Catalyseurs de la série Minslite pour l'élimination de l'ozone/CO/COV
D'où vient la pollution par les gaz d'échappement et quels types existe-t-il?
| Types de polluants | Secteurs industriels sources | Équipement et technologie de traitement | Les objectifs et les fonctions des catalyseurs |
| monoxyde de carbone | Industrie chimique, industrie sidérurgique, échappement automobile, chaudières au fioul | Four d'oxydation catalytique au CO, convertisseur catalytique à trois voies pour automobile | Catalyser l'oxydation du CO en CO₂ à basse température. |
| Hydrocarbures totaux méthaniques/non méthaniques | Extraction de gaz naturel, utilisation du biogaz, ventilation des mines de charbon | Brûleur catalytique, RTO/RCO | La combustion catalytique du méthane à faible concentration permet une récupération d'énergie ou le respect des normes d'émission. |
| Oxydes d'azote | Électricité, acier, ciment, verre, produits chimiques, construction navale, véhicules diesel | Système de dénitrification SCR, post-traitement SCR pour moteur diesel, décomposition catalytique | À des températures plus basses, l'agent réducteur catalytique (NH₃/urée) réagit avec les NOx pour produire du N₂ et H₂O. |
| Brouillard d'acide sulfurique/soufre organique | Industrie chimique, industrie des batteries au lithium, industrie pétrochimique | Absorption par oxydation catalytique | Soufre organique (comme les thiols) est oxydé catalytiquement en SO₂, qui est ensuite absorbé par une solution alcaline. |
| Composés organiques volatils | Pétrochimique, chimique, revêtement, impression, électronique, pharmaceutique | Unité de combustion catalytique, unité de combustion catalytique régénérative, unité d'oxydation catalytique | À des températures bien inférieures à celles de la combustion directe, les COV catalytiques sont complètement oxydés en CO₂ et H₂O. |
| dioxines | Incinération des déchets, frittage d'acier, incinération des déchets dangereux | Système de filtration catalytique, système catalytique SCR basse température | Décomposition catalytique des molécules de dioxine à basse température. |
| ozone | Purification de l'air intérieur, cabines d'avion, procédés industriels spécifiques | Dispositif de décomposition catalytique de l'ozone | Les catalyseurs décomposent l'ozone en oxygène à température ambiante. |
Pourquoi la combustion catalytique et la solution catalytique?
Nous discutons principalement de l'émission et du traitement des gaz polluants issus des activités industrielles. , dont la plupart sont essentiellement de l'énergie chimique . Le moyen le plus efficace de les rendre inoffensifs est de les oxyder et de les décomposer en CO₂ et H₂O. . Actuellement, les méthodes de traitement principales sont la combustion catalytique, incinération à haute température, et adsorption physique, avec combustion catalytique offrant les meilleures performances et la meilleure rentabilité.
Principe du processus catalytique
Les catalyseurs sont principalement utilisés pour éliminer les polluants gazeux par des réactions chimiques, avec divers réacteurs catalytiques comme équipement de base. Le processus de traitement typique est: prétraitement (dépoussiérage, refroidissement, etc.) → réacteur catalytique → traitement ultérieur (comme la désulfuration, déshumidification) ou émission directe. En tant qu'unité de réaction chimique centrale dans le processus de traitement , le rôle clé du catalyseur est de “réduire l'énergie d'activation de la réaction et modifier la voie de la réaction . “
Baisser la température de réaction: permettre à la réaction de se dérouler efficacement à des températures bien inférieures à celles requises pour les réactions thermiques. Par exemple, la combustion directe des COV nécessite des températures supérieures à 800℃, tandis que la combustion catalytique ne nécessite que 300 à 500 ℃; la réduction des NOx par NH₃ nécessite des températures supérieures à 900℃ sans catalyseur, mais seulement 300-400℃ avec un catalyseur (RCS).
Améliorer le taux de réaction et l’efficacité: A la même température, la vitesse de réaction est considérablement accélérée, permettant aux polluants d'atteindre des taux d'élimination extrêmement élevés (>90%, ou même >99%) dans un temps de séjour du gaz très court.
Économie d'énergie et réduction de la consommation: En raison de la réduction significative de la température de réaction, la consommation de carburant peut être considérablement réduite, ou un traitement économique des gaz résiduaires à faible concentration peut être réalisé.
Comment sélectionner des catalyseurs et des solutions de conception
La sélection d'un catalyseur est un projet d'ingénierie système complexe qui nécessite des solutions personnalisées basées sur des conditions de fonctionnement spécifiques et une prise en compte complète de facteurs tels que la pollution elle-même et les conditions du processus..
