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活性炭吸附、脫附 催化燃燒是新一代VOCs處理設(shè)備,是將吸附濃縮單元和熱氧化單元有機地結(jié)合起來的一種方法,主要適用于較低濃度有機氣體,且不宜采用直接燃燒或催化燃燒法和吸附回收法處理的有機廢氣,尤其對大風(fēng)量的處理場合,均可獲得滿意的經(jīng)濟效果和社會效果。經(jīng)吸附凈化并脫附后轉(zhuǎn)換成小風(fēng)量、高濃度的有機廢氣,對其進行熱氧化處理,并將有機物燃燒釋放的熱量有效利用。
改進多機組方案,能耗降低15%-30%
一、工作原理
RCO活性炭吸附 脫附 催化燃燒一體裝置廢氣處理設(shè)備
有機廢氣先通過干式過濾,將廢氣中顆粒狀污染物截留去除,然后進入吸附床進行吸附,利用具有大比表面積的蜂窩狀活性炭將吸附在活性炭表面,經(jīng)處理后的潔凈氣體經(jīng)過風(fēng)機、煙囪高空排放。
活性炭經(jīng)過吸附運行一段時間后達到飽和,啟動系統(tǒng)的脫附-催化燃燒過程,通過熱氣流將原來已經(jīng)吸附在活性炭表面的脫附出來,并經(jīng)過催化燃燒反應(yīng)轉(zhuǎn)化生成CO2和水蒸氣等無害物質(zhì),并放出熱量,反應(yīng)產(chǎn)生的熱量經(jīng)過熱交換部分回用到脫附加熱氣流中,當脫附達到一定程度時放熱跟脫附加熱達到平衡,系統(tǒng)在不外加熱量的情況下完成脫附再生過程。
三、應(yīng)用領(lǐng)域
VOCS型吸附 脫附-催化燃燒處理裝置采用吸附 脫附組合工藝來處理大風(fēng)量、中低濃度的有機廢氣,可處理的包括類、酮類、脂類、醇類、醛類、醚類、烷類和其混合類??蓮V泛應(yīng)用于汽車、造船、摩托車、自行車、家用電器、集裝箱生產(chǎn)廠的噴漆、涂裝車間的有機廢氣凈化,也可與制鞋粘膠、印鐵制罐、化工塑料、印刷油墨、電纜、漆包線等流水線配套設(shè)備使用。
催化燃燒是用催化劑使廢氣中可燃物質(zhì)在較低溫度下氧化分解的凈化方法。所以,催化燃燒又稱為催化化學(xué)轉(zhuǎn)化。由于催化劑加速了氧化分解的歷程,大多數(shù)碳氫化合物在300~450℃的溫度時,通過催化劑就可以氧化完全?! ?/span>
催化燃燒裝置主要由熱交換器、燃燒室、催化反應(yīng)器、熱回收系統(tǒng)和凈化煙氣的排放煙囪等部分組成,如右圖所示。其凈化原理是:未凈化氣體在進入燃燒室以前,先經(jīng)過熱交換器被預(yù)熱后送至燃燒室,在燃燒室內(nèi)達到所要求的反應(yīng)溫度,氧化反應(yīng)在催化反應(yīng)器中進行,凈化后煙氣經(jīng)熱交換器釋放出部分熱量,再由煙囪排入大氣?! ?/span>
催化燃燒裝置設(shè)計時應(yīng)考慮以下幾方面問題:
1、氣流和溫度均勻分布。要使通過催化劑表面的氣流和溫度分布均勻,并保證火焰不直接接觸催化劑表面,燃燒室必需具有足夠的長度和空間。催化燃燒裝置應(yīng)具有良好的保溫效果。爐體一般用鋼結(jié)構(gòu)的外殼內(nèi)襯耐火材料,或用雙層夾墻結(jié)構(gòu)?! ?/span>
2、便于清洗和更換。催化劑反應(yīng)器一般應(yīng)設(shè)計成裝卸方便的模屜結(jié)構(gòu),便于清洗和更換催化劑載體?! ?/span>
