El pretratamiento es el primer paso del Sistema de tratamiento de gas residual del taller de esterilización de óxido de etileno, y también es la premisa para garantizar la aplicación eficiente de la tecnología de combustión catalítica. El objetivo principal del pretratamiento es eliminar impurezas como las partículas, el aceite y la humedad en los gases de escape para evitar que estas impurezas obstruyan el catalizador y afecten el efecto catalítico y la estabilidad.
Desmontaje de partículas: las partículas grandes en el gas de escape se eliminan a través de equipos como coleccionistas de polvo de bolsas y coleccionistas de polvo de ciclón para garantizar que el gas de escape que ingrese al reactor catalítico esté limpio.
Deshumidificación y eliminación de aceite: el gas de escape de óxido de etileno puede contener una cierta cantidad de humedad y aceite, que puede condensarse en líquido a bajas temperaturas y bloquear los poros del catalizador. Por lo tanto, es necesario eliminar la humedad y el aceite de los gases de escape a través de la condensación, la filtración y otros métodos.
Regulación de la temperatura: las reacciones de combustión catalítica generalmente tienen lugar dentro de un cierto rango de temperatura, y las temperaturas demasiado altas o demasiado bajas pueden afectar el efecto catalítico. Por lo tanto, el gas de escape también debe estar regulado por la temperatura en la etapa de pretratamiento para garantizar que la temperatura sea apropiada cuando ingresa al reactor.
Catalyst es el núcleo de la tecnología de combustión catalítica, y su selección y diseño están directamente relacionados con el efecto catalítico y la estabilidad. Como portador del catalizador, el diseño del reactor también es crucial.
Selección de catalizador:
Composición: la composición del catalizador afecta directamente su actividad catalítica, selectividad y estabilidad. Los catalizadores comunes incluyen catalizadores de metales preciosos (como platino, paladio, etc.) y catalizadores de metales no preciosos (como óxidos de cobre, manganeso, cobalto, etc.). Los catalizadores de metales preciosos son altamente activos pero caros; Los catalizadores de metales no preciosos son menos costosos, pero pueden ser menos activos. Por lo tanto, es necesario considerar exhaustivamente factores como la composición, concentración y temperatura de gases de escape para seleccionar un catalizador adecuado.
Estructura: La estructura del catalizador (como el tamaño de partícula, la forma, la porosidad, etc.) también afectará su efecto catalítico. En términos generales, los catalizadores con partículas pequeñas y alta porosidad tienen una superficie específica más grande, que conduce al contacto total entre los gases de escape y el catalizador, mejorando así la eficiencia catalítica.
Estabilidad: la estabilidad del catalizador es la clave para su aplicación a largo plazo. Es necesario seleccionar un catalizador con una fuerte capacidad de antipoteo, alta resistencia a la temperatura y resistencia al desgaste para garantizar su estabilidad y confiabilidad en la operación a largo plazo.
Diseño del reactor:
Estructura: La estructura del reactor debe facilitar el contacto completo y la mezcla de gases de escape y catalizador, al tiempo que garantiza la distribución uniforme de los gases de escape en el reactor. Las estructuras de reactores comunes incluyen reactor de lecho fijo, reactor de lecho fluidizado y reactor de lecho de goteo.
Material: El material del reactor debe tener una buena resistencia a la corrosión y una alta resistencia a la temperatura para garantizar su estabilidad y seguridad en la operación a largo plazo.
Condiciones de funcionamiento: Las condiciones de funcionamiento del reactor (como la temperatura, la presión, la velocidad de flujo, etc.) deben optimizarse de acuerdo con las características del catalizador y la composición de los gases de escape para garantizar el mejor efecto catalítico y estabilidad.
Después de mezclar el gas de escape pretratado con una cantidad apropiada de aire, ingresa al reactor equipado con el catalizador. Bajo la acción del catalizador, los contaminantes orgánicos como el óxido de etileno se oxidan rápidamente y se descomponen a una temperatura más baja y se convierten en dióxido de carbono y agua. Este proceso es el núcleo de la tecnología de combustión catalítica y la clave para lograr la purificación de gases de escape.
Descomposición de oxidación: bajo la acción del catalizador, los contaminantes orgánicos en los gases de escape reaccionan con oxígeno en el aire para producir dióxido de carbono y agua. Esta reacción generalmente se lleva a cabo a una temperatura más baja, evitando el daño del equipo y los riesgos de seguridad que pueden ser causados por la operación de alta temperatura.
Control de temperatura: la temperatura de la reacción de combustión catalítica tiene una influencia importante en el efecto catalítico. Una temperatura demasiado alta puede hacer que el catalizador desactive o queme, mientras que una temperatura demasiado baja puede afectar la eficiencia catalítica. Por lo tanto, es necesario asegurarse de que la temperatura en el reactor se mantenga dentro de un rango apropiado a través de un sistema de control de temperatura.
Velocidad del espacio y tiempo de residencia: la velocidad del espacio (es decir, la velocidad de flujo de gases de escape a través del catalizador) y el tiempo de residencia (es decir, el tiempo de residencia de los gases de escape en el reactor) también son factores importantes que afectan el efecto catalítico. La velocidad de espacio demasiado alta o el tiempo de residencia demasiado corto pueden conducir a una catálisis incompleta, mientras que la velocidad de espacio demasiado baja o el tiempo de residencia demasiado largo pueden aumentar el consumo y el costo de energía. Por lo tanto, es necesario establecer razonablemente la velocidad del espacio y el tiempo de residencia de acuerdo con la composición de los gases de escape, la concentración y las características del catalizador.
Aunque la concentración de sustancias dañinas en el gas de la cola después de la combustión catalítica se ha reducido significativamente, aún necesita un tratamiento adicional para garantizar que se cumplan los estándares de emisión. Esto generalmente incluye enfriamiento de gas cola, eliminación de polvo y posibles pasos de purificación profunda.
Enfriamiento de gas de la cola: después de la reacción de combustión catalítica, la temperatura del gas de cola es alta. Es necesario usar equipos de enfriamiento para reducir la temperatura del gas de la cola a un nivel apropiado para el tratamiento y emisión posterior.
Extracción del polvo: aunque la mayoría de las partículas se han eliminado en la etapa de pretratamiento, se puede generar nuevas partículas durante el proceso de combustión catalítica. Por lo tanto, es necesario usar equipos de eliminación de polvo para eliminar aún más las partículas en el gas de la cola.
Purificación profunda: para algunas ocasiones especiales, puede ser necesario purificar profundamente el gas de la cola para eliminar las posibles sustancias dañinas. Esto generalmente incluye absorción química, adsorción, separación de membrana y otras tecnologías.