الاحتراق الحفاز لمعالجة الملوثات الغازية - محفزات سلسلة Minslite لإزالة الأوزون/ثاني أكسيد الكربون/المركبات العضوية المتطايرة

من أين يأتي التلوث بغازات العادم وما هي أنواعه؟?

أنواع الملوثات	قطاعات الصناعة المصدر	تجهيز المعدات والتكنولوجيا	أهداف ووظائف المحفزات
أول أكسيد الكربون	الصناعة الكيميائية, صناعة الصلب, عادم السيارات, غلايات تعمل بالنفط	فرن الأكسدة الحفزية CO, السيارات المحول الحفاز ثلاثي الاتجاه	تحفيز أكسدة ثاني أكسيد الكربون إلى ثاني أكسيد الكربون عند درجات حرارة منخفضة.
مجموع الهيدروكربونات الميثان/غير الميثان	استخراج الغاز الطبيعي, استغلال الغاز الحيوي, تهوية منجم الفحم	الموقد الحفاز, رتو/ركو	يتيح الاحتراق الحفاز للميثان منخفض التركيز إمكانية استعادة الطاقة أو الامتثال لمعايير الانبعاثات.
أكاسيد النيتروجين	كهرباء, فُولاَذ, أسمنت, زجاج, المواد الكيميائية, بناء السفن, مركبات الديزل	نظام نزع النتروجين SCR, المعالجة اللاحقة لمحرك الديزل SCR, التحلل التحفيزي	في درجات حرارة أقل, عامل الاختزال الحفاز (NH₃/اليوريا) يتفاعل مع أكاسيد النيتروجين لإنتاج N₂ وH₂O.
ضباب حمض الكبريتيك/الكبريت العضوي	الصناعة الكيميائية, صناعة بطاريات الليثيوم, صناعة البتروكيماويات	امتصاص الأكسدة الحفزية	الكبريت العضوي (مثل الثيول) يتأكسد تحفيزيًا إلى SO₂, والتي يتم امتصاصها بعد ذلك بواسطة المحلول القلوي.
المركبات العضوية المتطايرة	البتروكيماويات, كيميائية, طلاء, الطباعة, إلكترونيات, الصيدلانية	وحدة الاحتراق الحفاز, وحدة الاحتراق الحفاز التجديدي, وحدة الأكسدة الحفزية	عند درجات حرارة أقل بكثير من درجات الاحتراق المباشر, تتم أكسدة المركبات العضوية المتطايرة الحفزية بالكامل إلى CO₂ وH₂O.
الديوكسينات	حرق النفايات, تلبيد الصلب, حرق النفايات الخطرة	نظام الترشيح الحفاز, النظام الحفاز SCR ذو درجة الحرارة المنخفضة	التحلل التحفيزي لجزيئات الديوكسين في درجات حرارة منخفضة.
الأوزون	تنقية الهواء الداخلي, كبائن الطائرات, العمليات الصناعية المحددة	جهاز التحلل التحفيزي للأوزون	تعمل المحفزات على تحلل الأوزون إلى أكسجين في درجة حرارة الغرفة.

لماذا يعتبر الاحتراق الحفاز والمحلول الحفاز?

نناقش بشكل أساسي انبعاث ومعالجة ملوثات الغازات العادمة الناتجة عن الأنشطة الصناعية , معظمها عبارة عن طاقة كيميائية في الأساس . الطريقة الأكثر دقة لجعلها غير ضارة هي أكسدتها وتحللها إلى CO₂ وH₂O . حالياً, طرق العلاج السائدة هي الاحتراق الحفاز, حرق درجات الحرارة العالية, والامتصاص الجسدي, مع الاحتراق الحفاز الذي يوفر أفضل أداء وفعالية من حيث التكلفة.

