การเผาไหม้แบบเร่งปฏิกิริยาเพื่อบำบัดมลพิษที่เป็นก๊าซ - ตัวเร่งปฏิกิริยาซีรีส์ Minslite สำหรับการกำจัดโอโซน/CO/VOC

มลพิษจากก๊าซไอเสียมาจากไหนและมีประเภทใดบ้าง?

ประเภทของมลพิษ	แหล่งที่มาของภาคอุตสาหกรรม	อุปกรณ์และเทคโนโลยีการประมวลผล	เป้าหมายและหน้าที่ของตัวเร่งปฏิกิริยา
คาร์บอนมอนอกไซด์	อุตสาหกรรมเคมีภัณฑ์, อุตสาหกรรมเหล็ก, ไอเสียรถยนต์, หม้อต้มที่ใช้น้ำมันเป็นเชื้อเพลิง	เตาเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชันของ CO, เครื่องฟอกไอเสียเชิงเร่งปฏิกิริยาสามทางของรถยนต์	เร่งปฏิกิริยาออกซิเดชันของ CO เป็น CO₂ ที่อุณหภูมิต่ำ.
มีเทน/ไม่มีเทน ไฮโดรคาร์บอนทั้งหมด	การสกัดก๊าซธรรมชาติ, การใช้ก๊าซชีวภาพ, การระบายอากาศของเหมืองถ่านหิน	ตัวเร่งปฏิกิริยา, อาร์ทีโอ/อาร์ซีโอ	การเผาไหม้แบบเร่งปฏิกิริยาของมีเทนที่มีความเข้มข้นต่ำช่วยให้สามารถนำพลังงานกลับมาใช้ใหม่ได้หรือปฏิบัติตามมาตรฐานการปล่อยก๊าซเรือนกระจก.
ไนโตรเจนออกไซด์	ไฟฟ้า, เหล็ก, ปูนซีเมนต์, กระจก, สารเคมี, การต่อเรือ, รถยนต์ดีเซล	ระบบดีไนตริฟิเคชั่น SCR, การบำบัดหลัง SCR ของเครื่องยนต์ดีเซล, การสลายตัวของตัวเร่งปฏิกิริยา	ที่อุณหภูมิต่ำกว่า, สารรีดิวซ์ตัวเร่งปฏิกิริยา (NH₃/ยูเรีย) ทำปฏิกิริยากับ NOx ให้เกิด N₂ และ H₂O.
หมอกกรดซัลฟิวริก/กำมะถันอินทรีย์	อุตสาหกรรมเคมีภัณฑ์, อุตสาหกรรมแบตเตอรี่ลิเธียม, อุตสาหกรรมปิโตรเคมี	การดูดซับตัวเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชัน	กำมะถันอินทรีย์ (เช่น ไทออล) ถูกออกซิไดซ์แบบเร่งปฏิกิริยาเป็น SO₂, ซึ่งจะถูกดูดซับด้วยสารละลายอัลคาไลน์.
สารประกอบอินทรีย์ระเหยง่าย	ปิโตรเคมี, เคมี, การเคลือบ, การพิมพ์, อิเล็กทรอนิกส์, ยา	หน่วยเผาไหม้ตัวเร่งปฏิกิริยา, หน่วยเผาไหม้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่สร้างใหม่, หน่วยออกซิเดชันของตัวเร่งปฏิกิริยา	ที่อุณหภูมิต่ำกว่าการเผาไหม้โดยตรงมาก, สารอินทรีย์ระเหย (VOC) ของตัวเร่งปฏิกิริยาจะถูกออกซิไดซ์อย่างสมบูรณ์เป็น CO₂ และ H₂O.
ไดออกซิน	การเผาขยะ, การเผาเหล็ก, การเผาขยะอันตราย	ระบบการกรองแบบเร่งปฏิกิริยา, ระบบเร่งปฏิกิริยา SCR ที่อุณหภูมิต่ำ	การสลายตัวเร่งปฏิกิริยาของโมเลกุลไดออกซินที่อุณหภูมิต่ำกว่า.
โอโซน	การฟอกอากาศภายในอาคาร, ห้องโดยสารเครื่องบิน, กระบวนการทางอุตสาหกรรมเฉพาะ	อุปกรณ์สลายตัวเร่งปฏิกิริยาโอโซน	ตัวเร่งปฏิกิริยาจะสลายโอโซนให้เป็นออกซิเจนที่อุณหภูมิห้อง.

ทำไมตัวเร่งปฏิกิริยาการเผาไหม้และสารละลายตัวเร่งปฏิกิริยา?

