Làm thế nào để đảm bảo ứng dụng hiệu quả của công nghệ đốt xúc tác trong hệ thống xử lý khí còn lại của hội thảo triệt sản oxit ethylene?

Tiền xử lý là bước đầu tiên của hệ thống xử lý khí còn lại của Hội thảo triệt sản oxit ethylene, và nó cũng là tiền đề để đảm bảo ứng dụng hiệu quả của công nghệ đốt xúc tác. Mục đích chính của tiền xử lý là loại bỏ các tạp chất như vật chất hạt, dầu và độ ẩm trong khí thải để ngăn chặn các tạp chất này làm tắc nghẽn chất xúc tác và ảnh hưởng đến hiệu ứng và ổn định xúc tác.
Loại bỏ hạt: Các hạt lớn trong khí thải được loại bỏ thông qua các thiết bị như bộ thu bụi túi và bộ thu bụi lốc xoáy để đảm bảo rằng khí thải vào lò phản ứng xúc tác sẽ sạch.
Khử khí hóa và loại bỏ dầu: Khí thải ethylene oxit có thể chứa một lượng hơi ẩm và dầu nhất định, có thể ngưng tụ thành chất lỏng ở nhiệt độ thấp và ngăn chặn các lỗ chân lông của chất xúc tác. Do đó, cần phải loại bỏ độ ẩm và dầu khỏi khí thải thông qua sự ngưng tụ, lọc và các phương pháp khác.
Điều hòa nhiệt độ: Phản ứng đốt cháy xúc tác thường diễn ra trong một phạm vi nhiệt độ nhất định và nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp có thể ảnh hưởng đến hiệu ứng xúc tác. Do đó, khí thải cũng cần phải được điều chỉnh nhiệt độ trong giai đoạn tiền xử lý để đảm bảo rằng nhiệt độ phù hợp khi đi vào lò phản ứng.