1. Une analyse complète de la composition des gaz résiduaires est la principale condition préalable à la sélection , nécessitant une compréhension globale du type de composant, réactivité, concentration, débit, et la pression du gaz cible, ainsi que des substances toxiques potentielles .
| Considérez les points clés | Exigences caractéristiques du catalyseur | Exemple de description |
| 1. Sélectivité | Sélectivité de la réponse cible | Les catalyseurs SCR nécessitent une sélectivité élevée pour empêcher l'oxydation du NH₃. Certains catalyseurs d'oxydation de COV doivent éviter la formation de dioxines ou de NOx. |
| 2. Fenêtre d'activité et de température | Température d'activation, température optimale, et tolérance aux hautes températures | Catalyse des COV: Les catalyseurs en métaux nobles ont de faibles températures d'activation (~200℃), tandis que les catalyseurs à oxyde métallique ont des températures d'activation plus élevées (~300℃). Les catalyseurs SCR ont une fenêtre de température stricte (300-400℃). |
| 3. Vitesse et durée de vie | Capacité de traitement du gaz catalytique unitaire et durée de vie prévue | Des vitesses spatiales élevées peuvent réduire l'utilisation du catalyseur, mais ils peuvent affecter l'efficacité de la conversion. La durée de vie de conception est généralement 2-4 années, mais la durée de vie réelle est affectée par les conditions de fonctionnement. |
| 4. Résistance mécanique | Résistance à l'abrasion, résistance à la compression | Pour empêcher le catalyseur de se pulvériser et de se boucher à haute température et avec un débit d'air élevé. Le catalyseur en nid d'abeille a une résistance élevée et une faible chute de pression. |
| 5. Antitoxique | Résistance à “substances toxiques” dans les fumées | Les principaux facteurs limitants sont l'arsenic, phosphore, métaux alcalins, et métaux lourds, qui peut désactiver définitivement les catalyseurs SCR; et du soufre, halogènes, silicium, et diriger, qui peut empoisonner les catalyseurs COV/CO. Une formulation résistante doit être sélectionnée en fonction de la composition des gaz résiduaires. |
| 6. Coût | Coût d'installation initial, coût de recyclage/remplacement | Les catalyseurs de métaux précieux ont une activité élevée mais un coût élevé; les catalyseurs en métaux non précieux sont peu coûteux, mais leur activité/résistance peut être légèrement inférieure. Une évaluation complète est nécessaire. |
2. Il est nécessaire de définir clairement les conditions du procédé catalytique , et de construire ou d'améliorer le système d'émission catalytique en fonction du type, température, débit, pression des gaz résiduaires , et les conditions sur le site d'émission, ainsi que pour déterminer la méthode d'utilisation du catalyseur. Concernant le fonctionnement du catalyseur, nous proposons les recommandations suivantes.
| Guide de référence | Facteurs à considérer et précautions |
| Conditions d'utilisation | 1. Fenêtre de température : Il doit fonctionner dans la plage de température active du catalyseur., éviter les températures inférieures à la température d'activation ou supérieures à la température de tolérance. |
| 2. Propreté : Les gaz d'échappement d'entrée doivent subir un prétraitement suffisant (dépoussiérage, élimination des brouillards d'huile, élimination du brouillard acide) pour éviter les blocages physiques et les empoisonnements chimiques. | |
| 3. Rapport de réactif : Par exemple, La SCR nécessite un contrôle précis du rapport ammoniac-azote , et l’oxydation des COV nécessite d’assurer une teneur suffisante en oxygène . | |
| 4. Champ d'écoulement uniforme : Le flux de gaz et la concentration de réactif entrant dans le réacteur doivent être uniformément répartis; sinon, l'efficacité locale sera faible, affectant l'effet global. | |
| Posologie et administration | 1. Méthode de remplissage : Installation modulaire pour assurer l’étanchéité et éviter les courts-circuits du flux d’air. |
| 2. Contrôle de la vitesse de l'air : Le volume d'air de fonctionnement réel ne doit pas dépasser la valeur de conception de manière significative pendant une période prolongée.. | |
| 3. Dosage : Déterminé par la vitesse spatiale de conception. Par exemple, traiter 100,000 Nm³/h de fumées avec une vitesse spatiale de conception de 3000 h⁻¹, le volume du catalyseur est d'environ 33.3 m³. | |
| Limites et restrictions | 1. Empoisonnement et désactivation : Limitation maximale . Soufre, phosphore, halogènes, métaux lourds, cache-poussière, etc., peut provoquer une diminution irréversible ou réversible de l’activité du catalyseur. |
| 2. Sensibilité à la température : Le frittage à haute température peut provoquer l'agglomération des composants actifs et leur désactivation permanente.; un fonctionnement à long terme à basse température peut entraîner une faible efficacité et un blocage du sel d'ammonium. | |
| 3. Champ d'application : Il existe certaines exigences concernant la concentration de polluants. Si la concentration est trop faible, la force motrice de la réaction sera insuffisante. Si la concentration est trop élevée, la température peut être trop élevée ou la réaction peut être incomplète. | |
| 4. Coût : Catalyseurs haute performance, en particulier les catalyseurs en métaux précieux, avoir un investissement initial et des coûts de remplacement élevés. | |
| 5. Déchets dangereux : Les catalyseurs désactivés sont généralement classés comme déchets dangereux et doivent être manipulés par un organisme qualifié., encourir des frais d'élimination ultérieurs. |
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