เราจะหารือเกี่ยวกับการปล่อยและการบำบัดก๊าซเสียจากกิจกรรมทางอุตสาหกรรมเป็นหลัก , ซึ่งส่วนใหญ่เป็นพลังงานเคมีเป็นหลัก . วิธีที่ละเอียดที่สุดในการทำให้พวกมันไม่เป็นอันตรายคือการออกซิไดซ์และสลายพวกมันให้เป็น CO₂ และ H₂O . ตอนนี้, วิธีการรักษากระแสหลักคือการเผาไหม้แบบเร่งปฏิกิริยา, การเผาที่อุณหภูมิสูง, และการดูดซึมทางกายภาพ, ด้วยการเผาไหม้แบบเร่งปฏิกิริยาที่ให้ประสิทธิภาพและความคุ้มค่าสูงสุด.

หลักการกระบวนการเร่งปฏิกิริยา

ตัวเร่งปฏิกิริยาใช้เพื่อกำจัดมลพิษที่เป็นก๊าซผ่านปฏิกิริยาเคมีเป็นหลัก, โดยมีเครื่องปฏิกรณ์เร่งปฏิกิริยาหลายชนิดเป็นอุปกรณ์หลัก. ขั้นตอนการรักษาโดยทั่วไปคือ: การปรับสภาพ (กำจัดฝุ่น, ระบายความร้อน, ฯลฯ) → เครื่องปฏิกรณ์แบบเร่งปฏิกิริยา → การบำบัดภายหลัง (เช่น การกำจัดกำมะถัน, ลดความชื้น) หรือการปล่อยโดยตรง. เป็นหน่วยปฏิกิริยาเคมีหลักในกระบวนการบำบัด , บทบาทสำคัญของตัวเร่งปฏิกิริยาคือการ “ลดพลังงานกระตุ้นของปฏิกิริยาและเปลี่ยนวิถีการเกิดปฏิกิริยา . “

ลดอุณหภูมิปฏิกิริยา: ช่วยให้ปฏิกิริยาดำเนินการได้อย่างมีประสิทธิภาพที่อุณหภูมิต่ำกว่าอุณหภูมิที่จำเป็นสำหรับปฏิกิริยาความร้อน. ตัวอย่างเช่น, การเผาไหม้โดยตรงของ VOCs ต้องใช้อุณหภูมิสูงกว่า 800°C, ในขณะที่การเผาไหม้ด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาต้องการเพียง 300-500 ℃; การลด NOx โดย NH₃ ต้องใช้อุณหภูมิสูงกว่า 900°C โดยไม่ต้องใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา, แต่มีเพียง 300-400 ℃ พร้อมตัวเร่งปฏิกิริยา (เอสซีอาร์).

ปรับปรุงอัตราการเกิดปฏิกิริยาและประสิทธิภาพ: ที่อุณหภูมิเดียวกัน, อัตราการเกิดปฏิกิริยาจะเร่งขึ้นอย่างมาก, ช่วยให้มลพิษบรรลุอัตราการกำจัดที่สูงมาก (>90%, หรือแม้กระทั่ง >99%) ภายในระยะเวลาการกักเก็บก๊าซที่สั้นมาก.

การประหยัดพลังงานและลดการบริโภค: เนื่องจากอุณหภูมิปฏิกิริยาลดลงอย่างมาก, ปริมาณการใช้เชื้อเพลิงสามารถลดลงได้อย่างมาก, หรือการบำบัดก๊าซเสียที่มีความเข้มข้นต่ำอย่างประหยัดสามารถทำได้.

วิธีเลือกตัวเร่งปฏิกิริยาและโซลูชันการออกแบบ

การเลือกตัวเร่งปฏิกิริยาเป็นโครงการวิศวกรรมระบบที่ซับซ้อน ซึ่งต้องการโซลูชันที่ปรับแต่งตามความต้องการตามเงื่อนไขการทำงานเฉพาะ และการพิจารณาปัจจัยต่างๆ เช่น มลภาวะและสภาวะของกระบวนการอย่างครบถ้วน.

1. การวิเคราะห์องค์ประกอบก๊าซเสียโดยสมบูรณ์เป็นข้อกำหนดเบื้องต้นเบื้องต้นในการคัดเลือก , ต้องมีความเข้าใจอย่างถ่องแท้เกี่ยวกับประเภทของส่วนประกอบ, ปฏิกิริยา, ความเข้มข้น, อัตราการไหล, และความดันของก๊าซเป้าหมาย, ตลอดจนสารพิษที่อาจเกิดขึ้น .

