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(1)預處理係統
考(kǎo)慮到生產過程(chéng)中有粉塵,需對匯集後出外(wài)牆的管道中的廢氣進行(háng)預處理;通過初(chū)效過濾器(G4)及中效過濾器(F8)作為過濾裝置,預(yù)處理後進入排風總管其作用是去除殘留在廢氣中的顆粒物,保(bǎo)護後續回收裝置的正常運行。
(2)有機廢氣淨化(huà)係統
本項目采(cǎi)用“收集+預處理+活性炭吸附、脫附裝置處理(lǐ)+催化燃燒”主要包括以下兩個部分: 1)經過預處理後的(de)廢氣,經活性炭吸附係統處理後通過排氣筒高空排放。 2)活性炭飽(bǎo)和後利用熱空氣進行脫附,脫附後氣體經(jīng)過催化氧化係統進行進一步處理淨化後排放。
活(huó)性(xìng)炭工作(zuò)原理分二分部,一是吸附,二是脫附再生
吸炭脫附流程、吸收氣體流程、控製係統
1.廢氣收集係統:待處(chù)理廢氣由收集風管收集後排(pái)至廢(fèi)氣處理(lǐ)裝置進行處理。
2. 顆粒物去除段:從室內排至室外的排風管道首先 進入初效過濾器對粉塵進(jìn)行過(guò)濾,不經過預處理(lǐ),直接(jiē)送入活性(xìng)炭箱吸附易造成活性炭堵塞,影響其吸附(fù)能力,故要通過幹式初(chū)效過濾箱來去除(chú)這些成分。
3. 活性炭吸附段:經過(guò)預處理(lǐ)後的廢氣進入活性炭吸附箱,氣體(tǐ)進入吸附箱後,氣體中的有機物質被活性炭吸附而(ér)著附在活性炭的(de)表麵,從而使氣體得以(yǐ)淨化,淨化後的氣體(tǐ)再通過風管接入下一(yī)級處理設備。
4. 脫附氣體流程:當吸附床吸附飽和後,可啟動脫(tuō)附風(fēng)機對該吸(xī)附床脫附,脫附氣體首(shǒu)先經過催化床中的換熱器,然後進入催化床中的(de)預熱器,在紅外熱器的作用(yòng)下,使氣體(tǐ)溫度提高到 300℃左右,再(zài)通過催化劑,有機物質(zhì)在催化劑的作用下燃燒,被分(fèn)解為 CO 2和 H 2O,同時放出大量的熱,氣體溫度進一部提高,該高溫氣體再次(cì)通過換熱器,與進(jìn)來的冷風換熱,回(huí)收一部分熱量。從換(huàn)熱器出來的氣體分兩部分:一部分直接(jiē)進入下一級處理設備;另一部分進入吸附床(chuáng)對活性炭進行(háng)脫附。當脫附溫度過高時可(kě)啟動補冷風機進行補冷,使脫附(fù)氣體溫度穩定在一個合適的範圍內。活性炭吸附床內溫(wēn)度(dù)超過(guò)報警值,自動啟(qǐ)用火災應急自動噴(pēn)淋係統。
5. 吸收氣體流程:經活(huó)性炭淨化後的氣體和催化燃燒爐處理後的氣體,高空排放。
6. 控製係統:控製係統對係統中的風機、預熱器、溫度、電動閥門進行控製(zhì)。當係統溫度達到預定的(de)催化溫度(dù)時,係統自動停止預(yù)熱器的(de)加熱,當溫度不夠時(shí),係統又重新啟動預熱器,使催化(huà)溫度維持在一個適當的範圍;當催化床的溫度過高時,開啟補冷風閥,向催化床係統內補充新鮮空氣,可有效(xiào)地控製催化床的溫度,防止催化床的溫度過高。此外,係統中還有防火(huǒ)閥,可有效地防止火焰回串。當活性碳吸附床脫附時溫(wēn)度過高(gāo)時,自動啟用補冷(lěng)風機(jī)降低(dī)係(xì)統溫度,溫度超過報警值,自動開啟火災應急自動噴淋係統,確保係統(tǒng)安全,整個係統采用 PLC自動控製。
