活性炭催化燃燒廢氣處理設(shè)備

隨著國家經(jīng)濟(jì)不斷增長，化工廠、制藥廠、噴漆、印刷等迅速增加，導(dǎo)致我國各地大氣污染污染狀況不容樂觀,尤其是有機(jī)廢氣污染。隨著國家對(duì)大氣環(huán)境污染越來越重視,相關(guān)的環(huán)保產(chǎn)業(yè)也隨之不斷壯大和發(fā)展,針對(duì)有機(jī)廢氣處理設(shè)備也呈現(xiàn)出多種多樣,廠家也越來越多,各自也有各自的的特點(diǎn)。對(duì)于客戶來說,一般處理廢氣的原理可以理解,但是是否能夠達(dá)到預(yù)期的處理效果,確有所顧慮。對(duì)于設(shè)計(jì)單位來說,怎樣為客戶提供一套既可靠又經(jīng)濟(jì)的處理設(shè)備才是關(guān)鍵。我公司根據(jù)客戶具體參數(shù)設(shè)計(jì)出合理方案，催化燃燒廢氣處理作為一種高效凈化設(shè)備，越來越受到環(huán)保行業(yè)的重視，使得活性炭催化燃燒設(shè)備的使用越來越普及，帶動(dòng)了催化燃燒技術(shù)的核心部件催化劑的發(fā)展。活性炭吸附濃縮催化燃燒因其凈化效率高，耗電量低，維護(hù)費(fèi)用少、安全可靠等優(yōu)勢被廣泛用于涂裝行業(yè)、電子長、印刷長、橡膠廠、皮革廠、家具廠、以及化工車間里有害廢氣的凈化及臭味的消除，至今已經(jīng)取得了良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。

活性炭催化燃燒廢氣處理設(shè)備

工作原理：根據(jù)吸附（效率高）和催化燃燒（節(jié)能）兩個(gè)基本原理設(shè)計(jì)的，即吸附濃縮－催化燃燒法，本裝置由前置預(yù)處理裝置、活性炭吸附脫附裝置、催化燃燒裝置、電力控制系統(tǒng)以及風(fēng)機(jī)組成，其工作原理是依靠貴金屬催化劑的作用，有機(jī)廢氣中的可燃成在較低的溫度下氧化分解凈化的方法。

催化燃燒法是在催化劑的作用下，將VOCs在200~400℃的低溫條件下分解為CO2和H2O，是凈化碳?xì)浠衔飶U氣，消除惡臭的有效手段之一。RCO技術(shù)已成為VOCs控制的主流技術(shù)。但關(guān)鍵問題在于如何提高催化劑的活性和穩(wěn)定性，提高催化劑適用性，以及降低催化劑成本。

RCO作用原理是：一、是催化劑對(duì)VOC分子的吸附，提高了反應(yīng)物的濃度，第二步是催化氧化階段降低反應(yīng)的活化能，提高了反應(yīng)速率。借助催化劑可使有機(jī)廢氣在較低的起燃溫度下，發(fā)生無氧燃燒，分解成CO2和H2O放出大量的熱，與直接燃燒相比，具有起燃溫度低，能耗小的特點(diǎn)，某些情況下達(dá)到起燃溫度后無需外界供熱，反應(yīng)溫度在200-400℃。

 活性炭吸附脫附催化燃燒過程

廢氣收集：在保證集氣和排風(fēng)效果的基礎(chǔ)上，集氣罩的配置應(yīng)與生產(chǎn)工藝協(xié)調(diào)一致，盡量不影響工藝操作。同時(shí)盡量減少排風(fēng)量，以減輕吸附裝置的負(fù)擔(dān)。

預(yù)處理：吸附法對(duì)廢氣中的粉塵、氣溶膠和一些引起分子篩中毒的物質(zhì)要求嚴(yán)格，在廢氣進(jìn)入吸附器之前必須將粉塵、漆霧處理干凈，并對(duì)氣溶膠進(jìn)行破壞。預(yù)處理設(shè)備應(yīng)根據(jù)廢氣的成分、性質(zhì)和影響吸附過程的物質(zhì)及含量進(jìn)行選擇。

吸附裝置：選擇合適的分子篩，在分子篩選定后，分子篩用量應(yīng)根據(jù)一個(gè)吸附周期內(nèi)吸附床層的動(dòng)態(tài)吸附量確定。吸附器的凈化效率應(yīng)不低于90%，同時(shí)裝置出口污染物的排放濃度應(yīng)低于國家、地方和行業(yè)相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。吸附器的壓力損失宜低于4kPa。

