設(shè)備概述:
活性炭吸附脫附催化燃燒設(shè)備綜合了吸附法及催化燃燒法的優(yōu)點(diǎn),采用新型吸附材料(蜂窩狀活性炭)吸附,在接近飽和后引入熱空氣進(jìn)行脫附,脫附后廢氣引入催化燃燒床無(wú)焰燃燒,將其徹底凈化,熱氣體在系統(tǒng)中循環(huán)使用,大大降低能耗。本法具有運(yùn)行穩(wěn)定可靠、運(yùn)行成本低、維修方便等優(yōu)點(diǎn),適用于大風(fēng)量、低濃度的廢氣治理。
工作原理:
首先有機(jī)廢氣在風(fēng)機(jī)的作用下有機(jī)廢氣送入活性炭吸附箱進(jìn)行吸附凈化,凈化后的潔凈氣體由主排風(fēng)機(jī)排入大氣中。吸附裝置配有備用吸附箱1-4套(1吸1脫~4吸1脫),當(dāng)活性炭吸附飽和后通過(guò)控制閥門切換至催化燃燒脫附狀態(tài);脫附再生系統(tǒng)采用在線脫附再生,即吸附過(guò)程為連續(xù)式處理工藝,在備用吸附裝置投入使用同時(shí),飽和吸附箱則進(jìn)行脫附工作,脫附后活性炭箱預(yù)備至下次循環(huán)使用。
活性炭吸附原理為:由于活性炭固體表面上存在著未平衡和未飽和的分子引力或化學(xué)鍵力,因此當(dāng)此活性炭固體表面與氣體接觸時(shí),就能吸引氣體分子,使其濃聚并保持在固體表面,此現(xiàn)象稱為吸附。利用活性炭固體表面的吸附能力,使廢氣與大表面的多孔性活性炭相接觸,廢氣中的污染物被吸附在活性炭表面上,使其與氣體混合物分離,達(dá)到凈化目的。其實(shí)質(zhì)是一個(gè)吸附濃縮的過(guò)程。并沒(méi)有把有機(jī)溶劑處理掉,是一個(gè)物理過(guò)程,后續(xù)通過(guò)活性碳脫附、催化燃燒進(jìn)一步處理。
活性炭脫附催化燃燒原理為:活性炭吸附器接近飽和時(shí),系統(tǒng)將自動(dòng)切換到備用活性炭吸附箱(此時(shí)飽和活性炭吸附箱停止吸附操作),然后用熱氣流對(duì)飽和活性炭吸附箱進(jìn)行解吸脫附,將有機(jī)物從活性炭上脫附下來(lái)。在脫附過(guò)程中,有機(jī)廢氣已被濃縮,濃度后的濃度較原濃度提高幾十倍,達(dá)2000mg/m3以上,濃縮廢氣送到催化燃燒裝置,最后被分解成CO2與H2O排出。完成解吸脫附后,活性炭吸附器進(jìn)入待用狀態(tài),待其他活性炭吸附箱接近飽和時(shí),系統(tǒng)再自動(dòng)切換回來(lái),同時(shí)對(duì)飽和活性炭吸附器進(jìn)行解吸脫附,如此循環(huán)工作。
技術(shù)特點(diǎn):
1)整個(gè)系統(tǒng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)了凈化、脫附過(guò)程自動(dòng)化,與回收類有機(jī)廢氣凈化裝置相比,無(wú)須配備壓縮空氣等附加能源,運(yùn)行過(guò)程不產(chǎn)生二次污染,設(shè)備投資及運(yùn)行費(fèi)用低;
2)在活性炭吸附床前采用過(guò)濾器過(guò)濾小顆粒物,凈化效率高,確保吸附裝置的使用壽命。
3)使用特殊成型的蜂窩狀活性炭作為吸附材料,由于其比重為條形活性炭纖維的8-10倍,再生前吸附有機(jī)溶劑可以達(dá)到活性炭總重量的25%,具有使用壽命長(zhǎng),吸附系統(tǒng)運(yùn)行阻力低,凈化效率高等特點(diǎn);
4)設(shè)備占地面積小、重量較輕,吸附床濾料采用堆砌式結(jié)構(gòu),裝填方便,更換容易;
5)采用優(yōu)質(zhì)貴金屬鈀、鉑載在蜂窩狀陶瓷上作催化劑,具有阻力小,活性高,使用壽命長(zhǎng),分解溫度低,脫附預(yù)熱時(shí)間短,能耗低,穩(wěn)定性好等特點(diǎn),當(dāng)有機(jī)廢氣濃度達(dá)到2000mg/m3時(shí),就可維持自燃。催化燃燒器的轉(zhuǎn)換效率高,性能穩(wěn)定。催化燃燒率達(dá)97%以上。
6)利用余熱,節(jié)省能源。本裝置中活性炭的解吸脫附均以熱空氣作為解吸介質(zhì),而此熱氣流均來(lái)自于系統(tǒng)內(nèi)催化燃燒后的余熱。脫附后的濃縮有機(jī)廢氣再進(jìn)入催化燃燒器進(jìn)行凈化處理,不需另加能源,運(yùn)行費(fèi)用大大降低。