7.活性炭吸(xī)附管設備內壁采用雙層碳鋼外(wài)殼,鋼板厚度3.0mm,保溫厚50mm,法蘭有連接的地方采用氟膠墊防腐。
活性(xìng)碳吸脫附催化燃燒吸附流程解析(xī)
活性(xìng)炭是一(yī)類有著強力吸附性質的物質,它的結構特性,讓活性炭能夠進(jìn)行較為高質量的吸收,並且吸收的量也是非常巨大的。在91视频网的生活(huó)中,91视频网也是會經常使用這類物(wù)質,進行氣體的吸收。所以在工業中進行廢氣吸收,也是有著活性炭(tàn)的利用,活性碳吸脫附催化燃燒這一技術,便是大(dà)大發揮出了活性炭的性(xìng)質(zhì)
1、吸附:有機廢(fèi)氣經過濾器除去固體(tǐ)顆粒物質,由上而下進入吸附罐,有機物被活性炭捕(bǔ)集、吸附並濃縮,淨(jìng)化的空氣從罐體下部(bù)經主風(fēng)機排入大氣。
2、解吸:當活性(xìng)炭吸附(fù)有機物達到飽和狀態後,停止吸入有機廢氣。通過(guò)活性(xìng)炭床向上送入蒸汽進行吹脫,將(jiāng)有機物(wù)自活性炭中逐出,即解吸。罐中活性炭(tàn)恢(huī)複其活性,即再生(shēng)。
3、熱風幹燥及冷卻:用蒸汽解(jiě)吸後的活性炭層中,約留有80~90%的蒸(zhēng)汽凝液,填充了活性炭內孔(kǒng),從而降低(dī)了(le)炭層的活性。因此,通入(rù)熱空氣對炭層進行幹(gàn)燥(zào)。然(rán)後關閉蒸汽閥門,再通(tōng)入常(cháng)溫空氣,冷卻至25℃左右,活性炭恢複如初,以備再循環使用。
1、 吸附-催化(huà)燃燒法原理
吸附濃縮(suō)-催化燃燒法,該設備采用多氣路連續工作,設備多個(gè)吸附床可交替使用。含有機物的廢氣經風(fēng)機的作用,經過活性炭吸附層,有機(jī)物質被活性炭特有的(de)作用力截留在其內(nèi)部,吸附去處效率達80%,吸附後的潔淨氣(qì)體排出(chū);經過一段時間後,活性炭達到飽(bǎo)和(hé)狀態時,停止吸附,此時有機物已被濃縮在活性炭內(nèi),之後按照PLC自動控製程序將飽和的活性炭床與脫(tuō)附後待用的活性炭床(chuáng)進行交替切換。CO(催化氧化設備)自動升溫(wēn)將熱空氣通過風機送入活性炭床使碳(tàn)層升溫將有機物從活性炭中(zhōng)“蒸(zhēng)”出,脫附出來的廢氣屬於高濃度、小風(fēng)量、高溫度的(de)有機廢氣。
催化燃燒(shāo)法:VOC-CH 型有機氣體催化淨化裝置(zhì),是利用催化劑使有害氣體中的可燃組分在較低的溫度下氧化分解的淨化方法。對於 CnHm 和有(yǒu)機溶劑蒸汽氧化分解生成CO2和(hé)H2O並釋放出大量熱(rè)量。
活性炭脫附出來的高濃度、小(xiǎo)風量、高溫度(dù)的有機廢(fèi)氣經阻火除塵器過濾(lǜ)後,進入特製的板式熱交換器(qì),和催化反應後的高溫氣體進(jìn)行能量間接交換,此時廢(fèi)氣源的(de)溫度得到一次提(tí)升;具有一定溫度的(de)氣體進(jìn)入預熱(rè)器,進行第二次的(de)溫度提升;之(zhī)後進入一級催化反應,此時有(yǒu)機廢氣(qì)在(zài)低溫(wēn)下部份分解,並釋放出能量,對廢氣源進行直接加熱,將氣體溫度提高到催化(huà)反應的理想溫度;經溫度檢(jiǎn)測係(xì)統檢測(cè),溫度符合催化反應的溫度(dù)要求,進入催化(huà)燃燒室,有機氣體得到透徹分解,同時釋放出大量的熱量;淨化後的氣體(tǐ)通過熱交(jiāo)換器將熱能轉換給(gěi)出冷氣流,降(jiàng)溫後氣體由引(yǐn)風機排空。