催化燃燒裝置：催化劑的工作溫度應(yīng)低于700℃，并能承受900℃短時(shí)間高溫沖擊。設(shè)計(jì)工況應(yīng)大于8500h。催化燃燒裝置的空速宜大于10000h-1，但不應(yīng)高于4000h-1。進(jìn)入燃燒室的氣體溫度應(yīng)達(dá)到氣體組分催化劑上的引燃溫度，混合氣體按照引燃溫度高組分確定。催化燃燒裝置的壓力損失應(yīng)低于2kPa。治理后產(chǎn)生的高溫?zé)煔庖诉M(jìn)行熱能回收。

脫附：利用熱氣流脫附時(shí)，嚴(yán)格控制進(jìn)入吸附器的熱氣流的溫度，吸附器尾氣中的有機(jī)物濃度不能超過其爆炸極限下限的25%濃度限制，不能有造成爆炸的危險(xiǎn)。   

催化燃燒后處理：經(jīng)過催化燃燒后產(chǎn)生的高溫?zé)煔獾挠酂帷Ｔ诖蠖鄶?shù)情況下是用于吸附器的再生，降低設(shè)備的運(yùn)行費(fèi)用，也可以用于余熱鍋爐或引入生產(chǎn)工藝中。利用高溫?zé)煔獾挠酂釋?duì)吸附器進(jìn)行再生的方式有兩種：一是通過冷風(fēng)機(jī)在高溫?zé)煔庵醒a(bǔ)充部分新鮮空氣，使煙氣溫度降到分子篩再生所需要的溫度后直接引入吸附器進(jìn)行分子篩的再生。二是增加一個(gè)氣-氣換熱器，利用高溫?zé)煔饧訜嵝迈r空氣至分子篩脫附所需要的溫度后引入吸附器進(jìn)行分子篩的脫附。

 催化燃燒-應(yīng)用前提

1、廢氣中粉塵、顆粒物比較多時(shí)要進(jìn)行預(yù)處理。

2、廢氣中不含硅、砷、重金屬等導(dǎo)致催化劑中毒成分。

3、廢氣中鹵素、硫、磷等成分濃度不宜過高。

4、廢氣中不含粘性物質(zhì)。

5、廢氣濃度相對(duì)穩(wěn)定。

六、催化燃燒-應(yīng)用效果

安全性能：

（1）嚴(yán)謹(jǐn)?shù)南到y(tǒng)設(shè)計(jì)，針對(duì)多種工況條件均設(shè)計(jì)相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施。

（2）低溫、無焰燃燒降低明火的各種風(fēng)險(xiǎn)。

（3）長期、穩(wěn)定的轉(zhuǎn)化效率保障廢氣組分濃度的一致性，能夠保障防爆措施的有效性。

高效性能：

（1）定制化的催化劑設(shè)計(jì)，合理的催化劑載體選型，有效的布置結(jié)構(gòu)，充分提升催化劑的理論轉(zhuǎn)化效率。

（2）嚴(yán)謹(jǐn)?shù)拇呋D(zhuǎn)化裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，合理的氣流分布，適宜的保溫措施，充分保障催化床反應(yīng)溫度，有效保證轉(zhuǎn)化效率一致性。

催化劑

貴金屬催化劑：Pt，Pd，Rh等貴金屬催化劑，成熟、工業(yè)應(yīng)用廣泛的；特點(diǎn)：活性高，選擇性好。

過渡金屬氧化物催化劑：非貴金屬及其氧化物Mn、Cu、Cr、Ni、Ce、Zr等及其氧化物或復(fù)合氧化物催化劑。主要特點(diǎn)是：成本低、制備簡單、針對(duì)一些特殊污染物有較高的活性。目前已有較成熟的Cu-Mn-O催化劑在工業(yè)中應(yīng)用，但是范圍不廣。

催化劑作用特點(diǎn)

催化劑能夠加快化學(xué)反應(yīng)速度，但它本身并不進(jìn)入化學(xué)反應(yīng)的計(jì)量。

催化劑對(duì)反應(yīng)具有選擇性，即催化劑對(duì)反應(yīng)類型、反應(yīng)方向和產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)具有選擇性。

催化劑只能加速熱力學(xué)上可能進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，而不能加速熱力學(xué)上無法進(jìn)行的反應(yīng)。