พิจารณาประเด็นสำคัญ	ข้อกำหนดคุณลักษณะของตัวเร่งปฏิกิริยา	คำอธิบายตัวอย่าง
1. หัวกะทิ	หัวกะทิของการตอบสนองเป้าหมาย	ตัวเร่งปฏิกิริยา SCR ต้องการความสามารถในการคัดเลือกสูงเพื่อป้องกันการเกิดออกซิเดชันของ NH₃. ตัวเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชันของ VOC บางชนิดต้องหลีกเลี่ยงการก่อตัวของไดออกซินหรือ NOx.
2. หน้าต่างกิจกรรมและอุณหภูมิ	อุณหภูมิการเปิดใช้งาน, อุณหภูมิที่เหมาะสมที่สุด, และทนต่ออุณหภูมิสูง	การเร่งปฏิกิริยา VOCs: ตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะมีตระกูลมีอุณหภูมิกระตุ้นต่ำ (~200℃), ในขณะที่ตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะออกไซด์จะมีอุณหภูมิในการกระตุ้นสูงกว่า (~300℃). ตัวเร่งปฏิกิริยา SCR มีหน้าต่างอุณหภูมิที่เข้มงวด (300-400℃).
3. ความเร็วของเครื่องบินและอายุการใช้งาน	ความสามารถในการประมวลผลก๊าซของตัวเร่งปฏิกิริยาหน่วยและอายุการใช้งานที่คาดหวัง	ความเร็วอวกาศสูงสามารถลดการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาได้, แต่อาจส่งผลต่อประสิทธิภาพการแปลงได้. โดยทั่วไปแล้วชีวิตการออกแบบจะเป็น 2-4 ปี, แต่อายุการใช้งานจริงจะขึ้นอยู่กับสภาพการใช้งาน.
4. ความแข็งแรงทางกล	ทนต่อการขัดถู, แรงอัด	เพื่อป้องกันไม่ให้ตัวเร่งปฏิกิริยาบดและอุดตันภายใต้อุณหภูมิสูงและการไหลเวียนของอากาศสูง. ตัวเร่งปฏิกิริยารังผึ้งมีความแข็งแรงสูงและมีแรงดันตกคร่อมต่ำ.
5. ต่อต้านพิษ	ความต้านทานต่อ “สารพิษ” ในก๊าซไอเสีย	ปัจจัยจำกัดหลักคือสารหนู, ฟอสฟอรัส, โลหะอัลคาไล, และโลหะหนัก, ซึ่งสามารถปิดการใช้งานตัวเร่งปฏิกิริยา SCR อย่างถาวร; และกำมะถัน, ฮาโลเจน, ซิลิคอน, และเป็นผู้นำ, ซึ่งอาจทำให้สาร VOCs/CO เป็นพิษได้. ต้องเลือกสูตรต้านทานโดยพิจารณาจากองค์ประกอบของก๊าซเสีย.
6. ค่าใช้จ่าย	ค่าติดตั้งเบื้องต้น, ค่ารีไซเคิล/เปลี่ยน	ตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะมีค่ามีฤทธิ์สูงแต่มีราคาสูง; ตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะไม่มีค่ามีต้นทุนต่ำ, แต่กิจกรรม/ความต้านทานอาจด้อยกว่าเล็กน้อย. จำเป็นต้องมีการประเมินที่ครอบคลุม.

2. จำเป็นต้องกำหนดเงื่อนไขกระบวนการเร่งปฏิกิริยาให้ชัดเจน , และเพื่อสร้างหรือปรับปรุงระบบการปล่อยตัวเร่งปฏิกิริยาตามประเภท, อุณหภูมิ, อัตราการไหล, ความดันของก๊าซเสีย , และเงื่อนไข ณ จุดปล่อยก๊าซ, ตลอดจนกำหนดวิธีการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา. เกี่ยวกับการทำงานของตัวเร่งปฏิกิริยา, เราเสนอคำแนะนำต่อไปนี้.