Chất xúc tác là cốt lõi của công nghệ đốt xúc tác, và lựa chọn và thiết kế của nó có liên quan trực tiếp đến hiệu ứng và ổn định xúc tác. Là chất mang của chất xúc tác, thiết kế của lò phản ứng cũng rất quan trọng.
Lựa chọn chất xúc tác:
Thành phần: Thành phần của chất xúc tác ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động xúc tác, tính chọn lọc và ổn định của nó. Các chất xúc tác phổ biến bao gồm các chất xúc tác kim loại quý (như bạch kim, palladi, v.v.) và các chất xúc tác kim loại không quý (như oxit của đồng, mangan, coban, v.v.). Chất xúc tác kim loại quý có hoạt động cao nhưng đắt tiền; Các chất xúc tác kim loại không quý giá ít tốn kém hơn nhưng có thể ít hoạt động hơn. Do đó, cần phải xem xét toàn diện các yếu tố như thành phần khí thải, nồng độ và nhiệt độ để chọn chất xúc tác phù hợp.
Cấu trúc: Cấu trúc của chất xúc tác (như kích thước hạt, hình dạng, độ xốp, v.v.) cũng sẽ ảnh hưởng đến hiệu ứng xúc tác của nó. Nói chung, các chất xúc tác với các hạt nhỏ và độ xốp cao có diện tích bề mặt riêng lớn hơn, có lợi cho sự tiếp xúc đầy đủ giữa khí thải và chất xúc tác, do đó cải thiện hiệu quả xúc tác.
Tính ổn định: Tính ổn định của chất xúc tác là chìa khóa cho ứng dụng dài hạn của nó. Cần phải chọn một chất xúc tác với khả năng chống độc mạnh, khả năng chống nhiệt độ cao và khả năng chống mài mòn để đảm bảo tính ổn định và độ tin cậy của nó trong hoạt động lâu dài.
Thiết kế lò phản ứng:
Cấu trúc: Cấu trúc của lò phản ứng sẽ tạo điều kiện cho sự tiếp xúc đầy đủ và trộn khí thải và chất xúc tác, đồng thời đảm bảo phân bố khí thải đồng đều trong lò phản ứng. Cấu trúc lò phản ứng phổ biến bao gồm lò phản ứng giường cố định, lò phản ứng giường lỏng và lò phản ứng nhỏ giọt.
Vật liệu: Vật liệu của lò phản ứng nên có khả năng chống ăn mòn tốt và khả năng chống nhiệt độ cao để đảm bảo tính ổn định và an toàn của nó trong hoạt động lâu dài.
Điều kiện hoạt động: Các điều kiện vận hành của lò phản ứng (như nhiệt độ, áp suất, tốc độ dòng chảy, v.v.) nên được tối ưu hóa theo các đặc điểm của chất xúc tác và thành phần của khí thải để đảm bảo hiệu ứng xúc tác và ổn định tốt nhất.
Sau khi khí thải được xử lý trước được trộn với một lượng không khí thích hợp, nó đi vào lò phản ứng được trang bị chất xúc tác. Theo tác động của chất xúc tác, các chất ô nhiễm hữu cơ như ethylene oxide bị oxy hóa nhanh chóng và phân hủy ở nhiệt độ thấp hơn và chuyển thành carbon dioxide và nước. Quá trình này là cốt lõi của công nghệ đốt xúc tác và là chìa khóa để đạt được sự tinh chế khí thải.
Sự phân hủy oxy hóa: Dưới tác động của chất xúc tác, các chất ô nhiễm hữu cơ trong khí thải phản ứng với oxy trong không khí để tạo ra carbon dioxide và nước. Phản ứng này thường được thực hiện ở nhiệt độ thấp hơn, tránh thiệt hại thiết bị và các mối nguy hiểm an toàn có thể do hoạt động ở nhiệt độ cao.
Kiểm soát nhiệt độ: Nhiệt độ của phản ứng đốt xúc tác có ảnh hưởng quan trọng đến hiệu ứng xúc tác. Nhiệt độ quá cao có thể khiến chất xúc tác vô hiệu hóa hoặc đốt cháy, trong khi nhiệt độ quá thấp có thể ảnh hưởng đến hiệu quả xúc tác. Do đó, cần phải đảm bảo rằng nhiệt độ trong lò phản ứng được giữ trong một phạm vi thích hợp thông qua hệ thống kiểm soát nhiệt độ.
Vận tốc không gian và thời gian cư trú: Vận tốc không gian (tức là tốc độ dòng chảy của khí thải qua chất xúc tác) và thời gian cư trú (nghĩa là thời gian lưu trú của khí thải trong lò phản ứng) cũng là những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu ứng xúc tác. Vận tốc không gian quá cao hoặc thời gian cư trú quá ngắn có thể dẫn đến xúc tác không hoàn toàn, trong khi vận tốc không gian quá thấp hoặc thời gian cư trú quá dài có thể làm tăng mức tiêu thụ năng lượng và chi phí. Do đó, cần phải đặt hợp lý vận tốc không gian và thời gian cư trú theo thành phần khí thải, nồng độ và đặc điểm của chất xúc tác.

Mặc dù nồng độ của các chất có hại trong khí đuôi sau khi đốt xúc tác đã giảm đáng kể, nhưng nó vẫn cần xử lý thêm để đảm bảo rằng các tiêu chuẩn phát thải được đáp ứng. Điều này thường bao gồm làm mát khí đuôi, loại bỏ bụi và các bước tinh chế sâu có thể.
Làm mát khí đuôi: Sau phản ứng đốt xúc tác, nhiệt độ khí đuôi cao. Cần sử dụng thiết bị làm mát để giảm nhiệt độ khí đuôi xuống mức thích hợp để điều trị và phát xạ tiếp theo.
Loại bỏ bụi: Mặc dù hầu hết các vật chất hạt đã được loại bỏ trong giai đoạn tiền xử lý, vật chất hạt mới có thể được tạo ra trong quá trình đốt xúc tác. Do đó, cần sử dụng thiết bị loại bỏ bụi để loại bỏ vật chất hạt trong khí đuôi.
Tinh chế sâu: Trong một số dịp đặc biệt, có thể cần phải tinh chế sâu khí đuôi để loại bỏ các chất có hại theo dõi có thể. Điều này thường bao gồm sự hấp thụ hóa học, hấp phụ, tách màng và các công nghệ khác.