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活性炭吸附 催化燃燒技術(shù)是兩者的優(yōu)點有效地結(jié)合起來。即先利用活性炭進(jìn)行吸附濃縮,當(dāng)活性炭吸附達(dá)到飽和時,利用電加熱啟動催化燃燒設(shè)備,并利用熱空氣局部加熱活性炭吸附床,當(dāng)催化燃燒反應(yīng)床加熱到~250℃,活性炭吸附床局部達(dá)到 60~110℃時,從吸附床解吸出來的高濃度廢氣就可以在催化反應(yīng)床中進(jìn)行氧化反應(yīng)。反應(yīng)后的高溫氣體經(jīng)換熱器的換熱,換熱后的氣體一部分回用送入活性炭吸附床進(jìn)行脫附,另一部分排入大氣。脫附出來的廢氣經(jīng)換熱器換熱后溫度迅速提高了。這樣能使催化燃燒裝置及脫附達(dá)到小功率或無功率運行。
排放的VOCs廢氣先通過吸附床,此氣體中的有機物被吸附劑吸附后排出凈化了的氣體。吸附床一般配置2臺以上,輪流使用,當(dāng)1臺吸附床吸附的有機物達(dá)到規(guī)定的吸附量時,換到另1臺吸附床進(jìn)行吸附凈化操作,同時對前面1臺吸附床進(jìn)行脫附再生。脫附是在脫附風(fēng)機的驅(qū)動下,使吸附床與催化燃燒設(shè)備成為1個循環(huán)系統(tǒng)。先由催化燃燒設(shè)備送出熱氣流引入待脫附的吸附床,使吸附的有機物脫附,再引入催化燃燒設(shè)備,在催化燃燒室進(jìn)行催化氧化,以消除氣流中的有機物。有機物催化燃燒后釋放出的熱量足以維持催化劑床層所要求的溫度,保證有機物高效凈化。由尾氣放出的熱氣流大部分用于吸附床吸附劑的脫附再生,達(dá)到余熱的利用。通過控制,可使脫附后氣流中的有機物濃度較吸附操作前提高10倍以上,氣體流量僅為總排風(fēng)量的1/20-1/10。通過兩種凈化工藝設(shè)備的組合,使大氣量、低濃度的VOCs廢氣排放變?yōu)樾★L(fēng)量、中高濃度的有機廢氣凈化處理,同時有效利用了有機物在催化燃燒時產(chǎn)生的熱能,運行費用較低。
有機廢氣催化燃燒裝置主要用于涂裝、印刷、機電、家電、制鞋、塑料及各種化工車間里揮發(fā)或泄漏出的有害有機廢氣的凈化及臭味的,最適用于較低濃度的、不宜采用直接燃燒或催化燃燒和吸附回收處理的有機廢氣,尤其對大風(fēng)量的處理場合,均可獲得滿意的經(jīng)濟效益和社會效益。有機廢氣催化燃燒技術(shù)是指在催化劑的作用下,使有機廢氣中的碳?xì)浠衔镌跍囟容^低的條件下迅速氧化成水和二氧化碳,達(dá)到治理的目的。催化燃燒廢氣處理法處理工業(yè)有機廢氣是20世紀(jì)40年代末出現(xiàn)的技術(shù)。從1949年美國研制出上套有機廢氣催化燃燒裝置到現(xiàn)在,這項技術(shù)已廣泛地應(yīng)用于油漆、橡膠加工、塑料加工、樹脂加工、皮革加工、食品業(yè)和鑄造業(yè)等部門,也用于汽車廢氣凈化等方面。中國在1973年開始催化燃燒處理法用于治理漆包線烘干爐排出的有機廢氣,隨后又在絕緣材料、印刷工業(yè)等方面進(jìn)行了研究,使催化燃燒設(shè)備得到了廣泛的應(yīng)用。
