催化燃燒工藝處理有機廢氣作用如何

 

VOCs的品種繁復、成分雜亂、性質各異，在許多情況下選用一種凈化技術往往難以到達管理要求，且不經濟。運用不同單元管理技術的***勢，選用組合管理工藝，不僅可滿意排放要求，并且可下降凈化設備的運轉費用。因此，在有機廢氣管理中，選用兩種或多種凈化技術的組合工藝得到了迅速發(fā)展。沸石轉輪濃縮技術便是針對低濃度VOCs的管理而發(fā)展起來的一種新技術，與或高溫燃燒進行組合，構成了沸石轉輪吸附濃縮+燃燒技術。

 

技術研討現(xiàn)狀

 

蜂窩轉輪吸附+催化燃燒處理技術是20世紀70年代由日本創(chuàng)造的一種有機廢氣處理體系，吸附設備是用分子篩、活性碳纖維或含碳材料制備的瓦楞型紙板拼裝起來的蜂窩轉輪，吸附與脫附氣流的流向相反，兩個進程一起進行。這種體系在20世紀80年代初被我***引進和拷貝，但因為吸附元件(蜂窩轉輪)以及體系要害部位銜接技術都不過關，吸附與脫附的竄風問題未得到底子處理，設備功能不穩(wěn)定，因此***內運用較少，一向未能得到推行。

 

20世紀80年代末研發(fā)規(guī)劃了固定床吸附+催化燃燒處理體系。該體系是將吸附材料裝填在固定床中，再將吸附床與催化燃燒設備組合成凈化處理體系。該工藝體系的原理與上述蜂窩轉輪吸附+催化燃燒技術根本相同，但因為單件吸附床的吸附與脫附再生進程分隔進行，在操作上克服了蜂窩轉輪凈化體系吸、脫附易串氣的缺陷。經不斷改進，體系配置愈加合理，凈化功率高，運轉節(jié)能作用明顯，在技術上到達***際先進水平。該工藝體系十分合適處理***氣體量、低濃度的VOCs廢氣，其單套體系的廢氣處理量能夠從幾千m3/h到十幾萬m3/h。該技術是我***真實自主立異的VOCs廢氣管理工藝，自1989年初次在***內推行，到現(xiàn)在已有數(shù)百套該類體系與設備在運用。已經成為***內工業(yè)VOCs廢氣管理的主流產品之一，并估計在未來仍將有很***的運用遠景。

 

運用催化燃燒法進行工業(yè)有機廢氣管理，已遍及運用于轎車噴涂、磁帶制造和飛機零部件噴涂等。催化燃燒技術將蒸發(fā)出來的很多有機溶劑充沛燃燒。催化劑選用多孔陶瓷載體催化劑，催化前的預熱溫度視VOCs品種而不同：聚氨酯380℃～480℃，聚酯亞胺480℃～580℃;有機物濃度約1600mg/m3，凈化功率平均為99%。

 

轉輪濃縮+催化燃燒新工藝

 

1技術概略針對現(xiàn)行各種辦法在處理低濃度、***風量的VOCs污染物時存在的設備出資***、運轉本錢高、去除功率低一級問題，***內企業(yè)研發(fā)了一種用于處理低VOCs濃度、***風量工業(yè)廢氣的高功率、安全的處理工藝。該辦法的根本構思是：選用吸附別離法對低濃度、***風量工業(yè)廢氣中的VOCs進行別離濃縮，對濃縮后的高濃度、小風量的污染空氣選用燃燒法進行分化凈化，通稱吸附別離濃縮+燃燒分化凈化法。具有蜂窩狀結構的吸附轉輪被安裝在分隔成吸附、再生、冷卻三個區(qū)的殼體中，在調速馬達的驅動下以每小時3～8轉的速度緩慢反轉。吸附、再生、冷卻三個區(qū)別離與處理空氣、冷卻空氣、再生空氣風道相銜接。并且，為了避免各個區(qū)之間竄風及吸附轉輪的圓周與殼體之間的空氣走漏，各個區(qū)的分隔板與吸附轉輪之間、吸附轉輪的圓周與殼體之間均裝有耐高溫、耐溶劑的氟橡膠密封材料。含有VOCs的污染空氣由鼓風機送到吸附轉輪的吸附區(qū)，污染空氣在經過轉輪蜂窩狀通道時，所含VOCs成分被吸附劑所吸附，空氣得到凈化。跟著吸附轉輪的反轉，挨近吸附飽和狀態(tài)的吸附轉輪進入到再生區(qū)，在與高溫再生空氣觸摸的進程中，VOCs被脫附下來進入到再生空氣中，吸附轉輪得到再生。再生后的吸附轉輪經過冷卻區(qū)冷卻降溫后，返回到吸附區(qū)，完結吸附/脫附/冷卻的循環(huán)進程。因為該進程再生空氣的風量一般僅為處理風量的1/10，再生進程出口空氣中VOCs濃度被濃縮為處理空氣中濃度的10倍，因此，該進程又被稱為VOCs濃縮除掉進程。

 

