使用Pt-Pd/γ-Al_2O_3整體式催化劑催化燃燒合成革燙印揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)中的丁酮(MEK)和乙酸乙酯(EA),研究了MEK或EA質(zhì)量濃度、空速、相對(duì)濕度(RH)、雙組分共存對(duì)MEK、EA轉(zhuǎn)化率的影響,并應(yīng)用于實(shí)際工程。結(jié)果表明,在空速為20 000h~(-1)、RH為0的條件下,可以實(shí)現(xiàn)在380℃時(shí)質(zhì)量濃度分別為2 945、1 800mg/m~3的MEK和EA轉(zhuǎn)化率均大于97%。在工程應(yīng)用中可忽略RH的影響,并且MEK和EA可以同時(shí)處理。表觀反應(yīng)動(dòng)力學(xué)表明,MEK和EA同時(shí)處理時(shí)首先氧化EA。選擇了燙印VOCs主要成分為MEK和EA的某合成革企業(yè)開展工程應(yīng)用,該企業(yè)排放的MEK和EA質(zhì)量濃度分別為2 076～2 332、774～1 037mg/m~3,設(shè)定催化反應(yīng)溫度為380℃、空速為20 000h~(-1),MEK、EA同時(shí)進(jìn)行處理,RH不進(jìn)行控制,結(jié)果尾氣中未檢出MEK、EA,且非甲烷總烴質(zhì)量濃度低于50mg/m~3,達(dá)到《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 16297—1996)的要求,可以保證97%以上轉(zhuǎn)化率,同時(shí)實(shí)現(xiàn)較大廢氣處理量。
【部分圖文】：

采用常壓連續(xù)流石英管固定床反應(yīng)器（見圖1），鼓泡罐裝內(nèi)有MEK、EA和去離子水。通過調(diào)節(jié)可配得不同空速、不同RH的含有MEK、EA的模擬廢氣。模擬廢氣經(jīng)蓄熱塊預(yù)熱后進(jìn)入催化劑床層進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)后的少量尾氣進(jìn)入氣相色譜儀（GC-9790）進(jìn)行分析，剩余尾氣通入通風(fēng)櫥中排放。模擬廢氣的RH在通風(fēng)櫥中采用濕度計(jì)（AS817）測(cè)定。通過式（1）計(jì)算MEK或EA的轉(zhuǎn)化率。式中：x為MEK或EA的轉(zhuǎn)化率，%；cin、cout分別為MEK或EA的進(jìn)氣和出氣質(zhì)量濃度，mg/m3。

控制空速為20 000h-1,RH為0，考察進(jìn)氣濃度對(duì)單組分MEK、EA轉(zhuǎn)化率的影響，結(jié)果如圖2所示。在同一溫度下的轉(zhuǎn)化率總體隨MEK、EA濃度的增加呈下降趨勢(shì)，其主要原因在于單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入催化劑床層的污染物分子數(shù)增加，從而增加了單位體積催化劑床層處理污染物分子的負(fù)荷量，使得MEK、EA轉(zhuǎn)化率下降[11]。當(dāng)MEK、EA的質(zhì)量濃度分別為2 945、1 800mg/m3時(shí)，已基本高于絕大多數(shù)合成革燙印VOCs的實(shí)際排放濃度，兩者在380℃時(shí)就實(shí)現(xiàn)高于97%的轉(zhuǎn)化率，達(dá)到《催化燃燒法工業(yè)有機(jī)廢氣治理工程技術(shù)規(guī)范》（HJ 2027—2013）的要求。因此，下面進(jìn)行單組分轉(zhuǎn)化率的影響因素研究時(shí)MEK、EA的質(zhì)量濃度分別控制為2 945、1 800mg/m3。2.2 空速對(duì)MEK、EA轉(zhuǎn)化率的影響

將MEK、EA的進(jìn)氣質(zhì)量濃度分別設(shè)置為2 945、1 800 mg/m3,RH為0，考察空速對(duì)單組分MEK、EA轉(zhuǎn)化率的影響，結(jié)果如圖3所示�？账儆�15 000h-1增加到20 000h-1,MEK和EA轉(zhuǎn)化率達(dá)到97%的溫度分別升高4、5℃；空速繼續(xù)升高到25 000h-1,MEK和EA轉(zhuǎn)化率達(dá)到97%的溫度分別繼續(xù)升高27、28℃；空速繼續(xù)升高，兩者轉(zhuǎn)化率達(dá)到97%的溫度升高更多。這主要是因?yàn)榭账僭龃髮?dǎo)致單位時(shí)間內(nèi)流入催化劑床層的污染物分子數(shù)增加，且單個(gè)污染物分子在催化劑床層的停留時(shí)間減小，使得污染物分子與活性位的接觸概率降低[12]，從而導(dǎo)致轉(zhuǎn)化率下降。但空速為15 000、20 000h-1時(shí)，MEK和EA轉(zhuǎn)化率達(dá)到97%的溫度變化幅度較小，而空速超過20 000h-1時(shí)，兩者轉(zhuǎn)化率達(dá)到97%的溫度急劇升高，因此應(yīng)控制空速不大于20 000h-1。在實(shí)際工程應(yīng)用中，還需同時(shí)考慮盡可能實(shí)現(xiàn)較大的廢氣處理量，故20 000h-1是最優(yōu)的選擇。2.3 RH對(duì)MEK、EA轉(zhuǎn)化率的影響
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