有機物利用(yòng)自身氧化(huà)燃燒釋放出(chū)的熱量維持自燃,如果脫附(fù)廢氣濃(nóng)度(dù)足夠高,CO 正常使用需要很少的(de)電功率甚至(zhì)不需要電功率加熱,做到真正的節能、環保(bǎo),同時,整套裝置安全、可靠、無二次汙染。
2、 處理工藝流程
根(gēn)據行業要求(qiú)及減少用戶(hù)投資成本、運行維護費用,擬采用濕法除塵、幹式過濾、活性炭吸(xī)附、催化燃燒脫附的方式對噴漆房汙染綜合治理,其中吸附濃縮 環保,同時,整套裝置安全、可靠、無二次汙染(rǎn)。
本處理裝置工藝采用濕法(fǎ)除(chú)塵+幹式過(guò)濾+吸附+催化淨化裝(zhuāng)置,工作方式為(wéi):一個濕式除塵塔+幹式過濾器+若幹個吸附床,經過除(chú)塵過濾去除漆霧後,有機廢氣進入吸附床中進行吸附工作,淨(jìng)化後的氣體由風機排入排氣筒達標排放。日常工作時吸附床中一個進行脫附再生工作,其餘進行吸附工作(zuò)。脫附時啟(qǐ)動(dòng)催化燃燒(shāo)器中的電預(yù)熱器,待溫度達到起燃溫度時,由脫(tuō)附風機和補冷風(fēng)機補入係統中的冷風,經混合後調到適當溫度(dù)(140℃,其中廢(fèi)氣中有機成分(fèn)沸點:甲苯110.6℃,二甲苯138-144℃)後送入吸附床進行脫附操作,吹脫出的高濃度有機廢氣(可濃縮10-20倍)與燃(rán)燒後的熱廢氣在(zài)熱交換器中進行熱交換得到預熱後送入燃燒室,在燃燒室中升(shēng)到起燃溫(wēn)度後由催化劑(jì)將(jiāng)有機物氧化分解為無害的CO2和H2O。燃燒後的廢氣(qì)經(jīng)脫附出的氣體熱交換(huàn)溫度降低至(zhì)180-200℃後用於脫附,多餘廢氣排(pái)入排氣筒。
由多個吸附床輪流進行吸附和脫(tuō)附再生,吸附與(yǔ)脫附之間切換,連續運行(工(gōng)作時(shí)間可根據企業生產情(qíng)況調節)。本工程設計廢氣濃度100ppm,濃(nóng)縮後有機 廢氣濃度可達到5000mg/m3以上,在燃燒器啟(qǐ)動通過(guò)電加熱升溫至起燃溫度後,可維持自燃。
氣體進口處設一直排(pái)口,裝有電動閥門控(kòng)製,在設備不(bú)工作時,直排口始終打開,當吸附裝置風機出現故障時,直排閥門自動打開,進行檢修作業。脫附再生采用催化淨化裝置,裝置進出口均安裝阻火器,整個係統采用PLC 控製。
RCO蓄熱式催化燃(rán)燒裝置
一. RCO淨化設(shè)備適用範圍
RCO設備可直接應用於中高濃度(1000mg/m3-10000 mg/m3)的有機廢氣淨化;RCO設(shè)備也(yě)可應用於活性(xìng)炭(tàn)吸附濃縮催化燃燒係統,用於替代催化燃燒和加熱器部分。
RCO處理技術特別適用於(yú)熱回(huí)收率需(xū)求高的場合,也(yě)適用於同一生(shēng)產線上,因產品不同,廢氣成分經常發生(shēng)變(biàn)化(huà)或廢氣濃度波動較大的場(chǎng)合。應用行業包括汽車、造船、摩托車、自行(háng)車、家用電器、集裝箱等生產廠的塗裝生產線。石油(yóu)、化工、橡膠(jiāo)、油漆,塗(tú)料、製鞋粘膠(jiāo)、塑膠製品、印鐵製罐、印(yìn)刷油墨、電纜及漆(qī)包線等生產線的(de)廢氣(qì)處理,尤其適用於需要(yào)熱能回收的企業(yè)或烘幹線廢氣處理(lǐ),可將能源回收用於烘幹線,從而達到節約能源的目的。可處理(lǐ)的有機物質種(zhǒng)類包括苯類、酮類、酯類、酚類、醛類、醇類、醚類和烴類等等。
二. RCO淨化原理