3、輔助燃料和助燃。催化燃燒一般采用作輔助燃料,也可用燃料油、電加熱等作輔助燃料。助燃一般用凈化后的氣體,如果凈化后的氣體不能作為助燃,則應(yīng)引入空氣助燃?! ?/span>
4、較高的轉(zhuǎn)化速度。由于催化燃燒為不可逆的放熱反應(yīng),所以,無論反應(yīng)進行到什么階段,都應(yīng)在盡可能高的溫度下進行,以獲得較高的轉(zhuǎn)化速度。但操作溫度往往受某些條件的限制,如催化劑的耐熱溫度、高溫材料的獲得,熱能的供應(yīng),以及是否伴有副反應(yīng)等。因而實際生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)實際情況恰當?shù)剡x擇。
催化燃燒設(shè)備吸附脫附 活性炭再生
1、吸附過程吸附是氣體結(jié)合到固體上去的質(zhì)量傳遞過程
最普遍使用的吸附劑是活性炭、分子篩、硅膠和活性氧化鋁。這些吸附劑經(jīng)過處理后表面積極大,可有效吸附碳氫化合物等污染物。其缺點是對水有優(yōu)先選擇性吸附作用。所有的吸附劑在一定的高溫下會發(fā)生變化。在這些溫度下,其吸附能力很弱。污染物可以被解脫出來,從而使吸附劑的活性得到再生,這個過程成為脫附。為了進行連續(xù)操作,一般提供兩個或多個吸附床。一個或幾個吸附床在吸附時,另一個或幾個吸附床則進行再生。
在吸附過程中,被收集的污染物滯留在吸附床中,只要吸附床有足夠的容量,污染物就不會釋放出來。但是當吸附床中的污染物濃度達到飽和時,污染物便開始釋放出來,這種現(xiàn)象稱為穿透。達到飽和的吸附床需要進行再生,一般采用加熱的氣體對吸附床進行脫附,一方面使吸附床重新具有活性,一方面是污染物被解脫出來進行回收或分解處理。
2、燃燒過程當氣流中的污染物可被氧化時,燃燒是一種徹底的污染控制方案
經(jīng)常使用的活性催化劑是鉑或鈀的化合物,使用陶瓷作載體。使用催化劑可降低燃燒溫度,節(jié)省運行費用,但是主要缺點是微量的硫和鉛的化合物會使催化劑,而且特定的催化劑對每種有機污染物起到催化燃燒的作用是不同的,對有些有機污染物的去除可能無效。
3、在燃燒工藝中,為了節(jié)省能源,一般對燃燒使用或產(chǎn)生的熱量進行利用
催化燃燒是典型的氣-固相催化反應(yīng),它借助催化劑降低了反應(yīng)的活化能,使其在較低的起燃溫度200~ 300℃下進行無焰燃燒,有機物質(zhì)氧化發(fā)生在固體催化劑表面,同時產(chǎn)生CO2和H2O,并放出大量的熱量,因其氧化反應(yīng)溫度低,所以大大地抑制了空氣中的N2形成高溫NOx,而且由于催化劑有選擇性催化作用,有可能限制燃料中含氮化合物(RNH)的氧化過程,使其多數(shù)形成分子氮(N2)。
承接各類大型廢氣處理工程,催化燃燒凈化效率98%,適用范圍廣
與傳統(tǒng)的火焰燃燒相比,催化燃燒有著很大的優(yōu)勢:
(1)起燃溫度低,能耗少,燃燒易達穩(wěn)定,甚至到起燃溫度后無需外界傳熱就能完成氧化反應(yīng)。
(2)凈化效率高,污染物(如NOx及不完全燃燒產(chǎn)物等)的排放水平較低。
(3)適應(yīng)氧濃度范圍大,噪音小,無二次污染,且燃燒緩和,運轉(zhuǎn)費用低,操作管理也很方便。