催化劑只能改變化學(xué)反應(yīng)的速度，而不能改變化學(xué)平衡的位置。

催化劑不改變化學(xué)平衡，意味著對(duì)正方向有效的催化劑，對(duì)反方向的反應(yīng)也有效。

影響吸附效果的因素

活性炭的吸附能力主要是受其本身的比表面積、孔隙大小、分子間力、化學(xué)鍵合成等因素影響;而在實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)活性炭裝置的設(shè)計(jì)，關(guān)鍵是活性炭的過濾面積、過濾風(fēng)速、活性炭的層厚。活性炭過濾風(fēng)速在《吸附法工業(yè)有機(jī)廢氣治理工程技術(shù)規(guī)范》(HJ2026—2013)中，可以查到固定床吸附，采用顆粒狀吸附劑氣體流速宜低于0.6m/s，采用纖維狀吸附劑氣體流速宜低于0.15m/s，采用蜂窩狀吸附劑氣體流速宜低于1.2m/s;過濾面積即可根據(jù)處理風(fēng)量和過濾風(fēng)速計(jì)算得出。碳層厚度的設(shè)計(jì)，就需要結(jié)合廢氣的產(chǎn)生濃度、去除效率、活性炭的更換時(shí)長等因素進(jìn)行。一般會(huì)采用2種方式計(jì)算碳層厚度：一是，根據(jù)活性炭需要的更換周期，來確定活性炭的總的裝填量，之后再根據(jù)過濾面積計(jì)算碳層厚度;二是，在考慮吸附箱尺寸大小、碳層風(fēng)阻、過濾風(fēng)速的情況下，依照經(jīng)驗(yàn)直接選定一個(gè)厚度值。以上設(shè)計(jì)基于活性炭的吸附速率為一個(gè)恒定值或者無限大到可忽略不計(jì)的情況下設(shè)計(jì)的。而實(shí)際中吸附速率目前還不能有效計(jì)算出，不同的碳、不同的過濾風(fēng)速、不同的風(fēng)壓等等，都會(huì)影響碳層的速率吸附速率。實(shí)際中影響碳層吸附速率的因素有：吸附質(zhì)濃度、風(fēng)壓、溫度、活性炭比表面積等等，各條件參數(shù)之間的關(guān)系可以表示為以下公式：

停留時(shí)間確定后，活性炭的厚度即可根據(jù)設(shè)計(jì)的過濾風(fēng)速計(jì)算得出。同樣的條件下，一般活性炭層的厚度越厚，其去除效率也會(huì)越高，但實(shí)際應(yīng)用中，為提高設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性，通常要考慮碳層厚度不能無限制的加厚，因此對(duì)于活性炭層厚度的選擇，需要根據(jù)去除效率要求和碳本身的吸附速率，進(jìn)行有效設(shè)計(jì)計(jì)算。通過圖1可以看出，(1)碳層厚度選擇小，吸附速率慢，碳層就會(huì)容易被穿透，導(dǎo)致去除效率降低;(2)碳層厚度選擇大，吸附速率快，碳層就不容易被穿透，碳可以長時(shí)間使用。

產(chǎn)品特點(diǎn) ：

1）系列產(chǎn)品設(shè)計(jì)*，布局合理、被廣大用戶和專家總結(jié)出以下特點(diǎn)：

2）操作方便：設(shè)備工作時(shí)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。

3）能耗低：設(shè)備啟動(dòng)，僅需1530分鐘升溫至起燃溫度，耗能僅為風(fēng)機(jī)功率，濃度較低時(shí)自動(dòng)補(bǔ)償。

4）安全可靠：設(shè)備配有阻火除塵系統(tǒng)、防爆泄壓系統(tǒng)、超溫報(bào)警系統(tǒng)及先進(jìn)自控系統(tǒng)。

5）阻力小，凈化率高：采用當(dāng)今先進(jìn)的貴金屬鈀、鉑浸漬的蜂窩狀陶瓷載體催化劑，比表面積大。

6）余熱可回用：余熱可返回烘道，降低原烘道中消耗功率；也可作其它方面的熱源。

7）占地面積小：僅為同行業(yè)同類產(chǎn)品的7080，且設(shè)備基礎(chǔ)無特殊要求。

8）使用壽命長：催化劑一般8000小時(shí)更換，并且載體可再生。

9） 可同時(shí)去除多種有機(jī)污染物；

適用范圍：

應(yīng)用行業(yè)包括石油、化工、橡膠、油漆、涂裝、家俱、印制鐵罐、印刷等行業(yè)中產(chǎn)生的中高濃度有機(jī)廢氣的凈化處理，可處理的有機(jī)物質(zhì)種類包括、酮類、酯類、酚類、醛類、醇類、醚類和烴類等等。

1）可用于有機(jī)溶劑的凈化處理（苯、醇、酮、醛、酯、酚、醚、烷等混合有機(jī)廢氣）。

2）適用于電線、電纜、漆包線、機(jī)械、電機(jī)、化工、儀表、汽車、自行車、摩托車、發(fā)動(dòng)機(jī)、磁帶、塑料、家用電器等行業(yè)的有機(jī)廢氣凈化。

3）可用于各種烘道、印鐵制罐、表面噴涂、印刷油墨、電機(jī)絕緣處理、皮鞋粘膠等烘干流水線，凈化各工序產(chǎn)生的有機(jī)廢氣。