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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(jī)地結(jié)合起來(lái)的一種方法,主要適用于較低濃度有機(jī)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(jī)廢氣,尤其對(duì)大風(fēng)量的處理場(chǎng)合,均可獲得滿意的經(jīng)濟(jì)效果和社會(huì)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(jī)廢氣,對(duì)其進(jìn)行熱氧化處理,并將有機(jī)物燃燒釋放的熱量有效利用。
改進(jìn)多機(jī)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(jī)廢氣先通過(guò)干式過(guò)濾,將廢氣中顆粒狀污染物截留去除,然后進(jìn)入吸附床進(jìn)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(guò)風(fēng)機(jī)、煙囪高空排放。
活性炭經(jīng)過(guò)吸附運(yùn)行一段時(shí)間后達(dá)到飽和,啟動(dòng)系統(tǒng)的脫附-催化燃燒過(guò)程,通過(guò)熱氣流將原來(lái)已經(jīng)吸附在活性炭表面的脫附出來(lái),并經(jīng)過(guò)催化燃燒反應(yīng)轉(zhuǎn)化生成CO2和水蒸氣等無(wú)害物質(zhì),并放出熱量,反應(yīng)產(chǎn)生的熱量經(jīng)過(guò)熱交換部分回用到脫附加熱氣流中,當(dāng)脫附達(dá)到一定程度時(shí)放熱跟脫附加熱達(dá)到平衡,系統(tǒng)在不外加熱量的情況下完成脫附再生過(guò)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(lái)處理大風(fēng)量、中低濃度的有機(jī)廢氣,可處理的包括類(lèi)、酮類(lèi)、脂類(lèi)、醇類(lèi)、醛類(lèi)、醚類(lèi)、烷類(lèi)和其混合類(lèi)??蓮V泛應(yīng)用于汽車(chē)、造船、摩托車(chē)、自行車(chē)、家用電器、集裝箱生產(chǎn)廠的噴漆、涂裝車(chē)間的有機(jī)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(chēng)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?xì)浠衔镌?00~450℃的溫度時(shí),通過(guò)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(jìn)入燃燒室以前,先經(jīng)過(guò)熱交換器被預(yù)熱后送至燃燒室,在燃燒室內(nèi)達(dá)到所要求的反應(yīng)溫度,氧化反應(yīng)在催化反應(yīng)器中進(jìn)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(jì)時(shí)應(yīng)考慮以下幾方面問(wèn)題:
1、氣流和溫度均勻分布。要使通過(guò)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(zhǎng)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)。
2、便于清洗和更換。催化劑反應(yīng)器一般應(yīng)設(shè)計(jì)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(wú)論反應(yīng)進(jìn)行到什么階段,都應(yīng)在盡可能高的溫度下進(jìn)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(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況恰當(dāng)?shù)剡x擇。
催化燃燒設(shè)備吸附脫附 活性炭再生
1、吸附過(guò)程吸附是氣體結(jié)合到固體上去的質(zhì)量傳遞過(guò)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(guò)處理后表面積極大,可有效吸附碳?xì)浠衔锏任廴疚铩F淙秉c(diǎn)是對(duì)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(huì)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(lái),從而使吸附劑的活性得到再生,這個(gè)過(guò)程成為脫附。為了進(jìn)行連續(xù)操作,一般提供兩個(gè)或多個(gè)吸附床。一個(gè)或幾個(gè)吸附床在吸附時(shí),另一個(gè)或幾個(gè)吸附床則進(jìn)行再生。
在吸附過(guò)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(huì)釋放出來(lái)。但是當(dāng)吸附床中的污染物濃度達(dá)到飽和時(shí),污染物便開(kāi)始釋放出來(lái),這種現(xiàn)象稱(chēng)為穿透。達(dá)到飽和的吸附床需要進(jìn)行再生,一般采用加熱的氣體對(duì)吸附床進(jìn)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(lái)進(jìn)行回收或分解處理。
2、燃燒過(guò)程當(dāng)氣流中的污染物可被氧化時(shí),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(yùn)行費(fèi)用,但是主要缺點(diǎn)是微量的硫和鉛的化合物會(huì)使催化劑,而且特定的催化劑對(duì)每種有機(jī)污染物起到催化燃燒的作用是不同的,對(duì)有些有機(jī)污染物的去除可能無(wú)效。
3、在燃燒工藝中,為了節(jié)省能源,一般對(duì)燃燒使用或產(chǎn)生的熱量進(jìn)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(jìn)行無(wú)焰燃燒,有機(jī)物質(zhì)氧化發(fā)生在固體催化劑表面,同時(shí)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(guò)程,使其多數(shù)形成分子氮(N2)。
承接各類(lèi)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(shì):
(1)起燃溫度低,能耗少,燃燒易達(dá)穩(wěn)定,甚至到起燃溫度后無(wú)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(wú)二次污染,且燃燒緩和,運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低,操作管理也很方便。