低反應(yīng)活化能，加快化學(xué)反應(yīng)速度。催化氧化技術(shù)就是利用這一原理，在催化劑的催化作用下，在較低溫度（250-350℃）下反應(yīng)完全，生成二氧化碳和水，實(shí)現(xiàn)對(duì)VOCs去除效率達(dá)98%以上，是一種比較高效和節(jié)能的廢氣處理技術(shù)之一。
借助催化劑可使有機(jī)廢氣在較低的起燃溫度條件下發(fā)生無(wú)焰燃燒，并氧化分解為二氧化碳和水，同時(shí)放出大量熱量。工業(yè)上常見(jiàn)碳?xì)浠衔锏拇呋趸瘍艋姆磻?yīng)方程式如下：
催化氧化設(shè)備工藝流程：
催化氧化設(shè)備工藝流程示意圖
工藝流程介紹：廢氣收集后先進(jìn)行濃度控制，確保廢氣進(jìn)入催化氧化前氣體濃度低于25%LEL。在離心風(fēng)機(jī)的作用下經(jīng)過(guò)換熱器完成熱量的交換，廢氣被催化氧化后的高溫氣體預(yù)熱，再經(jīng)過(guò)電加熱器加熱到催化氧化溫度，在催化劑床層中有機(jī)廢氣被氧化成二氧化碳和水，并放出大量熱量，氧化后的高溫氣體換熱后經(jīng)過(guò)集中排氣筒高空排放。
預(yù)處理裝置：主要是去除廢氣中對(duì)催化氧化有害的物質(zhì)，比如高濃度顆粒物、酸堿性氣體、油煙類物質(zhì)、對(duì)催化劑有中毒或失活的物質(zhì)，具體采用哪種預(yù)處理方式需要根據(jù)廢氣中的成分進(jìn)行設(shè)計(jì)。
換熱器：利用催化氧化爐后的高溫氣體對(duì)進(jìn)入的氣體進(jìn)行預(yù)熱，充分利用系統(tǒng)內(nèi)部反應(yīng)放出的熱量，若放出的熱量足夠多，則可將氣體預(yù)熱到催化氧化反應(yīng)溫度（通常為250-350℃，具體溫度以催化劑設(shè)計(jì)數(shù)值為準(zhǔn)）。
電加熱器：電加熱主要作用是設(shè)備啟動(dòng)過(guò)程預(yù)熱和運(yùn)行過(guò)程熱量補(bǔ)充作用。若廢氣中VOCs濃度較高，在設(shè)備正常運(yùn)行后換熱條件下是可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)部能量平衡的，但是在設(shè)備啟動(dòng)過(guò)程中需要對(duì)氣體進(jìn)行預(yù)熱，把氣體預(yù)熱到250-300℃，進(jìn)而對(duì)廢氣進(jìn)行催化氧化反應(yīng)。在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，當(dāng)廢氣中VOCs濃度較低時(shí)，催化氧化放出的熱量無(wú)法滿足設(shè)備自平衡時(shí)，需要啟動(dòng)電加熱設(shè)備提供熱量。電加熱器有時(shí)候也會(huì)用燃燒機(jī)代替，燃燒機(jī)主要以天然氣、汽油或柴油等為燃料。
催化氧化爐：這是完成催化氧化VOCs組分的核心設(shè)備，內(nèi)部裝填高效分解VOCs專用貴金屬催化劑。VOCs通過(guò)催化劑床層時(shí)完成催化氧化反應(yīng)，分解為二氧化碳和水，并放出大量熱量，VOCs濃度達(dá)到某一濃度值后釋放出的熱量可以滿足系統(tǒng)的熱量平衡需求。
催化氧化技術(shù)特點(diǎn)：
1、去除效率高：VOCS去除率高可達(dá)98%及以上；
2、操作溫度低：由于催化劑的作用，爐膛內(nèi)的溫度通常較低（約250-350℃），減少了維持爐膛溫度所需的能源；
3、不產(chǎn)生NOx等二次污染；
4、安全可靠：設(shè)備配有濃度檢測(cè)及控制系統(tǒng)、阻火系統(tǒng)、防爆泄壓系統(tǒng)、超溫報(bào)警系統(tǒng)及先進(jìn)自控系統(tǒng)；
5、設(shè)備阻力小：催化劑空速大，用量小，大大減少了系統(tǒng)阻力；
6、余熱可回用：余熱可利用，可回用到生產(chǎn)單元，也可作其它方面的熱源利用；
7、占地面積小：采用先進(jìn)的貴金屬鈀、鉑浸漬的蜂窩狀陶瓷載體催化劑，比表面積大、空速高，設(shè)備尺寸大大減小；
8、維護(hù)成本低：設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，維護(hù)成本較低。
催化氧化設(shè)備結(jié)構(gòu)：
CO催化氧化設(shè)備可以采用分體式和一體式兩種結(jié)構(gòu)布置。
分體式催化氧化設(shè)備布置示意圖
一體式催化氧化設(shè)備布置示意圖
山東山藍(lán)環(huán)境小編在文中講訴了催化氧化技術(shù)的工藝流程、技術(shù)特點(diǎn)及設(shè)備的結(jié)構(gòu)等，如有更多疑問(wèn)，歡迎留言，希望能給予大家更多幫助。
