催化燃烧废气处理技术是 20 世纪 40 年代末出现的。从 1949 年美国研制出世界上第一套催化燃烧装置到现在,该技术已广泛地应用于油漆、橡胶、塑料、树脂、皮革、食品和铸造等领域,也用于汽车尾气净化等方面。中国在 1973 年开始将催化燃烧法用于治理漆包线烘干炉排出的有机废气,随后又在绝缘材料、印刷工业等方面进行了研究,使催化燃烧法得到了广泛的应用。经过多年来的发展与改良,催化燃烧装置具有其特有的优势:(1) 可处理绝大多数VOCs 废气;(2)可将有机化合物氧化分解成无毒无害的 CO2 气体与 H2O;(3)分解效率高达 95%以上,无需作后续处理;(4)可在低温(200~400 ℃)下对 VOCs 进行分解,燃料消耗量低(节能);(5)催化剂使用寿命长,可根据入口气体的风量与 VOCs含量推断催化剂的使用时间,且催化剂可进行再生利用;(6)设备内为负压结构(风机设置在设备内部下游),可有效防止臭气渗漏;(7)具有高度安全性,能在低温下进行反应,无粉尘爆炸的危险;(8)处理效率在 99%以上(彻底除臭)。催化燃烧装置的缺点:(1)对于较大风量且低VOCs 质量浓度废气而言,处理费用相对过高,可协同沸石滚轮浓缩设备进行废气浓缩后再作催化氧化处理;(2)用于处理 VOCs 的氧化用催化剂当遇见硫、磷、硅等物质时会发生催化剂中毒现象,因此需要设置预处理步骤。
对于袋式除尘设备来说,使用温度与除尘效率关系并不明显,这一点不同于电除尘,对粉尘处理电除尘器来说,温度的变化会影响到粉尘的比电阻等影响粉尘处理除尘效率。处理含尘浓度高的气体,可以安装或重力除尘器作为预除尘,但是,这要增加系统的阻力,动力消耗增加。所以当粉尘或物料成品无需分级的情况下,大多直接使用袋式除尘器,并非所有的袋式除尘器都能处理高含尘浓度的气体。只有滤袋间距较宽、袋外面过滤形式装有连续清灰装置的袋式除尘器,才适于处理高含尘浓度的气体。处理高含尘量时,在袋式除尘器的构造上应尽量使粉尘直接落入灰斗或加些挡板,以减少附着于滤袋上的粉尘量;防止滤布的摩擦损坏,不应使高速运动的粉尘直接冲击滤布。
活性炭纤维毡用于有机溶剂的回收,对于从气相分离回收有机溶剂,如对苯类、酮类、酯类、石油类的废气均能从气相吸附回收。用活性炭纤维作溶剂回收材料吸附脱附速度快、处理量大,回收溶剂质量高,回收率可达90%以上。随着人类环保意识的不断加强,对于生存的环境,特别是对空气、水等净化密切相关的活性炭等环保材料的性能要求越来越高,粒状或粉状活性炭已能很好满足使用要求。传统的活性炭是一种粒状或粉状的炭材,自20世纪初实现工业化生产以来,在分离及净化水及其它液体的除臭、净化等方面广泛应用。粒状或粉状的结构,它的吸附速度较慢,分离效率不高,特别是它的物理形态在应用时有许多不便,限制了应用范围。纤维孔径小且分布窄,吸附速度快,吸附量大,容易再生。与粉状(5nm~30nm)活性炭相比,活性炭纤维在使用过程中产生的微粉尘少,可制成纱、线、织物、毡等多种形态的制品,使用时更加灵活方便。活性炭纤维被认为是21世纪环保材料之一,在气体和液体净化、有害气体及液体吸附处理、溶剂回收、功能电极材料等方面已成功应用。
ACF(碳纤维)是继广泛使用的粉末活性炭、颗粒活性炭之后的第三代新型吸附材料,它是由纤维为原料制成,具有比表面积大、孔径适中、分布均匀、本地烟尘粉尘处理吸附速度快、杂质少等优点;被广泛运用于水净化、空气净化、航空、军事、核工业、食品等行业;活性碳纤维的纤维直径为5~20μm,比表面积平均在1000~1500m2/g左右,平均孔径在1.0~4.0nm,微孔均匀分布于纤维表面。与活性炭相比,活性碳纤维微孔孔径小而均匀,结构简单,滨州烟尘粉尘处理对于吸附小分子物质吸附速率快,吸附速度高,容易解吸附。与被吸附物的接触面积大,且可以均匀接触与吸附,使吸附材料得以充分利用。
为了让更加的环保、节能,废气处理设备将以更好的满足需求,首先,废气处理设备中的气体和液体应具有足够的接触面积和接触时间,气液两相应具有强烈影响,应该降低传质阻力,提高吸收效率。在工业废气中,通常有颗粒物、漆物,重金属,卤素化合物的混合物,因此,在工业废气处理中,应对这些混合物进行严格清洗,以免影响后期的净化效果。预处理通常采用预处理器,水幕过滤器,喷淋塔设备,袋式过滤器,高效袋式过滤器等配套加工设备及配件。
再根据不同的废气成分配置的惰性催化剂,催化剂采用蜂窝状金属网孔作为载体,光源接触,惰性催化剂在纳米光源以下发生催化反应,放大80-20倍光源效果,使其与废气进行充分反应,缩短废气与光源接触时间,从而提高废气净化效率,催化剂还具有类似于植物光合作用,对废气进行净化效果,通过三重处理后的废气其除臭高可达95%以上,净化、脱臭效果大大超过GB16297-1996《大气污染物综合排放标准》二级排放标准,GB14554-93《恶臭污染物排放标准》。经高能紫外线光解催化氧化处理后的废气通过后端风机抽风形成负压从烟囱达标的排放到大气中。