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活性炭吸附、脫附+催化燃燒是新一種新(xīn)型的VOCs處理設備。它是將吸附濃縮單元和熱氧化單元有(yǒu)機結合起來的一種(zhǒng)方法,主(zhǔ)要適用於較低濃度有機氣體,且不宜采用(yòng)直接燃燒或催化燃燒法和吸附回(huí)收法處理的有機廢氣(qì),尤其適用於大風(fēng)量的處理場合,可獲得滿(mǎn)意(yì)的經濟效果和社會效果。經(jīng)吸附淨化並脫附後轉換成小(xiǎo)風量(liàng)、高濃度的有機廢氣,對(duì)其進(jìn)行熱氧化處理,並(bìng)將有機物燃燒釋放(fàng)的熱量有效利用。
根據吸附(高效率(lǜ))和催化燃燒(節能)兩(liǎng)個(gè)設計(jì)原理設計,采用(yòng)雙氣(qì)路(lù)連接工作(zuò),一(yī)個催化燃燒室,兩個吸附床交替使用。先將有機廢 氣用活性炭吸附,當快(kuài)達到飽和(hé)時停止吸附,然(rán)後用熱氣流將有機物從活性炭上脫附下來(lái)使活性炭再生;
脫附下來的有機物已被濃縮(濃(nóng) 縮較原來提高幾十倍)並送(sòng)完催化燃燒燃燒成二氧化(huà)碳及水蒸氣排除。當有機(jī)廢氣(qì)的濃度達到 2000mg/m3 以上時,有機廢氣(qì)在(zài)催化床(chuáng)可維持自燃,不用外加熱(rè)。燃燒後的尾氣一部(bù)分排入(rù)大氣,大(dà)部分被送往吸(xī)附床,用於(yú)活性炭再生。
這樣(yàng)可滿足燃燒和吸附所需的熱能,達(dá)到(dào)節能(néng)的(de)目的(de)。再生後的(de)可進(jìn)入吸附;在脫附(fù)時,淨化操作可用另一個吸附床進行,即(jí)適合連續操作,也適合於間斷操作。
1 內(nèi)部加熱元件產生熱能後,通過風機和連接管道(dào)將熱(rè)空氣吹(chuī)入活性炭床,使活性炭床升溫(wēn);
2 經過吸附工藝的活性炭在溫度變化後,有機物從活性炭中氣化解析出來,在風機負(fù)壓引導下有(yǒu)機物通過托附管道進入催化燃(rán)燒床再次升溫並與填裝在催化燃燒床內部的貴金屬催化 劑發生化學反應,有機物的達(dá)到二次分解淨化;
3 當催化床溫度達到(dào) 250~3000℃時,有機物即可開(kāi)始反應,利(lì)用廢氣燃燒產生的(de)熱空氣循環使用,反應後的熱量達到一定(dìng)值時加熱元件(jiàn)可以(yǐ)停止工作(即為無功率運行狀態); 活性炭脫附後的小風量、高濃度有機廢氣先進入換熱器(qì)進行換熱(rè),實現對餘熱的回收,換熱器後通過加熱器(采用多組加(jiā)熱管進行加熱)對廢氣進(jìn)一度升溫,升溫後的有機廢氣達 到廢氣在催化劑作用下的起燃(rán)溫度。廢氣進入催化燃燒床,在催化劑(jì)的作用下,高溫裂解成 CO2 和 H2O,有機成分得到淨(jìng)化,同時有機廢氣裂解釋放出熱量使氣體溫度進一步升高(gāo), 淨化後的尾氣經過兩級換熱器實現餘熱的回收利用(yòng)。
4 催化燃燒(shāo)的(de)預熱廢氣加熱采用無(wú)汙染、運行穩定的電加熱方式,電熱管分成多組、由電控箱自(zì)動控製,采用 PLC 與係統溫度聯鎖控製,當廢(fèi)氣溫度低於一定溫(wēn)度時(可設定)電 熱管會自動連通電源給廢氣加熱,當廢氣溫度高於一定溫度時(可設定)電熱管會自(zì)動斷(duàn)開一組、兩組、多組或者全部電源以節約電能及達(dá)到安全運行。當托附氣體中的廢氣濃度 達到 2000mg/m3 左右,基本可以實(shí)現熱量的平(píng)衡,不需要開啟電加熱,達(dá)到節約能源的目的。催化(huà)燃燒反應是(shì)典型的氣一固相催化(huà)反(fǎn)應,其實質是在一定溫度下,共同吸附於 催化劑(jì)表麵的有機物(VOCs)於來自空氣中(zhōng)的(de)氧發生催化氧化反應,徹底氧化分解成無害的 CO2 和 H2O,並(bìng)釋放反應熱的過(guò)程。借助催化劑大幅降(jiàng)低有機物的起燃(rán)溫度,進行無 焰燃燒,減少預熱能(néng)耗及 NOx 的生(shēng)成;