在工業生產過程中,排放的有機尾氣通過引風機進入設備的旋(xuán)轉閥,通過選(xuǎn)轉閥將(jiāng)進口氣體和出口氣體完全分開。氣體首先(xiān)通過陶瓷材料(liào)填(tián)充層(底層)預熱後發生熱量(liàng)的儲備和熱交換,其溫度幾乎達到催化層(中層)進行催化氧化所設定的溫(wēn)度,這時(shí)其中部分汙染物氧化分解;廢氣繼續通過加熱區(上(shàng)層,可采用電加熱方式或天然氣加熱方式(shì))升(shēng)溫,並維持在設定溫度;其再進入催化層完成催化氧化反應,即反應生成CO2和(hé)H2O,並釋放(fàng)大量的熱量,以達到預期的處理效果。經(jīng)催化氧化後的氣(qì)體進入其它的陶瓷填充層,回收熱能後通過旋轉閥(fá)排(pái)放到大氣中,淨(jìng)化後排(pái)氣溫度僅略高於廢(fèi)氣處理前的溫度。係統連(lián)續運轉、自動切換。通過旋轉閥工作,所有(yǒu)的陶(táo)瓷(cí)填充(chōng)層均完成加熱、冷卻、淨化的循環步驟,熱量得以回收。
RCO蓄熱式催化燃燒裝置使用旋轉閥替代了傳(chuán)統設備中眾多的閥門以及複雜的液壓設備。有機物去除率可以達到(dào)98%以上(shàng), 熱回收率達到95-97%。
三(sān). 設備特(tè)點
1. 操作費用低,RCO一般在有機廢氣達到一定濃度(1000mg/m3以(yǐ)上)時(shí),淨化(huà)裝置中的加熱室不需進行輔助加熱,節(jiē)省了費用;
2.不產生氮氧(yǎng)化物(NOX)等二次汙(wū)染物;
3.全自動控製、操(cāo)作管理方便;
4.安全性高、淨化效率高(gāo)達99%以上;
5.效率(lǜ)高的熱量回收(shōu)率,熱(rè)回(huí)收效率≥95%
RTO技術和RCO技術是VOCs(揮發性(xìng)有機化合物)治理(lǐ)技術,是目前應用較廣、治理效果好(hǎo)、運行穩(wěn)定、成本較低的成熟性技術。
RTO,是(shì)指蓄熱式熱氧化技術,英文名為“Regenerative Thermal Oxidizer”。RTO蓄熱式熱(rè)氧化回收熱量采用一種新的非穩態熱傳遞方式,原理是把有機廢氣加熱到760℃以上使(shǐ)廢氣中的VOC氧化分解成CO2和H2O。氧化產生的高溫氣體流經特製的陶瓷蓄(xù)熱(rè)體,使陶瓷體升(shēng)溫而“蓄(xù)熱”,此蓄(xù)熱用於預熱後續進(jìn)入的有機廢氣,從(cóng)而節省廢氣升溫的燃料消耗(hào)。RTO技術適用於處理中低濃度 (100-3500mg/m3)廢氣(qì),分(fèn)解效率為95%-99%。
RCO,是指蓄熱式催化燃燒法,英(yīng)文名(míng)為“Regenerative Catalytic Oxidation Oxidition”。RCO蓄熱(rè)式(shì)催化燃燒法(fǎ)作用原理是:一步是催化劑對(duì)VOC分子的吸附,提高了反應(yīng)物的濃度,第二(èr)步是催化氧化階段降低反應(yīng)的活化能,提高了(le)反應速(sù)率。借助催化劑可使有(yǒu)機廢氣(qì)在較(jiào)低的起燃溫度下,發生(shēng)無氧燃燒,分解成CO2和H2O放出大量的熱,與直接燃燒相比,具有(yǒu)起燃溫度低,能耗小的特點(diǎn),某些情況下達到起燃溫度後(hòu)無需外界供熱,反應溫(wēn)度在250-400℃。 RTO是大(dà)風量、高濃度有機廢氣理想的處理(lǐ)方式,適用於生產過程不需要熱量的場合。
RTO特點:
1、 氧化(huà)溫度(dù)為760-815℃
