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(nèi)部，開(kāi)啟后同時(shí)預(yù)熱催化劑。催化氧化床達(dá)到設(shè)定的溫度后，將熱空氣引入脫附床內(nèi)部，有機(jī)廢氣在加熱的作用下從活性炭表面全部解析出來(lái)。

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

在有機(jī)廢氣濃度較大時(shí)，燃燒產(chǎn)生的熱量過(guò)多會(huì)導(dǎo)致催化氧化床的溫度較大，進(jìn)而影響整個(gè)廢氣治理系統(tǒng)的安全性、為此，本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)含有冷空氣補(bǔ)充裝置，它可以引入新鮮空氣來(lái)降低反應(yīng)溫度，從而保證系統(tǒng)操作的安全性。

RCO催化燃燒設(shè)備工藝原理性能價(jià)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(jī)廢氣處理催化燃燒處理法工藝流程，在有機(jī)廢氣處理工程中針對(duì)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(diǎn)，如：

1、進(jìn)入催化燃燒裝置的氣體首要經(jīng)過(guò)預(yù)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(jìn)行催化床層的氣體溫度必須要達(dá)到所用催化劑的起燃溫度，催化反應(yīng)才能進(jìn)行。因此對(duì)于低于起燃溫度的進(jìn)氣，必須進(jìn)行預(yù)熱使其達(dá)到起燃溫度。

特別是開(kāi)車(chē)時(shí)，對(duì)冷時(shí)氣必須進(jìn)行預(yù)熱，因此催化燃燒法適于連續(xù)排氣的凈化，經(jīng)開(kāi)車(chē)時(shí)對(duì)進(jìn)氣預(yù)熱后，即可利用燃燒尾氣的熱量預(yù)熱進(jìn)口氣體。若廢氣為間歇排放，每次開(kāi)車(chē)均需對(duì)進(jìn)口冷氣進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱器的頻繁啟動(dòng)，使能耗大大增加。氣體的預(yù)熱方式可以采用電熱線也可以采用煙道氣加熱，目前應(yīng)用較多的為電加熱。

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

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

廢氣吸附 催化燃燒設(shè)備設(shè)計(jì)圖

活性炭吸附脫附 RCO催化燃燒設(shè)備設(shè)計(jì)圖，設(shè)計(jì)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(jié)合的廢氣凈化方案：

熱分解以RTO和CO的應(yīng)用例子

廢氣如果進(jìn)口濃度過(guò)高，可進(jìn)風(fēng)稀析，稀析閥與氧化氣溫度連鎖；廢氣進(jìn)口濃度如果為2130～3130mg/m3，可用電或燃?xì)馓嵘龔U氣進(jìn)催化劑層的溫度達(dá)到催化起燃溫度250℃；廢氣進(jìn)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(shí)CO能處理的廢氣濃度可以相應(yīng)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(nèi)要有一個(gè)長(zhǎng)明火點(diǎn)燃廢氣，而1.672×106kJ的燃燒器長(zhǎng)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(jìn)口濃度可以到1700～2000mg/m3。如果RTO裝置設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)

RTO系統(tǒng)盡管采用了一系列安全設(shè)計(jì)，如廢氣收集預(yù)處理系統(tǒng)的防靜電、廢氣進(jìn)口濃度與稀析閥連鎖、廢氣預(yù)混緩沖罐、廢氣風(fēng)機(jī)與負(fù)壓連鎖、廢氣水預(yù)洗滌等，但是化工廠一定會(huì)有事故氣緊急排放或某些高濃廢氣正好集中排放導(dǎo)致的廢氣濃度暴增數(shù)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(nèi)停留時(shí)間＜8s，過(guò)短的緩沖時(shí)間導(dǎo)致裝置的閥門(mén)切換等來(lái)不及，廢氣總管和預(yù)處理系統(tǒng)出現(xiàn)回火。這是明火作業(yè)的RTO的本性決定的，是無(wú)法的。

CO屬無(wú)焰氧化，加上換熱器等金屬結(jié)構(gòu)隔離，就是回火廢氣來(lái)源也達(dá)不到燃點(diǎn)；CO工藝管路上無(wú)閥門(mén)切換，不存在儀表失靈安全風(fēng)險(xiǎn)。

環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)

RTO要求廢氣來(lái)源氣量和濃度穩(wěn)定，設(shè)計(jì)操作負(fù)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(chǎn)生，則會(huì)頻繁出現(xiàn)因安全濃度下限要求導(dǎo)致廢氣在進(jìn)裝置前被部分排空，存在環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)。