7)采用PLC控制系統(tǒng),設(shè)備運(yùn)行、操作過(guò)程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,運(yùn)行過(guò)程安全穩(wěn)定、可靠。如催化燃燒加熱部分為自動(dòng),脫附過(guò)程為自動(dòng)程序控制,脫附時(shí)由溫度信號(hào)反饋來(lái)實(shí)現(xiàn)脫附溫度自動(dòng)控制。
8)由于車間內(nèi)部風(fēng)管支路較多,常規(guī)控制方式往往在一路支管抽風(fēng)工況發(fā)生改變時(shí)會(huì)影響到其他支路的抽風(fēng),這樣就造成內(nèi)部設(shè)備生產(chǎn)的不穩(wěn)定;另一方面,當(dāng)有些設(shè)備處于停產(chǎn)或檢修時(shí),常規(guī)恒頻率控制會(huì)造成大量的電能損耗。為了更好的保證工藝設(shè)備的抽風(fēng)要求及節(jié)能,旭景環(huán)境一般會(huì)建議采用變頻器來(lái)控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速,從而保證主風(fēng)管負(fù)壓保持恒定。這樣一方面可以保證負(fù)壓恒定,另一方面可以節(jié)省大量的電能。
工藝流程簡(jiǎn)介:
廢氣經(jīng)預(yù)處理裝置處理后進(jìn)入活性炭吸附箱,此時(shí)有機(jī)廢氣經(jīng)過(guò)活性炭時(shí)溶劑被吸附在活性炭表面,而潔凈氣體由后置引風(fēng)機(jī)排空。
活性炭吸附廢氣中的有機(jī)溶劑是非常適合的。這是因?yàn)槠渌絼┚哂杏H水性,能吸附氣體中的水分子,而對(duì)無(wú)極性或弱極性的有機(jī)溶劑,吸附率低:而活性炭則相反,它具有疏水性,對(duì)有機(jī)溶劑有較高的吸附效率。
利用活性炭多微孔的吸附特性吸附有機(jī)廢氣是一種最有效的工業(yè)處理手段。活性炭吸附裝置采用新型活性炭,該活性炭比表面積和孔隙率大,吸附能力強(qiáng),具有較好的機(jī)械強(qiáng)度、化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性,凈化效率高達(dá)80%。有機(jī)廢氣通過(guò)吸附裝置,與活性炭接觸,廢氣中的有機(jī)污染物被吸附在活性炭表面,從而從氣流中脫離出來(lái),達(dá)到凈化效果。從活性炭吸附裝置排出的氣流已達(dá)排放標(biāo)準(zhǔn),可直接排放。
工藝原理
催化燃燒是典型的氣-固相催化反應(yīng),其實(shí)質(zhì)是活性氧參與的深度氧化作用。在催化燃燒過(guò)程中,催化劑的作用是降低活化能,同時(shí)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(jī)廢氣在較低的起燃溫度條件下,發(fā)生無(wú)焰燃燒,并氧化分解為CO2和H2O,同時(shí)放出大量熱能,從而達(dá)到去除廢氣中的有害物的方法。其反應(yīng)過(guò)程為:
在將廢氣進(jìn)行催化燃燒的過(guò)程中,廢氣經(jīng)管道由風(fēng)機(jī)送入熱交換器進(jìn)行一次升溫,再進(jìn)加熱室將廢氣加熱到催化燃燒所需要的起始溫度。經(jīng)過(guò)加熱的廢氣通過(guò)催化劑層使之燃燒。由于催化劑的作用,催化燃燒法廢氣燃燒的起始溫度約為250-300℃,大大低于直接燃燒法的燃燒溫度670-800℃,因此能耗遠(yuǎn)比直接燃燒法低。同時(shí)在催化劑的活性作用下,反應(yīng)后的氣體產(chǎn)生一定的熱量,高溫氣體再次進(jìn)入熱交換器,經(jīng)換熱冷卻,最終以較低的溫度經(jīng)風(fēng)機(jī)排入大氣。
催化燃燒裝置裝有溫度探頭及補(bǔ)冷閥,當(dāng)爐體催化室反應(yīng)溫度超過(guò)設(shè)定上限時(shí),開(kāi)啟補(bǔ)冷閥對(duì)進(jìn)氣源進(jìn)行稀釋,保護(hù)設(shè)備延長(zhǎng)使用壽命,防止意外發(fā)生。