2、 有機廢氣在燃燒室的逗留時間為1-2秒
3、 可(kě)以達到99%以上的有機廢氣分解(jiě)率(三室RTO)
4、 使用蜂窩陶瓷蓄(xù)熱+預(yù)熱有機廢氣,充分利用熱能
5、 燃燒器(qì)輸出的調節比則可達26:1
6、 設備的使用(yòng)壽命很長
一種沸石轉輪吸附濃縮+催化燃燒新工藝
VOCs的種類繁(fán)多(duō)、成分複雜、性(xìng)質(zhì)各異,在很多情況(kuàng)下采用一種淨化技術往往難以達到治理要求,而且(qiě)也不經濟。利用(yòng)不同單元治理(lǐ)技術的優勢,采用組合治理工藝,不僅可以滿(mǎn)足排放要求,而且可以降低淨化設備的運行費用。因此,在有機廢氣治理中,采用兩種或多種(zhǒng)淨化技術的組合工藝得到了迅(xùn)速發展。沸石轉輪濃縮技術就是針(zhēn)對低濃(nóng)度VOCs的治理而發展(zhǎn)起來的一種新技術,與催化燃(rán)燒或高溫焚燒進行組合,形成了沸石轉輪吸附濃縮+焚燒技術[1]。
1、技術研究(jiū)現狀
蜂窩轉輪吸附+催化燃燒處理(lǐ)技術是20世紀70年代(dài)由日(rì)本發明的一種有機廢氣處理係(xì)統,吸附裝(zhuāng)置是用分子篩、活性炭纖維或含炭材料製備(bèi)的瓦楞型紙(zhǐ)板組裝(zhuāng)起來的蜂窩轉輪,吸附與脫附氣流的流向相反,兩個過程同時進行。這種係統在20世紀80年代初被我國(guó)引進和仿製,但由於吸附元件(蜂窩轉輪)以及係統關鍵部(bù)位連接技術都不過關(guān),吸附與脫附的串風問題未得到根(gēn)本解決,設備性能不穩定,因此國內應用較(jiào)少,一直未得到推廣。
20世(shì)紀80年代(dài)末研(yán)製設計(jì)了固定床吸附+催(cuī)化燃燒處理係統。該係統是將吸(xī)附材料裝填在固定床中,再將吸附床與催化燃燒裝置組合成淨化處理係統(tǒng)。該工藝係統的原理與上述蜂窩轉輪(lún)吸附(fù)+催(cuī)化燃燒技(jì)術基本相同,但由於單(dān)件吸附床的吸附與脫附再生過程分開進行,在操作上克服了蜂窩轉輪淨化係統吸、脫附(fù)易串氣的缺點。經不斷改進,係統配置更加合理,淨化效率高(gāo),運行節能效果顯著,在技術上(shàng)達到水平[2]。該工藝(yì)係統非常適(shì)合(hé)處理大(dà)氣體量、低濃度的(de)VOCs廢氣,其(qí)單套係統的廢氣處理量可以從幾千到十幾萬(m3/h)。該技術(shù)是我國真正(zhèng)自(zì)主創(chuàng)新的(de)VOCs廢氣治理工藝,自1989年在國內(nèi)推廣,到目前已有數百套該類係統(tǒng)與裝置在使用。已經(jīng)成為國內工業VOCs廢氣治理的主流產品之一,並預計在將來(lái)仍將有很大的應用前景[3]。
利用催(cuī)化(huà)燃燒法進行工業有機廢氣的治理,已經普遍應用於汽車噴塗、磁帶製(zhì)造和飛機零部件噴塗等。催化燃燒技術將揮(huī)發出來的大量有機(jī)溶劑充(chōng)分燃燒(shāo)。催化劑采用多孔陶瓷載體催化劑,催化前(qián)的預熱溫(wēn)度視VOC種類而不(bú)同:聚氨酯(zhǐ)380~480℃,聚酯亞胺480~580℃;有機物(wù)濃度約1600mg/m3,淨(jìng)化效率(lǜ)平 均為99%。
2、轉輪濃縮+催化燃燒新工(gōng)藝
2.1技術介(jiè)紹