مبدأ العملية التحفيزية

تستخدم المحفزات في المقام الأول لإزالة الملوثات الغازية من خلال التفاعلات الكيميائية, مع المفاعلات الحفازة المختلفة كونها المعدات الأساسية. عملية العلاج النموذجية هي: المعالجة المسبقة (إزالة الغبار, تبريد, إلخ.) → المفاعل الحفاز → العلاج اللاحق (مثل إزالة الكبريت, التجفيف) أو الانبعاث المباشر. باعتبارها وحدة التفاعل الكيميائي الأساسية في عملية المعالجة , الدور الرئيسي للمحفز هو “تقليل طاقة التنشيط للتفاعل وتغيير مسار التفاعل . “

خفض درجة حرارة التفاعل: تمكين التفاعل من المضي قدمًا بكفاءة عند درجات حرارة أقل بكثير من تلك المطلوبة للتفاعلات الحرارية. على سبيل المثال, يتطلب الاحتراق المباشر للمركبات العضوية المتطايرة درجات حرارة أعلى من 800 درجة مئوية, في حين أن الاحتراق الحفاز يتطلب فقط 300-500 درجة مئوية; يتطلب تقليل أكاسيد النيتروجين بواسطة NH₃ درجات حرارة أعلى من 900 درجة مئوية بدون محفز, ولكن فقط 300-400 درجة مئوية مع المحفز (SCR).

تحسين معدل التفاعل والكفاءة: في نفس درجة الحرارة, يتم تسريع معدل التفاعل بشكل كبير, تمكين الملوثات من تحقيق معدلات إزالة عالية للغاية (>90%, أو حتى >99%) خلال فترة بقاء غاز قصيرة جدًا.

توفير الطاقة وخفض الاستهلاك: بسبب الانخفاض الكبير في درجة حرارة التفاعل, يمكن تقليل استهلاك الوقود بشكل كبير, أو يمكن تحقيق المعالجة الاقتصادية للغازات العادمة منخفضة التركيز.

كيفية اختيار المحفزات وحلول التصميم

إن اختيار المحفز هو مشروع هندسي معقد للأنظمة يتطلب حلولاً مخصصة بناءً على ظروف تشغيل محددة ومراعاة كاملة لعوامل مثل التلوث نفسه وظروف العملية.

1. يعد التحليل الكامل لتكوين غاز النفايات هو الشرط الأساسي للاختيار , تتطلب فهمًا شاملاً لنوع المكون, التفاعل, تركيز, معدل التدفق, وضغط الغاز المستهدف, وكذلك المواد السامة المحتملة .

النظر في النقاط الرئيسية	متطلبات خصائص المحفز	وصف المثال
1. الانتقائية	انتقائية الاستجابة المستهدفة	تتطلب محفزات SCR انتقائية عالية لمنع أكسدة NH₃. يجب أن تتجنب بعض محفزات أكسدة المركبات العضوية المتطايرة تكوين الديوكسينات أو أكاسيد النيتروجين.
2. نافذة النشاط ودرجة الحرارة	درجة حرارة التنشيط, درجة الحرارة المثلى, والتسامح مع درجات الحرارة العالية	تحفيز المركبات العضوية المتطايرة: تتميز المحفزات المعدنية النبيلة بدرجات حرارة تنشيط منخفضة (~200 درجة مئوية), بينما تتمتع محفزات أكسيد الفلز بدرجات حرارة تنشيط أعلى (~300 درجة مئوية). تتمتع محفزات SCR بنافذة درجة حرارة صارمة (300-400درجه مئوية).
3. السرعة الجوية وعمرها	قدرة معالجة الغاز المحفز للوحدة وعمر الخدمة المتوقع	يمكن للسرعات الفضائية العالية أن تقلل من استخدام المحفز, ولكنها يمكن أن تؤثر على كفاءة التحويل. عمر التصميم عادة 2-4 سنين, ولكن العمر الفعلي يتأثر بظروف التشغيل.
4. القوة الميكانيكية	مقاومة التآكل, قوة الضغط	لمنع المحفز من السحق والانسداد تحت درجة حرارة عالية وتدفق هواء مرتفع. محفز قرص العسل لديه قوة عالية وانخفاض الضغط المنخفض.
5. مضادة للسموم	مقاومة “المواد السامة” في غاز المداخن	العوامل المحددة الرئيسية هي الزرنيخ, الفوسفور, المعادن القلوية, والمعادن الثقيلة, والتي يمكنها إلغاء تنشيط محفزات SCR بشكل دائم; والكبريت, الهالوجينات, السيليكون, والرصاص, والتي يمكن أن تسمم محفزات المركبات العضوية المتطايرة/ثاني أكسيد الكربون. يجب اختيار تركيبة مقاومة بناءً على تركيبة غاز النفايات.
6. يكلف	تكلفة التثبيت الأولية, تكلفة إعادة التدوير/الاستبدال	تتميز محفزات المعادن الثمينة بنشاطها العالي ولكن تكلفتها العالية; تعتبر المحفزات المعدنية غير الثمينة منخفضة التكلفة, لكن نشاطهم/مقاومتهم قد تكون أقل شأنا قليلا. مطلوب تقييم شامل.

