活性炭吸附脫附催化燃燒技術(shù)原理

廣東天清佳遠(yuǎn)環(huán)境科技有限公司（Csky）是一家專業(yè)從事工業(yè)煙氣凈化、工業(yè)粉塵治理、工業(yè)VOCs飛起治理整體解決方案、設(shè)計(jì)、研發(fā)、生產(chǎn)制造、售后一體的環(huán)保治理設(shè)備生產(chǎn)運(yùn)營服務(wù)商。

催化燃燒設(shè)備廢氣處理過程主要包括三部分吸附氣體過程、脫附氣體過程，催化燃燒過程。

1、吸附氣體流程：利用活性炭的物理特性對(duì)VOCs有機(jī)廢氣進(jìn)行吸附，利用蜂窩狀活性炭比表面積大、吸附能力強(qiáng)的特性，將有機(jī)廢氣吸附到活性炭的微孔中，待活性炭吸附飽和后，隨即進(jìn)行脫附氣體過程。

2、脫附氣體流程：當(dāng)活性炭微孔吸附飽和時(shí)，將不能再進(jìn)行吸附，此時(shí)利用催化床產(chǎn)生的高溫?zé)犸L(fēng)對(duì)吸附飽和后的活性炭進(jìn)行升溫脫附，活性炭微孔中的VOCs有機(jī)物遇高溫后自動(dòng)脫離活性炭，使活性炭脫附再生，脫附后的VOCs氣體隨即進(jìn)入催化燃燒室進(jìn)行催化燃燒。

3、脫附下來的VOCs有機(jī)廢氣已被濃縮，其濃度是原來的幾十倍甚至幾百倍并被送入催化燃燒室進(jìn)行催化燃燒，在250～350℃的高溫以及催化劑的催化氧化作用下，VOCs有機(jī)廢氣轉(zhuǎn)化為無害的CO2和H2O排出，從而使氣體得以凈化。

催化燃燒反應(yīng)是一個(gè)放熱反應(yīng)，催化燃燒處理后的潔凈空氣一部分直接排到大氣，大部分熱氣被再次回收利用，主要用于活性炭的脫附再生。所以催化燃燒設(shè)備既能滿足燃燒和脫附所需熱能，又能達(dá)到節(jié)能的目的，再生后的活性炭可用于下次吸附。

  有時(shí)為了增加催化燃燒設(shè)備的使用壽命，可以在催化燃燒設(shè)備之前加設(shè)一臺(tái)預(yù)處理設(shè)備，例如噴淋塔、干式過濾器或者除塵器，這些設(shè)備可以過濾廢氣中的顆粒物及粘性成分。

常用對(duì)的voc有機(jī)廢氣處理的技術(shù)

　　當(dāng)前，中國的空氣質(zhì)量跟環(huán)境已受到嚴(yán)重污染，必須加對(duì)于有機(jī)廢氣處理voc技術(shù)的研發(fā)力度，通過提廢氣處理技術(shù)來降低其對(duì)氣環(huán)境以及人們的危害。有機(jī)的廢氣對(duì)人體產(chǎn)生的危害是多方面的，不同行業(yè)的有機(jī)物的廢氣的毒性也是不會(huì)相同，目前國內(nèi)外對(duì)治理揮發(fā)性有機(jī)廢氣即voc廢氣開展了量的研究和應(yīng)用，下面將介紹幾中常用對(duì)的voc有機(jī)廢氣處理的技術(shù)：

　　吸附法：利用某些具有吸附能力的物質(zhì)如活性炭、硅膠、沸石分子篩、活性氧化鋁等具有多孔材料吸附有害成分而達(dá)到消除有害污染的目的。吸附法的優(yōu)點(diǎn)在于去除、能耗低、工藝成熟、脫附后溶劑可回收。缺點(diǎn)在于是設(shè)備龐，流程復(fù)雜，投資后運(yùn)行費(fèi)用較且有二次污染產(chǎn)生，當(dāng)廢氣中有膠粒物質(zhì)或其他雜質(zhì)時(shí)，吸附劑易。