本裝置的主體結(jié)構(gòu)由凈化裝置主機(jī)、引風(fēng)機(jī)及電器控制元件組成。凈化裝置主機(jī)是由換熱器、預(yù)熱室、催化床、阻火器和防爆器組成的整體結(jié)構(gòu),爐體周邊整體保溫,保溫層厚100mm,爐體外表溫度≤環(huán)境溫度+30℃。
主要部件說(shuō)明
1)阻火器
將設(shè)備和廢氣源之間的危險(xiǎn)阻隔開(kāi)來(lái),保證處理設(shè)備和生產(chǎn)設(shè)備之間的安全,同時(shí)除去廢氣源中的粉塵。結(jié)構(gòu)為波紋網(wǎng)型,參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制造;更換快捷,清理方便。是本設(shè)備中安全設(shè)施之一。
2)熱交換器
將有機(jī)氣體分解后的熱能和廢氣源冷氣流進(jìn)行冷熱交換,置換熱能,提高廢氣源的溫度。當(dāng)廢氣濃度達(dá)到一定值時(shí),通過(guò)熱交換器的作用,可以保證設(shè)備在無(wú)運(yùn)行功率的狀態(tài)下正常運(yùn)轉(zhuǎn),是催化凈化裝置中對(duì)廢氣源進(jìn)行第一次溫度提升的裝置,也是設(shè)備中節(jié)能設(shè)施之一;通過(guò)熱交換器內(nèi)部對(duì)氣流的合理控制,使交換器的效率保證在60%以上。結(jié)構(gòu)采用冷軋鋼板制,合理的布置,使冷熱氣流全面接觸進(jìn)行能量置換。
3)預(yù)熱室
廢氣源在進(jìn)入催化燃燒室之前,經(jīng)溫度檢測(cè)儀檢測(cè)溫度達(dá)不到催化反應(yīng)的條件,由布置在預(yù)熱室內(nèi)的電加熱系統(tǒng)進(jìn)行溫度的第二次提升;電加熱元件為紅外線加熱管,由固定絕緣板固定,維護(hù)更換十分方便。
4)催化反應(yīng)室
達(dá)到溫度條件的有機(jī)廢氣源進(jìn)入第一級(jí)催化反應(yīng)室;第一催化反應(yīng)室采用抽屜式,內(nèi)裝催化劑,中間分插電加熱元件,利用紅外線輻射原理,使催化劑溫度達(dá)到反應(yīng)溫度,使部份有機(jī)物進(jìn)行分解,釋放出能量,直接使廢氣溫度提升,是本設(shè)備設(shè)計(jì)的第三溫度提升處,也叫催化升溫;溫度提升后的有機(jī)氣體進(jìn)入催化固定床,內(nèi)置蜂窩狀催化劑,滿足反應(yīng)條件的有機(jī)氣體在此完全分解,廢氣變成潔凈氣體。本設(shè)施為催化凈化裝置的心臟。
5)引風(fēng)機(jī)
選用國(guó)內(nèi)名牌優(yōu)質(zhì)通用風(fēng)機(jī),耐高溫低轉(zhuǎn)速,沒(méi)有二次污染。是整個(gè)裝置氣流運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)力源。配置減振臺(tái)座及減振器。
6)控制系統(tǒng)
監(jiān)控所有動(dòng)力點(diǎn)起動(dòng)、停止、故障,反映整個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中氣體的升溫、氣體分解狀況,對(duì)設(shè)備整個(gè)過(guò)程進(jìn)行全方位安全動(dòng)力保護(hù);可以根據(jù)廢氣源性質(zhì)及生產(chǎn)線狀態(tài)進(jìn)行設(shè)定。主要控制元件選用進(jìn)口產(chǎn)品。保證設(shè)備的良好運(yùn)行、安全性及使用壽命。
7)催化劑
催化劑是在化學(xué)反應(yīng)中能改變反應(yīng)溫度而本身的組成和重量在反應(yīng)后保持不變的物質(zhì)。本裝置中選用的催化劑是處理各種不同類型有機(jī)廢氣的高效廣譜型催化劑。
適用領(lǐng)域:
電子元件生產(chǎn)、電池(電瓶)生產(chǎn)、酸洗作業(yè)車間、實(shí)驗(yàn)室排風(fēng)、冶金、化工廠、醫(yī)藥生產(chǎn)廠、涂裝車間、食品及釀造、家具生產(chǎn)活性炭吸附箱可與噴漆室、烘干室和噴、烘兩用室配套使用,用于 處理所產(chǎn)生的有機(jī)廢氣。尤為適合低濃度大風(fēng)量或高濃度間歇排放廢氣的作業(yè)環(huán)境。
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