針(zhēn)對現行各種方(fāng)法在處(chù)理(lǐ)低濃度、大風量的VOC汙染空氣時存在的設備投(tóu)資大、運行成本高、去除效率低等問題,91视频网研發了一種用於處理低VOC濃度、大風量工業廢氣的效率高、安全的處理工藝。該方法的基本構思是:采用吸附分離法對低濃度、大風量工業廢氣中的VOC進行分離濃(nóng)縮,對濃縮後的高(gāo)濃度、小風量的汙染空氣采用燃燒(shāo)法(fǎ)進行分解淨化,通稱吸附(fù)分離濃縮(suō)+燃燒分解淨化法。具有蜂(fēng)窩狀結構的吸附轉輪被安裝在(zài)分隔成吸附、再生、冷卻三個區的殼體中,在(zài)調速馬達的驅動下以每(měi)小時3~8轉(zhuǎn)的速度緩慢回(huí)轉。吸附、再生(shēng)、冷卻三個區(qū)分別與處(chù)理(lǐ)空氣、冷卻空氣、再生空(kōng)氣風道相連接。而且,為了防止各個區之(zhī)間串風及(jí)吸(xī)附轉輪的圓周與殼體之間(jiān)的空氣泄(xiè)漏,各個區的分隔板與吸附轉輪之間、吸附轉輪的圓周(zhōu)與殼體之間均裝有耐高溫、耐溶劑的氟橡膠密封材料。含有VOC的汙染(rǎn)空氣由鼓風機送到吸附轉輪(lún)的吸附(fù)區,汙染空氣在通過轉輪蜂窩狀通道時,所含VOC成(chéng)分被吸(xī)附劑所吸附(fù),空氣得到淨化。隨著吸附轉輪的回轉,接近吸附飽和狀態的吸附轉輪進入到再(zài)生區,在與高溫再生空氣接觸的過程(chéng)中,VOC被脫附下來進入到再(zài)生空氣中,吸附轉輪得到再生。再(zài)生後(hòu)的吸附(fù)轉輪經過冷卻(què)區冷卻降溫後,返回到吸附區,完成吸附/脫附/冷卻的循環過程。由於該過程再生空(kōng)氣的風量一般僅為處理風(fēng)量的1/10,再生過程出口(kǒu)空氣中VOC濃度(dù)被濃縮(suō)為處理空(kōng)氣濃度的10倍[4]。因此,該過程(chéng)又被稱為VOC濃縮除去過程。
2.2、圖1是轉輪吸附濃縮-催化(huà)燃燒工藝(yì)流程圖,相關說明如下:
1號風機帶動(dòng)含VOCs廢氣經過轉輪a區(qū)域(yù)(藍1線路),a區域(yù)為吸附區,根據不同的(de)目標物可在轉輪中填充不同的吸附(fù)材料。吸附了VOCs的a區域隨轉輪轉動來到b區域進行脫(tuō)附(紅2)。流(liú)經傳熱1的高溫氣流將吸附於轉輪上的VOCs脫(tuō)附下來,並經過傳熱2達到起燃溫度,隨(suí)後進入催化燃燒室進行催化(huà)氧化(huà)反應。由於轉輪脫附(fù)之後要又要進(jìn)行吸(xī)附,所以在脫附區域旁邊設冷卻區域c,以空氣進(jìn)行冷卻(藍2),冷卻之後的溫空氣經傳熱1變成脫附用熱空氣。催化燃燒反應之後的熱氣流(紅3)將部分熱(rè)量傳遞給(gěi)傳熱2、傳熱1後排至(zhì)空氣。為(wéi)了(le)防止催化燃燒室溫(wēn)度過高,設置第(dì)三方冷卻線路(紫4)用於催化(huà)燃(rán)燒(shāo)室的緊(jǐn)急降溫。整個係統(tǒng)由2個監控(kòng)係統組成,PC1(綠點(diǎn)線(xiàn))負(fù)責監控催化燃燒室、傳(chuán)熱器(qì)的溫度(其內部設電輔熱(rè)裝置以平衡溫度波(bō)動),PC2(黃點線)負責風機控製,根據實際情況(kuàng)調節進氣流量。PC2屬(shǔ)於PC1的子級係統,當PC1監測到溫度波動超過允許範圍(wéi)時立刻將(jiāng)信息傳遞給PC2,PC2將收到的信息轉成指令傳遞給各風機。
2.3 新(xīn)工藝的特點
在近期(qī)調(diào)研的基礎上對前期工藝進行了(le)優化,主要體現在以下(xià)幾個方(fāng)麵:
