脫附與催化燃燒在活性炭吸附到飽和程度后,切換到脫附床

脫附與催化燃燒

在活性炭吸附到飽和程度后，切換到脫附床，脫附需要外加的熱量，加熱裝置安裝在催化氧化床內部，開啟后同時預熱催化劑。催化氧化床達到設定的溫度后，將熱空氣引入脫附床內部，有機廢氣在加熱的作用下從活性炭表面全部解析出來。

高濃度的有機廢氣在外力的作用下進入氧化床中，通過金屬鉑的催化作用，被燃燒分解為H2O與CO2，廢氣通過這一操作得到凈化。這一燃燒過程的特征為低溫、快速以及無焰，并產生較大的熱量，人們可以將活性炭再次回用到有機廢氣的脫附與燃燒氧化中，從而降低能源消耗。具體的反應過程如圖1所示。

在有機廢氣濃度較大時，燃燒產生的熱量過多會導致催化氧化床的溫度較大，進而影響整個廢氣治理系統(tǒng)的安全性、為此，本文設計的系統(tǒng)含有冷空氣補充裝置，它可以引入新鮮空氣來降低反應溫度，從而保證系統(tǒng)操作的安全性。

RCO催化燃燒設備工藝原理性能價格及適用行業(yè)

活性炭吸附脫附 RCO催化燃燒工藝流程圖

有機廢氣處理催化燃燒處理法工藝流程，在有機廢氣處理工程中針對排放廢氣的不同情況，可以采用不同形式的催化燃燒工藝，但不論采用什么工藝方式，它的流程組成都具有共同的特點，如：

1、進入催化燃燒裝置的氣體首要經過預處理，除去粉塵、液滴及有害組分，避免催化床層的堵塞和催化劑的。

2、進行催化床層的氣體溫度必須要達到所用催化劑的起燃溫度，催化反應才能進行。因此對于低于起燃溫度的進氣，必須進行預熱使其達到起燃溫度。

特別是開車時，對冷時氣必須進行預熱，因此催化燃燒法適于連續(xù)排氣的凈化，經開車時對進氣預熱后，即可利用燃燒尾氣的熱量預熱進口氣體。若廢氣為間歇排放，每次開車均需對進口冷氣進行預熱，預熱器的頻繁啟動，使能耗大大增加。氣體的預熱方式可以采用電熱線也可以采用煙道氣加熱，目前應用較多的為電加熱。

3、催化燃燒反應放出大量的反應熱，因此燃燒尾氣溫度很高，對這部分熱量必須回收。一般首先通過換熱器將高溫尾氣與進口低溫氣體進行熱量交換以減少預熱能耗， 剩余熱量可采用其他方式進行回收，在生產裝置排出的有機廢氣溫度較高的場合，如漆包線、絕緣材料等烘干溫度可達300度以上，可以不高置預熱器和換熱器。 但燃燒尾氣的熱量仍應回收。

4、進行催化燃燒的設備為催化燃燒爐，主要應包括預熱與燃燒部分。在預熱部分，除設置加熱裝置外，還應保持一定長度的預熱區(qū)，以使氣體溫度分布均勻并在使用燃料燃燒加熱進口廢氣時，保證火焰不與催化劑接觸。為防止熱量損失，對預熱段應予以良好保溫。在催化反應部分，為方便催化劑的裝卸，常設計成筐狀或抽屜狀的 組裝件。

廢氣吸附 催化燃燒設備設計圖

活性炭吸附脫附 RCO催化燃燒設備設計圖，設計廢氣處理量50000m3/h，采用蜂窩活性炭吸附法和催化燃燒法相結合的廢氣凈化方案：

熱分解以RTO和CO的應用例子

廢氣如果進口濃度過高，可進風稀析，稀析閥與氧化氣溫度連鎖；廢氣進口濃度如果為2130～3130mg/m3，可用電或燃氣提升廢氣進催化劑層的溫度達到催化起燃溫度250℃；廢氣進口濃度如果＜2130mg/m3，可吸附濃縮后再用CO處理脫附出的濃縮氣；如果廢氣初始溫度較高，比如很多烘箱廢氣有80℃，此時CO能處理的廢氣濃度可以相應降低到1560mg/m3。 同樣以RTO處理20℃的廢氣為例，由于RTO的燃燒爐內要有一個長明火點燃廢氣，而1.672×106kJ的燃燒器長明火消耗約5m3/h的提供部分熱源，因此系統(tǒng)維持熱量平衡的廢氣進口濃度可以到1700～2000mg/m3。如果RTO裝置設計從燃燒室引出部分高溫氣體另行降溫后回到燃燒室以避免燃燒溫度＞1000℃的工藝，則可以提高RTO處理廢氣的濃度到25%LEL。

RTO系統(tǒng)盡管采用了一系列安全設計

RTO系統(tǒng)盡管采用了一系列安全設計，如廢氣收集預處理系統(tǒng)的防靜電、廢氣進口濃度與稀析閥連鎖、廢氣預混緩沖罐、廢氣風機與負壓連鎖、廢氣水預洗滌等，但是化工廠一定會有事故氣緊急排放或某些高濃廢氣正好集中排放導致的廢氣濃度暴增數倍的小概率事件，而處理10000m3/h廢氣流量的RTO裝置的緩沖罐容積也≤20m3，折算緩沖罐內停留時間＜8s，過短的緩沖時間導致裝置的閥門切換等來不及，廢氣總管和預處理系統(tǒng)出現回火。這是明火作業(yè)的RTO的本性決定的，是無法的。

CO屬無焰氧化，加上換熱器等金屬結構隔離，就是回火廢氣來源也達不到燃點；CO工藝管路上無閥門切換，不存在儀表失靈安全風險。

環(huán)保風險

RTO要求廢氣來源氣量和濃度穩(wěn)定，設計操作負荷彈性小，因此只適合用于連續(xù)穩(wěn)定的流水線廢氣，如果業(yè)主有間歇短暫高濃廢氣產生，則會頻繁出現因安全濃度下限要求導致廢氣在進裝置前被部分排空，存在環(huán)保風險。