RCO如何借助催化劑將VOCs廢氣低溫（200~400℃）催化氧化分解為CO2和H2O
解析RCO如何借助催化劑將VOCs廢氣低溫（200~400℃）催化氧化分解為CO2和H2O
文章導(dǎo)讀
introduction
VOCs種類繁多，來源也十分廣泛，成分復(fù)雜，常見的有烴類、醇類、醚類、酯類等。加油站、裝修、餐飲、干洗、噴涂、化工等生產(chǎn)或使用有機(jī)溶劑的行業(yè)都會產(chǎn)生VOsC排放。即使同一物質(zhì)，由于風(fēng)量不同、濃度不同，所需技術(shù)路線也不一樣。當(dāng)前VOCs處理方法有數(shù)十種，VOCs的末端處理技術(shù)包含兩類，**類是非破壞性方法，即采用物理方法將VOCs回收；**類是通過生化反應(yīng)將VOCs氧化分解為無毒或低毒物質(zhì)的破壞性方法。具體方法上，前者包括冷凝法、吸附法、吸收法和燃燒法。后者有生物法、膜技術(shù)、光催化降解和等離子技術(shù)。
為了提高熱利用效率，降低設(shè)備的運(yùn)行費用，近年來發(fā)展了蓄熱式熱力焚燒技術(shù)（RTO）和蓄熱式催化燃燒技術(shù)（RCO）。RTO和RCO技術(shù)換熱效率高，可以在VOCs較低濃度下使用，近年來得到了廣泛應(yīng)用。
催化燃燒法是在催化劑的作用下，將VOCs在200~400℃的低溫條件下分解為CO2和H2O,是凈化碳?xì)浠衔飶U氣，消除惡臭的有效手段之一。RCO技術(shù)已成為VOCs控制的主流技術(shù)。但關(guān)鍵問題在于如何提高催化劑的活性和穩(wěn)定性，提高催化劑適用性，以及降低催化劑成本。
催化燃燒裝置（RCO）
RCO，是指蓄熱式催化燃燒法，英文名為“Regenerative Catalytic Oxidation Oxidition”。
催化燃燒法是在催化劑的作用下，將VOCs在200~400℃的低溫條件下分解為CO2和H2O,是凈化碳?xì)浠衔飶U氣，消除惡臭的有效手段之一。
RCO作用原理是：**步是催化劑對VOC分子的吸附，提高了反應(yīng)物的濃度，**步是催化氧化階段降低反應(yīng)的活化能，提高了反應(yīng)速率。借助催化劑可使有機(jī)廢氣在較低的起燃溫度下，發(fā)生無氧燃燒，分解成CO2和H2O放出大量的熱，與直接燃燒相比，具有起燃溫度低，能耗小的特點，某些情況下達(dá)到起燃溫度后無需外界供熱，反應(yīng)溫度在200-400℃。
主要反應(yīng)機(jī)理
催化燃燒催化劑
貴金屬催化劑：
Pt，Pd，Rh等貴金屬催化劑，是*成熟、 工業(yè)應(yīng)用*廣泛的；特點：活性高，選擇性好。
過渡金屬氧化物催化劑：
非貴金屬及其氧化物Mn、Cu、Cr、Ni、Ce、Zr 等及其氧化物或復(fù)合氧化物催化劑。主要特點是：成本低、制備簡單、針對一些特殊污染物有較高的活性。目前已有較成熟的Cu-Mn-O催化劑在工業(yè)中應(yīng)用，但是范圍不廣。
催化劑作用特點
催化劑能夠加快化學(xué)反應(yīng)速度，但它本身并不進(jìn)入化學(xué)反應(yīng)的計量。
催化劑對反應(yīng)具有選擇性，即催化劑對反應(yīng)類型、反應(yīng)方向和產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)具有選擇性。
催化劑只能加速熱力學(xué)上可能進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，而不能加速熱力學(xué)上無法進(jìn)行的反應(yīng)。
催化劑只能改變化學(xué)反應(yīng)的速度，而不能改變化學(xué)平衡的位置。
催化劑不改變化學(xué)平衡，意味著對正方向有效的催化劑，對反方向的反應(yīng)也有效。
貴金屬催化劑組成
催化劑的組成結(jié)構(gòu)及失活
VOCs催化燃燒法凈化性能
催化燃燒-應(yīng)用前提
1、廢氣中粉塵、顆粒物比較多時要進(jìn)行預(yù)處理。
2、廢氣中不含硅、 砷、重金屬等導(dǎo)致催化劑中毒成分。
3、廢氣中鹵素、硫、磷等成分濃度不宜過高。
4、廢氣中不含粘性物質(zhì)。
5、廢氣濃度相對穩(wěn)定。
催化燃燒-應(yīng)用范圍
催化燃燒-應(yīng)用效果
**性能：
（1）嚴(yán)謹(jǐn)?shù)南到y(tǒng)設(shè)計，針對多種工況條件均設(shè)計相應(yīng)的應(yīng)對措施。
（2）低溫、無焰燃燒降低明火的各種風(fēng)險。
（3）長期、穩(wěn)定的轉(zhuǎn)化效率保障廢氣組分濃度的一致性，能夠保障防爆措施的有效性。
高效性能：
（1）定制化的催化劑設(shè)計，合理的催化劑載體選型，有效的布置結(jié)構(gòu)，充分提升催化劑的理論轉(zhuǎn)化效率。
（2）嚴(yán)謹(jǐn)?shù)拇呋D(zhuǎn)化裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計，合理的氣流分布，適宜的保溫措施，充分保障催化床反應(yīng)溫度，有效保證轉(zhuǎn)化效率一致性。
經(jīng)濟(jì)性能
●催化劑價格（元/L） =載體價格+貴金屬價格+涂層價格+加工費
●載體價格和貴金屬價格相對透明，>100元/L
●涂層價格+加工費=涂覆費用，>100元/L
●嚴(yán)謹(jǐn)?shù)拇呋D(zhuǎn)化裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計，簡潔高效，保證催化燃燒的科學(xué)性。
經(jīng)濟(jì)性能：催化燃燒和熱力燃燒對比
據(jù)VOCs前沿（vocs99）了解，國內(nèi)目前昆明貴研催化劑公司已成功實現(xiàn)了SPMC貴金屬循環(huán)回收再利用技術(shù)。
VOCs催化燃燒裝置
國內(nèi)外工程化應(yīng)用的VOCs廢氣催化燃燒工藝主要有：蓄熱式催化燃燒、熱回收式催化燃燒、直燃式催化燃燒、吸附濃縮-催化燃燒四類。
直燃式催化燃燒裝置示意圖
蓄熱式催化燃燒裝置示意圖
催化燃燒裝置關(guān)鍵部件