1、吸(xī)附區旁路內循(xún)環的建立(lì),當(dāng)廢氣經過吸附區吸附後不達標(綠(lǜ)色在線監(jiān)測儀),進入旁路內循環(huán),再次(cì)進行(háng)吸(xī)附處理。此旁路內循(xún)環的基本思路為消滅現有汙(wū)染再吸(xī)納新的(de)汙染。
2、冷卻風旁路建立,在工況十分複雜的情況下,VOCs濃度有可能(néng)陡然升高 此(cǐ)時將部分冷卻風引入到吸附區以降(jiàng)低脫附風量,同時(shí)在傳熱2後補充(chōng)新風,以維係進入催化反應器的風量在預設範圍以內。此旁(páng)路的基本(běn)思想是以新風對高濃(nóng)度VOCs進行稀釋,因而從效果上看(kàn)此法也會延長治理時(shí)間。
3、與傳(chuán)統工(gōng)藝相比,該整個係統采用(yòng)引風機設計,便於(yú)對旁路的調控。去掉給催化燃燒裝置(zhì)用的降溫鼓風機,此機治標不治(zhì)本,改(gǎi)為在轉輪部分控製VOCs濃度。
4、催化燃燒室去(qù)掉電(diàn)輔熱係統,改由傳熱2對空(kōng)氣加熱到VOCs起(qǐ)然溫度,並利用反應放(fàng)熱使催化(huà)燃燒室溫度穩定在500-600範圍內。
5、轉輪轉速易調,則在2的情況下可以適當提高轉輪轉速,減少單位麵積轉輪單位時間內吸附VOCs的量,從而保障(zhàng)係統(tǒng)的安全。
三、轉輪吸附的影響因(yīn)素
當吸附材料確實後,影響轉輪裝置吸附性能(néng)的主要因素是轉輪運行參數(shù)和進氣參數。Yosuke等認為,一定(dìng)範圍內進氣負荷的變化可通(tōng)過轉(zhuǎn)速、濃縮比、再生風溫度等(děng)轉輪運行參(cān)數調(diào)節,以(yǐ)維持預定的性能;Lin等將蜂窩轉輪應用於TFT-LCD產業廢氣(qì)處(chù)理,當處理高排放濃度(dù)時(shí),將(jiāng)入流速度降至1.5m/s,濃縮比降至8,轉速增至6.5r/h,再生風溫度升至(zhì)220℃,係統去除效(xiào)率可達90%以上;Hisashi等指出理想轉速由再生風熱容量與吸附劑熱容量平(píng)衡決定。
3.1 濃縮比
轉輪(lún)通過吸附-脫附以(yǐ)獲得低流量的濃縮氣體,因此濃縮比是轉(zhuǎn)輪(lún)性能的一個重要指(zhǐ)標,定義為進氣流量與再(zài)生風流量的比值(zhí)F,低濃縮比雖(suī)然(rán)可以保證高去除效率(lǜ),但增加再生風量(liàng)的同時也增加了脫附能耗,而且濃縮氣體的濃(nóng)度亦隨著脫附風量的增加而降低。當濃縮比從14減少至6時,甲苯的出口濃度僅從4.7mg/m3。降低到1.5 mg/m3,但濃縮後的甲苯濃度從1345mg/m3降至576 mg/m3,如(rú)此低的濃度不利於後(hòu)續(xù)燃燒或泠凝單元處理。因此,在(zài)確保係統(tǒng)設定的去(qù)除率前提下,合理選擇濃縮比是至關重要的[6]。工程應用上,濃縮比應兼顧效率與能(néng)耗,對於高濃度廢(fèi)氣,可選擇低濃縮比以(yǐ)確保(bǎo)去除率;而對於低濃度廢氣,適當選擇高濃縮比有利於係統整體能(néng)效比提高。
3.2轉輪轉速
