工业有机尾气催化燃烧技术研究

论文摘要

环境问题是当前全世界面临的一个重大问题,环境恶化严重地威胁人类的生存和社会的可持续发展。随着我国国民经济的飞速发展,工业排放的挥发性有机物（VOCs）废气由于其量大、成份复杂等诸多因素对大气的污染日趋严重,已经越来越受到世界各国的广泛关注。本文以工业有机尾气催化净化处理的催化剂及处理工艺为研究对象,围绕催化剂的性能、催化燃烧的本征动力学、工业尾气催化燃烧处理的侧线小试以及工业尾气催化燃烧装置的放大设计几个方面进行了研究。采用TPD技术考察了反应物种在催化剂表面的吸附情况,建立了单组分催化燃烧的Eley-Rideal型本征反应速率模型。通过工业装置侧线引出尾气,对催化剂的相关性能进行了评价和考察,初步确定了工业装置的主要工艺参数。以采用催化燃烧工艺处理4万吨/年丙烯酸工业尾气为例,对装置的主要设备进行了初步设计；对流程的设置提出了优化；通过对催化燃烧工艺与热力燃烧工艺的技术经济性的对比,说明了催化燃烧工艺的技术经济优势。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 文献综述
• 1.1 引言
• 1.2 项目现状
• 1.3 VOCs的危害
• 1.4 VOCs的主要来源
• 1.5 VOCs治理技术
• 1.5.1 吸附法
• 1.5.2 燃烧法
• 1.5.3 蓄热式燃烧法
• 1.5.4 生物法
• 1.5.5 催化氧化法
• 1.6 VOCs治理催化剂
• 1.7 课题来源及研究内容
• 1.7.1 课题来源
• 1.7.2 研究内容
• 第2章 丙烯酸尾气催化燃烧催化剂的性能评价
• 2.1 废气主要组成与基础物性数据
• 2.2 化学反应基础
• 2.3 实验设备与原料
• 2.3.1 实验设备
• 2.3.2 试剂
• 2.4 实验装置
• 2.5 分析方法
• 2.6 实验结果及讨论
• 2.6.1 催化剂活性测试结果
• 2.6.2 寿命试验结果
• 2.6.3 水蒸气对催化剂活性的影响
• 2.7 小结
• 第3章 丙烯酸工业尾气催化燃烧本征动力学
• 3.1 催化燃烧化学计量关系及有关热力学数据
• 3.2 本征动力学实验
• 3.2.1 实验流程
• 3.2.2 实验原料和设备
• 3.2.3 分析方法
• 3.2.4 TPD实验
• 3.2.5 预备实验
• 3.2.6 催化燃烧动力学实验
• 3.3 催化燃烧本征反应速率模型
• 3.3.1 本征反应速率模型的建立
• 3.3.2 动力学参数估值及结果检验
• 3.3.3 单组分催化燃烧
• 3.3.4 多组分混合物催化燃烧
• 3.4 小结
• 第4章 丙烯酸工业尾气侧线催化燃烧应用试验
• 4.1 丙烯酸工业尾气组成
• 4.2 试验装置
• 4.3 分析方法
• 4.4 尾气进料温度测试试验
• 4.5 不同反应空速下催化剂性能的测试
• 4.6 操作稳定测试试验
• 4.7 极限条件下的催化剂实验
• 4.8 小结
• 第5章 工业催化燃烧装置的设计与优化
• 5.1 基本工艺参数的确定
• 5.2 工业装置的优化
• 5.3 流程设置
• 5.4 主要设备设计
• 5.4.1 催化燃烧反应器
• 5.4.2 废气预热器
• 5.4.3 废热锅炉
• 5.5 装置运行技术经济性分析
• 5.5.1 工艺模拟
• 5.5.2 技术经济性分析
• 5.6 小结
• 第6章 结论
• 参考文献
• 致谢