催化燃燒適用于含有可燃?xì)怏w、蒸氣等有毒有害氣體的凈化,但對于含有大量塵粒、霧滴等有毒有害氣體,容易引起催化床層的堵塞,使催化活性下降,從而降低凈化效率。催化燃燒凈化方法,幾乎適用于所有排放烴類或有臭味化合物的工業(yè)生產(chǎn)過程。
工藝流程
催化凈化是典型的氣固相催化反應(yīng),其實質(zhì)是活性氧參與的深度氧化作用。在催化凈化過程中,催化劑的作用是降低活化能,同時催化劑表面具有吸附作用,使反應(yīng)物分子富集于表面提高了反應(yīng)速率,加快了反應(yīng)的進(jìn)行。借助催化劑可使有機廢氣在較低的起燃溫度條件下,發(fā)生無焰燃燒,并氧化分解為CO2和H2O,同時放出大量熱能,從而達(dá)到去除廢氣中的有害物的方法。
催化燃燒工藝流程
根據(jù)廢氣燃燒的熱量平衡,催化燃燒工藝流程可分為3種。
(1)預(yù)熱式。有機廢氣溫度和濃度都較低,熱量不能自給,因此在進(jìn)入反應(yīng)器前需要在預(yù)熱室加熱升溫。燃燒凈化后氣體在熱交換器內(nèi)與未處理廢氣進(jìn)行熱交換,以回收部分熱量。該工藝通常采用或電加熱升溫至催化反應(yīng)所需的起燃溫度。
(2)自身熱平衡式。當(dāng)有機廢氣排出時溫度高于起燃溫度(350℃左右)且有機物含量較高時,熱交換器回收部分凈化氣體所產(chǎn)生的熱量,在正常操作下能夠維持熱平衡,無需補充熱量,通常只需要在催化燃燒反應(yīng)器中設(shè)置電加熱器供起燃時使用。
(3)吸附濃縮 催化燃燒。當(dāng)有機廢氣的流量大、濃度低、溫度低,采用催化燃燒需耗大量燃料時,可先采用吸附手段將有機廢氣吸附于吸附劑上進(jìn)行濃縮,然后通過熱空氣吹掃,使有機廢氣脫附濃縮成為高濃度有機廢氣(可濃縮10倍以上),再進(jìn)行催化燃燒。
此時,不需要補充熱源,就可維持正常運行。對于有機廢氣催化燃燒工藝的選擇主要取決于: (1) 燃燒過程的放熱量,即廢氣中可燃物的種類和濃度;
(2) 起燃溫度,即有機組分的性質(zhì)及催化劑活性;
(3) 熱回收率等。
當(dāng)回收熱量超過預(yù)熱所需熱量時,可實現(xiàn)自身熱平衡運轉(zhuǎn),無需外界補充熱源,這是的催化燃燒的應(yīng)用。
有機廢氣處理工藝前處理系統(tǒng),在有機廢氣處理中通常會有顆粒物、漆霧、重金屬、鹵素化合物等混合物。因此,在有機廢氣凈化之前應(yīng)把這些混合物進(jìn)行嚴(yán)格凈化,以免影響后級凈化效果。前處理通常選用前處理器,例如布袋除塵器、濾筒除塵器、旋風(fēng)除塵器、水簾式凈化器、噴淋設(shè)備等配套凈化設(shè)備及附件。
有機廢氣通常是、有毒有害氣體,在設(shè)計有機廢氣處理工藝中安全要素為原則。所以揮發(fā)性有機物的濃度安全指標(biāo)必需下限1/4值以下運行。有經(jīng)驗的設(shè)計師會考慮到突發(fā)性濃度揮發(fā)。如生產(chǎn)商工藝配方投料失誤,生產(chǎn)線溫度或壓力參數(shù)異常等均要有應(yīng)急控制和措施。尤其在化工行業(yè),這個問題尤為重要。所以,選擇有豐富經(jīng)驗的有機廢氣凈化廠家顯得尤為重要。電控及自控是有機廢氣治理工程系統(tǒng)的指揮部,所以電控原理設(shè)計要簡潔、可靠,電氣元件要安全、可靠,應(yīng)有良好的工作環(huán)境。