吸附與脫附在轉輪運行周期中是同步進行的,兩者互為影(yǐng)響並共同決定轉輪的(de)去(qù)除效率,而(ér)轉速的大小(xiǎo)意味著吸附和(hé)脫附時間長短。當轉速低於理想轉速時(shí),相應的運行周期變長,其脫附區的再生(shēng)充分,但是其相對(duì)吸附能力λ箍著轉速n的減小而減小,在(zài)溫度分(fèn)布曲線(xiàn)上(shàng)表現為吸附區的曲線(xiàn)下降明顯(xiǎn),這是由吸附放熱少(shǎo)引起(qǐ)的,反映了吸附率的降低。而當轉速大於理想轉(zhuǎn)速時,溫度曲線表現為隻有脫附區前段少部分能被加熱到再(zài)生溫度,因此理想轉速是脫附與吸附的理想平衡。因此,理想轉速本質上是吸附和脫附時間的控(kòng)製,以實現轉輪去除率大。實際(jì)應用(yòng)時,因受多因素影響,轉輪轉速為配合其(qí)他參數變(biàn)化可控(kòng)製在一區間值。
3.3 再生風溫度
吸附劑的(de)解析再生存在(zài)一個特征溫度(低清洗溫度),高於該溫(wēn)度可以獲得更快的解析速率同時(shí)消耗更小的脫附風量。
3.4進氣參(cān)數
1、 進氣(qì)濕度
實際工程中,有機廢氣一般都含有水分,部分相對濕度(dù)甚至達到80%。而水分可能與汙染物形成(chéng)吸附競爭,占據轉輪吸附空間而降低汙(wū)染物去(qù)除效率,因此抗濕(shī)性是衡量吸附性能的重要指標之(zhī)一。
2 、進氣流速
在一定(dìng)條件下,理想轉速(sù)與進氣流(liú)速成正比,當進氣流速提(tí)高時,轉(zhuǎn)速應相應的提高,如果(guǒ)轉速未根(gēn)據(jù)流速進(jìn)行相應的提高,運行值低於理想轉速其相對吸(xī)附能(néng)力λ隨(suí)著轉速n的減小而減小(xiǎo),在溫度分布曲線上表現為吸附區的曲線下降明(míng)顯,反映了吸附率(lǜ)的(de)降低。因此對於高濃度有機(jī)廢氣,控製低進氣流(liú)速是十分必要的,或可相(xiàng)應的提高轉速。
四、轉輪吸附(fù)濃縮+催化燃燒的關鍵點
吸附分離濃縮+燃燒分解淨化法(fǎ)的核心技術(shù)是效率高吸(xī)附分離濃縮過程(chéng)以及所采用的(de)具有(yǒu)蜂窩狀結(jié)構的吸附轉輪。
4.1 沸石型號選擇及性能研究
疏水性沸(fèi)石轉輪的研製。需要把加工成波紋(wén)形(xíng)和平板形陶瓷纖維紙用無機粘合劑粘接在一起後卷成(chéng)具有蜂窩狀結構的(de)轉輪,並將疏水性分子篩塗敷在蜂窩狀通道的表麵製(zhì)成吸附轉輪,應(yīng)用於工業廢氣中VOC的淨化處理過程。
4.2 轉輪工藝參數及結構優(yōu)化
濃縮比——轉(zhuǎn)輪通過吸附-脫附以獲得低流量的濃縮氣體(tǐ),因此(cǐ)濃縮比是轉輪性能的(de)一個重要指標,定義為進(jìn)氣流量與再生風流量的比值(zhí)F。
轉輪轉速——吸附與脫(tuō)附在轉輪運行周期中是同步進行的,兩(liǎng)者互為影響並共同決(jué)定轉輪的去除效率(lǜ),而轉速的大小意味著吸附和脫附時間(jiān)長短。
再(zài)生風溫度(dù)——吸附劑的解(jiě)析再生存在一個特征溫度(低清洗(xǐ)溫度(dù)),高於該溫(wēn)度可以(yǐ)獲得更快的解析速率同時消耗更小的脫附風量。
密封性不佳是轉輪應用上存在(zài)的竄風的(de)問題(tí),結構的密封是一個非常重要的控製點。
催化劑的選擇。性能良好的催(cuī)化劑應滿足下列基本要求(qiú):
(1)具有優良(liáng)的低溫(wēn)活性,並適應較高(gāo)空速,因其直接關(guān)係到裝置的建設費(fèi)用(yòng)和運行費用;
(2)熱穩定(dìng)性好,在廢(fèi)氣濃度過(guò)高而(ér)產生(shēng)大量反應熱的情況下,催化劑的溫度會急劇上升,此時催化(huà)劑應不發(fā)生顯著的物理化學變(biàn)化;
(3)具有一定的機械強度和較小的壓力降。