5 活性炭脫附再(zài)生流(liú)程:當吸附床吸附飽和後,可啟動脫附風(fēng)機對該吸附床脫附,脫附氣體首先經過(guò)催(cuī)化床的換熱器,然後進入催化床中的預熱器,在電加(jiā)熱器(qì)的作用(yòng)下,使氣體溫 度提高到 280℃,再通過催化(huà)劑,有機物質(zhì)在催化(huà)劑的(de)作用(yòng)下燃燒,被分解為 CO2 和 H2O,同(tóng)時放出大量的熱,氣體溫度進一步提高(gāo),該(gāi)高溫氣體再次通過換熱器,與進來的冷 風換熱,回(huí)收(shōu)一(yī)部分熱量。從換熱器出來的氣體分(fèn)兩部分:一部分直接排空;另一(yī)部分進(jìn)入吸附床對活性炭進行脫附。當脫附溫度過高時可啟動補冷風機進行補冷,使脫附氣體溫 度定在一個適合的範(fàn)圍內。活性炭吸附床內溫(wēn)度超過報警值。
活性炭吸附脫附(fù)+催化燃燒處理裝(zhuāng)置采用(yòng)吸附+脫附組合工藝來(lái)處理大(dà)風量、中低濃度(dù)的有機廢氣,可處理的有機溶劑包括苯類、酮類、脂類、醇類、醛類、醚類、烷類和其混合類。
可廣泛應用於塗裝行業、印刷行業、機電(diàn)行業(yè)、塑料行(háng)業、製鞋、家電、電子、燈飾、五金(jīn)、汽車(chē)、家具及(jí)各種(zhǒng)化工車間裏(lǐ)揮發(fā)貨泄露出的有害有機廢氣的淨化機臭味的消除,適用大(dà)風量(liàng)、中低濃度的、不宜直(zhí)接燃燒或催(cuī)化燃燒(shāo)和吸附回收處理的(de)有機廢(fèi)氣,尤其是對大風量、低濃度的處理場合,均可獲得滿意的經濟效益和社會效益。
活性炭催化燃燒設計注意點
(1)能耗:催化燃燒需要在(zài)一定溫度條件下進行,對於低溫氣(qì)體就必須進行加熱,風量越大其耗(hào)能(néng)越大,運行成本也就提高(gāo);因此選擇此工藝時,在確保(bǎo)收集效率(lǜ)的前提下,盡(jìn)可能降低排風量,這樣既可提升排氣濃度提升廢氣單位熱值,又可降低(dī)風量降低能(néng)耗;同時(shí)也要考慮(lǜ)熱將(jiāng)尾氣中(zhōng)熱量(liàng)進行回收。
(2)設備開機預熱:設計時設備預熱(rè)應為動態,而非靜態預熱;初始預熱階段利用的氣體一(yī)般為空氣,而(ér)非廢氣,待(dài)係統達到設計溫度後方可切換為廢氣。
(3)安全:有機廢氣一般屬於易(yì)燃易爆性氣體,雖然濃(nóng)度(dù)高(gāo)可以回收(shōu)利用有機物燃燒(shāo)產生的(de)部分熱量,降(jiàng)低能耗,但在處(chù)理中必須將其濃度控製在爆炸限範圍(wéi)內。一般需要設置泄(xiè)爆(bào)片、可(kě)燃氣體探測儀、應(yīng)急排空閥、稀釋閥、防火閥等。
(4)熱回收方式:在能耗(hào)可接受範圍的情(qíng)況下,小風量一般采用簡易的列管直接熱(rè)交換回(huí)收熱;對於能耗超出接受範圍的,大風量一般需(xū)要采用蓄熱式(shì)催化燃(rán)燒,可提高熱回收效率。
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