合成革烫印挥发性有机物的催化燃烧技术研究
发布时间：2020-10-19 07:45
使用Pt-Pd/γ-Al_2O_3整体式催化剂催化燃烧合成革烫印挥发性有机物(VOCs)中的丁酮(MEK)和乙酸乙酯(EA),研究了MEK或EA质量浓度、空速、相对湿度(RH)、双组分共存对MEK、EA转化率的影响,并应用于实际工程。结果表明,在空速为20 000h~(-1)、RH为0的条件下,可以实现在380℃时质量浓度分别为2 945、1 800mg/m~3的MEK和EA转化率均大于97%。在工程应用中可忽略RH的影响,并且MEK和EA可以同时处理。表观反应动力学表明,MEK和EA同时处理时首先氧化EA。选择了烫印VOCs主要成分为MEK和EA的某合成革企业开展工程应用,该企业排放的MEK和EA质量浓度分别为2 076～2 332、774～1 037mg/m~3,设定催化反应温度为380℃、空速为20 000h~(-1),MEK、EA同时进行处理,RH不进行控制,结果尾气中未检出MEK、EA,且非甲烷总烃质量浓度低于50mg/m~3,达到《大气污染物综合排放标准》(GB 16297—1996)的要求,可以保证97%以上转化率,同时实现较大废气处理量。
【部分图文】：
采用常压连续流石英管固定床反应器（见图1），鼓泡罐装内有MEK、EA和去离子水。通过调节可配得不同空速、不同RH的含有MEK、EA的模拟废气。模拟废气经蓄热块预热后进入催化剂床层进行反应，反应后的少量尾气进入气相色谱仪（GC-9790）进行分析，剩余尾气通入通风橱中排放。模拟废气的RH在通风橱中采用湿度计（AS817）测定。通过式（1）计算MEK或EA的转化率。式中：x为MEK或EA的转化率，%；cin、cout分别为MEK或EA的进气和出气质量浓度，mg/m3。
控制空速为20 000h-1,RH为0，考察进气浓度对单组分MEK、EA转化率的影响，结果如图2所示。在同一温度下的转化率总体随MEK、EA浓度的增加呈下降趋势，其主要原因在于单位时间内进入催化剂床层的污染物分子数增加，从而增加了单位体积催化剂床层处理污染物分子的负荷量，使得MEK、EA转化率下降[11]。当MEK、EA的质量浓度分别为2 945、1 800mg/m3时，已基本高于绝大多数合成革烫印VOCs的实际排放浓度，两者在380℃时就实现高于97%的转化率，达到《催化燃烧法工业有机废气治理工程技术规范》（HJ 2027—2013）的要求。因此，下面进行单组分转化率的影响因素研究时MEK、EA的质量浓度分别控制为2 945、1 800mg/m3。2.2 空速对MEK、EA转化率的影响
将MEK、EA的进气质量浓度分别设置为2 945、1 800 mg/m3,RH为0，考察空速对单组分MEK、EA转化率的影响，结果如图3所示。空速由15 000h-1增加到20 000h-1,MEK和EA转化率达到97%的温度分别升高4、5℃；空速继续升高到25 000h-1,MEK和EA转化率达到97%的温度分别继续升高27、28℃；空速继续升高，两者转化率达到97%的温度升高更多。这主要是因为空速增大导致单位时间内流入催化剂床层的污染物分子数增加，且单个污染物分子在催化剂床层的停留时间减小，使得污染物分子与活性位的接触概率降低[12]，从而导致转化率下降。但空速为15 000、20 000h-1时，MEK和EA转化率达到97%的温度变化幅度较小，而空速超过20 000h-1时，两者转化率达到97%的温度急剧升高，因此应控制空速不大于20 000h-1。在实际工程应用中，还需同时考虑尽可能实现较大的废气处理量，故20 000h-1是最优的选择。2.3 RH对MEK、EA转化率的影响
【相似文献】
本文编号：2846924
【部分图文】：
采用常压连续流石英管固定床反应器（见图1），鼓泡罐装内有MEK、EA和去离子水。通过调节可配得不同空速、不同RH的含有MEK、EA的模拟废气。模拟废气经蓄热块预热后进入催化剂床层进行反应，反应后的少量尾气进入气相色谱仪（GC-9790）进行分析，剩余尾气通入通风橱中排放。模拟废气的RH在通风橱中采用湿度计（AS817）测定。通过式（1）计算MEK或EA的转化率。式中：x为MEK或EA的转化率，%；cin、cout分别为MEK或EA的进气和出气质量浓度，mg/m3。
控制空速为20 000h-1,RH为0，考察进气浓度对单组分MEK、EA转化率的影响，结果如图2所示。在同一温度下的转化率总体随MEK、EA浓度的增加呈下降趋势，其主要原因在于单位时间内进入催化剂床层的污染物分子数增加，从而增加了单位体积催化剂床层处理污染物分子的负荷量，使得MEK、EA转化率下降[11]。当MEK、EA的质量浓度分别为2 945、1 800mg/m3时，已基本高于绝大多数合成革烫印VOCs的实际排放浓度，两者在380℃时就实现高于97%的转化率，达到《催化燃烧法工业有机废气治理工程技术规范》（HJ 2027—2013）的要求。因此，下面进行单组分转化率的影响因素研究时MEK、EA的质量浓度分别控制为2 945、1 800mg/m3。2.2 空速对MEK、EA转化率的影响
将MEK、EA的进气质量浓度分别设置为2 945、1 800 mg/m3,RH为0，考察空速对单组分MEK、EA转化率的影响，结果如图3所示。空速由15 000h-1增加到20 000h-1,MEK和EA转化率达到97%的温度分别升高4、5℃；空速继续升高到25 000h-1,MEK和EA转化率达到97%的温度分别继续升高27、28℃；空速继续升高，两者转化率达到97%的温度升高更多。这主要是因为空速增大导致单位时间内流入催化剂床层的污染物分子数增加，且单个污染物分子在催化剂床层的停留时间减小，使得污染物分子与活性位的接触概率降低[12]，从而导致转化率下降。但空速为15 000、20 000h-1时，MEK和EA转化率达到97%的温度变化幅度较小，而空速超过20 000h-1时，两者转化率达到97%的温度急剧升高，因此应控制空速不大于20 000h-1。在实际工程应用中，还需同时考虑尽可能实现较大的废气处理量，故20 000h-1是最优的选择。2.3 RH对MEK、EA转化率的影响
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本文编号：2846924
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