　　熱破壞法：熱破壞法分為直接燃燒法、催化燃燒法和濃縮燃燒法。其破壞機(jī)理是氧化、熱裂解和熱分解，從而達(dá)到治理VOCs的目的。

　　生物處理法：生物處理技術(shù)應(yīng)用于有機(jī)廢氣的凈化處理是近幾年才開始的，是一項(xiàng)新興的技術(shù)。常見的生物處理工藝包括生物過濾法、生物滴濾法、生物洗滌法、膜生物反應(yīng)器和轉(zhuǎn)盤式生物過濾反應(yīng)器法。

　　光催化氧化法：光氧催化廢氣處理設(shè)備的技術(shù)是利用特種紫外線波段(C波段)，在特種催化氧化劑的作用下，將廢氣分子破碎并進(jìn)一步氧化還原的一種特殊處理方式。廢氣分子先經(jīng)過特殊波段能紫外光波破碎有機(jī)分子，打斷其分子鏈；同時(shí)，通過分解空氣中的氧和水，得到濃度臭氧，臭氧進(jìn)一步吸收能量，形成氧化性能更的自由羥基，氧化廢氣分子。同時(shí)根據(jù)不同的廢氣成分配置多種復(fù)合惰性催化劑，提廢氣處理的速度和，從而達(dá)到對(duì)廢氣進(jìn)行凈化的目的。

活性炭催化燃燒優(yōu)、缺點(diǎn)

有 機(jī)廢氣中所含揮發(fā)性有機(jī)化合物（Volatile Organic Compounds，VOCs），一般是指溫室下飽和蒸氣壓超過70.91Pa或沸點(diǎn)小于260℃的有機(jī)物，包括脂肪烴、芳香烴、酯類、醚類和鹵代烴等。 近年來的大量研究表明，碳組分是大氣顆粒物中含量的化學(xué)組分，有機(jī)碳（OC）、元素碳（EC）在顆粒物中的質(zhì)量濃度之和約占顆粒物質(zhì)量濃度的 20%～50%。大氣中的氣態(tài)揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）通過光化學(xué)反應(yīng)生成的二次有機(jī)碳（SOC）已經(jīng)成為顆粒物的重要組成。

采用顆粒活性碳固定床吸附VOCs，因受其吸附率低，床層損力大，需采用蒸汽再生等不利因素的影響未能大量推廣應(yīng)用。蜂窩狀活性炭吸附-催化燃燒法處理大風(fēng) 量低濃度VOCs廢氣從20世紀(jì)90年始得到了應(yīng)用[3]-[7]。由于蜂窩狀活性炭比粒狀活性炭（GAC）具有床層阻力小，可用熱空氣再生等優(yōu)點(diǎn)， 基本上解決了活性炭吸附裝置連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的難題，但仍然存在設(shè)備體積龐大、投資高、能耗高等缺點(diǎn)，主要在大型企業(yè)中應(yīng)用，一般中小企業(yè)無法承受其費(fèi)用。

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1.高沸點(diǎn)VOCs殘留聚合

廢氣處理中含有高沸點(diǎn)VOCs物質(zhì)時(shí)，若脫附熱量不足，吸附質(zhì)未被脫附，會(huì)使得吸附質(zhì)在近吸附短蓄積殘留，日久會(huì)發(fā)生聚合現(xiàn)象，進(jìn)而阻塞沸石吸附位置，造成該區(qū)域吸附效能減弱。為使吸附于沸石中的高沸點(diǎn)VOCs能脫附，給出如下建議：

(1)設(shè)置前端高沸點(diǎn)VOCs物質(zhì)去除設(shè)備

為了避免高沸點(diǎn)VOCs物質(zhì)吸附造成脫附困難，可在廢氣進(jìn)入吸附轉(zhuǎn)輪之前加前置濾布或活性炭過濾、加裝除霧器或冷凝器等，先將高沸點(diǎn)VOCs物質(zhì)去除。

(2)提高脫附熱容量

方法一為提高脫附溫度，建議溫度控制在180-200℃之間，不超過220℃，以免過多余熱導(dǎo)致冷卻，影響吸附段效果；另一種方法為提高脫附風(fēng)量，降低濃縮倍數(shù)，這樣可達(dá)到充分脫附效果。