1號風機帶動含VOCs廢氣經過轉輪a區(qū)域，a區(qū)域為吸附區(qū)，依據(jù)不同的方針物可在轉輪中填充不同的吸附材料。吸附了VOCs的a區(qū)域隨轉輪滾動來到b區(qū)域進行脫附。流經傳熱1的高溫氣流將吸附于轉輪上的VOCs脫附下來，并經過傳熱2到達起燃溫度，隨后進入催化燃燒室進行催化氧化反應。因為轉輪脫附之后又要進行吸附，所以在脫附區(qū)域周圍設冷卻區(qū)域c，以空氣進行冷卻，冷卻之后的溫空氣經傳熱1變成脫附用熱空氣。催化燃燒反應之后的熱氣流將部分熱量傳遞給傳熱2、傳熱1后排至空氣。為了避免催化燃燒室溫度過高，設置***三方冷卻線路用于催化燃燒室的緊迫降溫。整個體系由2個監(jiān)控體系組成，PC1擔任監(jiān)控催化燃燒室、傳熱器的溫度(其內部設電輔熱設備以平衡溫度動搖)，PC2擔任風機控制，依據(jù)實踐情況調理進氣流量。PC2歸于PC1的子級體系，當PC1監(jiān)測到溫度動搖超越答應規(guī)模時馬上將信息傳遞給PC2，PC2將收到的信息轉成指令傳遞給各風機。

 

2新工藝的***色

 

(1)吸附區(qū)旁路內循環(huán)的樹立。當廢氣經過吸附區(qū)吸附后不合格，進入旁路內循環(huán)，再次進行吸附處理。此旁路內循環(huán)的根本思路為消除現(xiàn)有污染再吸納新的污染。

 

(2)冷卻風旁路樹立。在工況十分雜亂的情況下，VOCs濃度有或許陡然升高，此刻將部分冷卻風引進到吸附區(qū)以下降脫附風量，一起在傳熱2后彌補新風，以維系進入催化反應器的風量在預設規(guī)模以內。此旁路的根本思想是以新風對高濃度VOCs進行稀釋，因此從作用上看，此法也會延伸管理時刻。

 

(3)與傳統(tǒng)工藝比較，該整個體系選用引風機規(guī)劃，便于對旁路的調控。去掉給催化燃燒設備用的降溫鼓風機，此機治標不治本，改為在轉輪部分控制VOCs濃度。

 

(4)催化燃燒室去掉電輔熱體系，改由傳熱2對空氣加熱到VOCs起燃溫度，并運用反應放熱使催化燃燒室溫度穩(wěn)定在500℃～600℃規(guī)模內。

 

(5)轉輪轉速易調，則在2的情況下能夠恰當進步轉輪轉速，削減單位面積轉輪單位時刻內吸附VOCs的量，然后保障體系的安全。

 

轉輪吸附的影響要素

 

當吸附材料確認后，影響轉輪設備吸附功能的主要要素是轉輪運轉轉輪吸附濃縮-催化燃燒工藝流程圖參數(shù)和進氣參數(shù)。Yosuke等以為，必定規(guī)模內進氣負荷的改變可經過轉速、濃縮比、再生風溫度等轉輪運轉參數(shù)調理，以保持預訂的功能;Lin等將蜂窩轉輪運用于TFT-LCD工業(yè)廢氣處理，當處理高排放濃度時，將入流速度降至1.5m/s，濃縮比降至8，轉速增至6.5r/h，再生風溫度升至220℃，體系去除功率可達90%以上;Hisashi等指出***轉速由再生風熱容量與吸附劑熱容量平衡決議。

 

1濃縮比

 

轉輪經過吸附-脫附以取得低流量的濃縮氣體，因此濃縮比是轉輪功能的一個重要目標，界說為進氣流量與再生風流量的比值F，低濃縮比盡管能夠保證高去除功率，但添加再生風量的一起也添加了脫附能耗，并且濃縮氣體的濃度亦跟著脫附風量的添加而下降。當濃縮比從14削減至6時，甲苯的出口濃度僅從4.7mg/m3下降到1.5mg/m3，但濃縮后的甲苯濃度從1345mg/m3降至576mg/m3，如此低的濃度不利于后續(xù)燃燒或冷凝單元處理。因此，在保證體系設定的去除率前提下，合理挑選濃縮比至關重要。工程運用上，濃縮比應統(tǒng)籌功率與能耗，關于高濃度廢氣，可挑選低濃縮比以保證去除率;而關于低濃度廢氣，恰當挑選高濃縮比有利于體系整體能效比進步。

 

2轉輪轉速

 

吸附與脫附在轉輪運轉周期中是同步進行的，兩者互為影響并一起決議轉輪的去除功率，而轉速的巨細意味著吸贊同脫附時刻長短。當轉速低于***轉速時，相應的運轉周期變長，其脫附區(qū)的再生充沛，可是其相對吸附才能λ跟著轉速n的減小而減小，在溫度散布曲線上表現(xiàn)為吸附區(qū)的曲線下降顯著，這是由吸附放熱少引起的，反映了吸附率的下降。而當轉速***于***轉速時，溫度曲線表現(xiàn)為只要脫附區(qū)前段少部分能被加熱到再生溫度，因此***轉速是脫附與吸附的***平衡。***轉速本質上是吸贊同脫附時刻的控制，以完成轉輪去除率***。實踐運用時，因受多種要素影響，轉輪轉速為合作其他參數(shù)改變可控制在一區(qū)間值。

 

3再生風溫度

 

吸附劑的解析再生存在一個***征溫度(***清洗溫度)，高于該溫度能夠取得更快的解析速率，一起耗費更小的脫附風量。

 

4進氣參數(shù)

 

3.4.1進氣濕度

 

實踐工程中，有機廢氣一般都含有水分，部分相對濕度乃至到達80%。而水分或許與污染物構成吸附競賽，占有轉輪吸附空間而下降污染物去除功率，因此抗?jié)裥允呛饬课焦δ艿闹匾繕酥弧?/div>