คู่มืออ้างอิง	ปัจจัยที่ต้องพิจารณาและข้อควรระวัง
เงื่อนไขการใช้งาน	1. หน้าต่างอุณหภูมิ : ต้องทำงานภายในช่วงอุณหภูมิที่ใช้งานของตัวเร่งปฏิกิริยา, หลีกเลี่ยงอุณหภูมิที่ต่ำกว่าอุณหภูมิการเปิดใช้งานหรือสูงกว่าอุณหภูมิที่ยอมรับได้.
	2. ความสะอาด : ก๊าซไอเสียทางเข้าจะต้องผ่านการบำบัดล่วงหน้าอย่างเพียงพอ (กำจัดฝุ่น, การกำจัดละอองน้ำมัน, การกำจัดหมอกกรด) เพื่อป้องกันการอุดตันทางกายภาพและพิษจากสารเคมี.
	3. อัตราส่วนของตัวทำปฏิกิริยา : ตัวอย่างเช่น, SCR ต้องการการควบคุมอัตราส่วนแอมโมเนีย-ไนโตรเจนอย่างแม่นยำ , และการออกซิเดชันของสารอินทรีย์ระเหย (VOCs) จำเป็นต้องมีปริมาณออกซิเจนที่เพียงพอ .
	4. ฟิลด์การไหลสม่ำเสมอ : การไหลของก๊าซและความเข้มข้นของสารตั้งต้นที่เข้าสู่เครื่องปฏิกรณ์จะต้องมีการกระจายอย่างสม่ำเสมอ; มิฉะนั้น, ประสิทธิภาพในท้องถิ่นจะต่ำ, ส่งผลต่อผลกระทบโดยรวม.
การให้ยาและการบริหาร	1. วิธีการเติม : การติดตั้งแบบโมดูลาร์เพื่อให้แน่ใจว่ามีการปิดผนึกและป้องกันการลัดวงจรของการไหลของอากาศ.
	2. การควบคุมความเร็วลม : ปริมาณอากาศที่ใช้งานจริงไม่ควรเกินค่าการออกแบบอย่างมีนัยสำคัญเป็นเวลานาน.
	3. ปริมาณ : กำหนดโดยความเร็วพื้นที่การออกแบบ. ตัวอย่างเช่น, เพื่อรักษา 100,000 ก๊าซไอเสีย Nm³/h ที่มีความเร็วพื้นที่ออกแบบเท่ากับ 3000 ฮ⁻¹, ปริมาตรตัวเร่งปฏิกิริยาอยู่ที่ประมาณ 33.3 ลบ.ม.
ข้อจำกัดและข้อจำกัด	1. การเป็นพิษและการปิดใช้งาน : ข้อจำกัดสูงสุด . กำมะถัน, ฟอสฟอรัส, ฮาโลเจน, โลหะหนัก, ฝาครอบกันฝุ่น, ฯลฯ, อาจทำให้กิจกรรมของตัวเร่งปฏิกิริยาลดลงอย่างถาวรหรือย้อนกลับได้.
	2. ความไวต่ออุณหภูมิ : การเผาผนึกที่อุณหภูมิสูงอาจทำให้ส่วนประกอบที่ทำงานอยู่จับตัวเป็นก้อนและหยุดทำงานอย่างถาวร; การทำงานที่อุณหภูมิต่ำในระยะยาวอาจทำให้ประสิทธิภาพต่ำและการอุดตันของเกลือแอมโมเนียม.
	3. ขอบเขตการใช้งาน : มีข้อกำหนดบางประการเกี่ยวกับความเข้มข้นของสารมลพิษ. หากความเข้มข้นต่ำเกินไป, แรงผลักดันของปฏิกิริยาจะไม่เพียงพอ. หากความเข้มข้นสูงเกินไป, อุณหภูมิอาจสูงเกินไปหรือปฏิกิริยาอาจไม่สมบูรณ์.
	4. ค่าใช้จ่าย : ตัวเร่งปฏิกิริยาประสิทธิภาพสูง, โดยเฉพาะตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะมีค่า, มีการลงทุนเริ่มแรกและต้นทุนการเปลี่ยนสูง.
	5. ของเสียอันตราย : ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ปิดใช้งานมักจัดเป็นของเสียอันตรายและต้องได้รับการจัดการโดยองค์กรที่ผ่านการรับรอง, ทำให้เกิดค่าใช้จ่ายในการกำจัดตามมา.

ข่าวความรู้อุตสาหกรรม & เทรนด์

มลพิษจากก๊าซไอเสียมาจากไหนและมีประเภทใดบ้าง?

ทำไมตัวเร่งปฏิกิริยาการเผาไหม้และสารละลายตัวเร่งปฏิกิริยา?

หลักการกระบวนการเร่งปฏิกิริยา

วิธีเลือกตัวเร่งปฏิกิริยาและโซลูชันการออกแบบ

ที่เกี่ยวข้อง

วีแชท

วีแชท

ข่าว ความรู้อุตสาหกรรม & เทรนด์