2. من الضروري تحديد ظروف العملية التحفيزية بوضوح , ولبناء أو تحسين نظام الانبعاثات الحفزية بناءً على النوع, درجة حرارة, معدل التدفق, ضغط غاز النفايات , والظروف في موقع الانبعاث, وكذلك تحديد طريقة استخدام المحفز. فيما يتعلق بتشغيل المحفز, نحن نقدم التوصيات التالية.

الدليل المرجعي	العوامل التي يجب مراعاتها والاحتياطات
شروط الاستخدام	1. نافذة درجة الحرارة : ويجب تشغيله ضمن نطاق درجة الحرارة النشطة للمحفز, تجنب درجات الحرارة أقل من درجة حرارة التنشيط أو أعلى من درجة حرارة التسامح.
	2. نظافة : يجب أن يخضع غاز العادم الداخل إلى معالجة مسبقة كافية (إزالة الغبار, إزالة ضباب الزيت, إزالة الضباب الحمضي) لمنع الانسداد الجسدي والتسمم الكيميائي.
	3. نسبة المتفاعلة : على سبيل المثال, يتطلب SCR التحكم الدقيق في نسبة الأمونيا إلى النيتروجين , وتتطلب أكسدة المركبات العضوية المتطايرة ضمان محتوى كافٍ من الأكسجين .
	4. مجال التدفق الموحد : يجب أن يتم توزيع تدفق الغاز وتركيز المادة المتفاعلة الداخلة إلى المفاعل بشكل موحد; خلاف ذلك, الكفاءة المحلية ستكون منخفضة, التأثير على التأثير العام.
الجرعة والإدارة	1. طريقة التعبئة : تركيب وحدات لضمان الختم ومنع تدفق الهواء ماس كهربائى.
	2. التحكم في سرعة الهواء : يجب ألا يتجاوز حجم هواء التشغيل الفعلي القيمة التصميمية بشكل كبير لفترة ممتدة.
	3. الجرعة : تحددها سرعة الفضاء التصميم. على سبيل المثال, لعلاج 100,000 Nm³/h غاز المداخن مع سرعة مساحة تصميمية تبلغ 3000 ح⁻¹, حجم المحفز تقريبًا 33.3 م³.
القيود والقيود	1. التسمم والتعطيل : الحد الأقصى . الكبريت, الفوسفور, الهالوجينات, المعادن الثقيلة, غطاء غبار, إلخ., يمكن أن يسبب انخفاضًا لا رجعة فيه أو يمكن عكسه في نشاط المحفز.
	2. حساسية درجة الحرارة : يمكن أن يؤدي التلبيد بدرجة الحرارة العالية إلى تكتل المكونات النشطة وتعطيلها بشكل دائم; يمكن أن يؤدي التشغيل في درجات حرارة منخفضة على المدى الطويل إلى انخفاض الكفاءة وانسداد ملح الأمونيوم.
	3. نطاق التطبيق : هناك متطلبات معينة لتركيز الملوثات. إذا كان التركيز منخفضًا جدًا, القوة الدافعة للتفاعل لن تكون كافية. إذا كان التركيز مرتفعًا جدًا, قد تكون درجة الحرارة مرتفعة جدًا أو قد يكون التفاعل غير مكتمل.
	4. يكلف : محفزات عالية الأداء, وخاصة المحفزات المعدنية الثمينة, لديها تكاليف استثمار أولية وتكاليف استبدال عالية.
	5. النفايات الخطرة : عادةً ما يتم تصنيف المحفزات المعطلة على أنها نفايات خطرة ويجب أن يتم التعامل معها من قبل منظمة مؤهلة, تكبد تكاليف التخلص اللاحقة.

أخبارالمعرفة الصناعية & الاتجاهات

من أين يأتي التلوث بغازات العادم وما هي أنواعه؟?

لماذا يعتبر الاحتراق الحفاز والمحلول الحفاز?

مبدأ العملية التحفيزية

كيفية اختيار المحفزات وحلول التصميم

متعلق ب

وي شات

وي شات

أخبار المعرفة الصناعية & الاتجاهات