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華烯環(huán)保廢氣治理關(guān)于催化焚燒工藝介紹

來(lái)源：華烯環(huán)保發(fā)布時(shí)間：2019-05-07 閱讀：646次

華烯環(huán)保廢氣治理關(guān)于催化焚燒工藝介紹：

沸石轉(zhuǎn)輪吸附濃縮+焚燒技能的研究現(xiàn)狀及底子工藝特色，介紹了一種新的沸石轉(zhuǎn)輪濃縮+催化焚燒處理蒸發(fā)性有機(jī)化合物的工藝，指出了該工藝的特色及要害點(diǎn)，以及該技能的發(fā)展方向。

VOCs的品種繁復(fù)、成分雜亂、性質(zhì)各異，在許多情況下選用一種凈化技能往往難以到達(dá)治理要求，且不經(jīng)濟(jì)。使用不同單元治理技能的優(yōu)勢(shì)，選用組合治理工藝，不僅可滿意排放要求，而且可下降凈化設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。因而，在有機(jī)廢氣治理中，選用兩種或多種凈化技能的組合工藝得到了迅速發(fā)展。沸石轉(zhuǎn)輪濃縮技能就是針對(duì)低濃度VOCs的治理而發(fā)展起來(lái)的一種新技能，與催化焚燒或高溫焚燒進(jìn)行組合，形成了沸石轉(zhuǎn)輪吸附濃縮+焚燒技能。

技能研究現(xiàn)狀

蜂窩轉(zhuǎn)輪吸附+催化焚燒處理技能是20世紀(jì)70年代由日本發(fā)明的一種有機(jī)廢氣處理體系，吸附設(shè)備是用分子篩、活性碳纖維或含碳資料制備的瓦楞型紙板拼裝起來(lái)的蜂窩轉(zhuǎn)輪，吸附與脫附氣流的流向相反，兩個(gè)進(jìn)程一起進(jìn)行。這種體系在20世紀(jì)80年代初被我國(guó)引進(jìn)和拷貝，但因?yàn)槲皆?蜂窩轉(zhuǎn)輪)以及體系要害部位連接技能都不過(guò)關(guān)，吸附與脫附的竄風(fēng)問(wèn)題未得到底子處理，設(shè)備功能不穩(wěn)定，因而國(guó)內(nèi)使用較少，一向未能得到推行。

20世紀(jì)80年代末研發(fā)規(guī)劃了固定床吸附+催化焚燒處理體系。該體系是將吸附資料裝填在固定床中，再將吸附床與催化焚燒設(shè)備組合成凈化處理體系。該工藝體系的原理與上述蜂窩轉(zhuǎn)輪吸附+催化焚燒技能底子相同，但因?yàn)閱渭酱驳奈脚c脫附再生進(jìn)程分開(kāi)進(jìn)行，在操作上克服了蜂窩轉(zhuǎn)輪凈化體系吸、脫附易串氣的缺陷。經(jīng)不斷改進(jìn)，體系配置愈加合理，凈化功率高，運(yùn)轉(zhuǎn)節(jié)能作用顯著，在技能上到達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平。該工藝體系非常合適處理大氣體量、低濃度的VOCs廢氣，其單套體系的廢氣處理量可以從幾千m3/h到十幾萬(wàn)m3/h。該技能是我國(guó)真實(shí)自主立異的VOCs廢氣治理工藝，自1989年初次在國(guó)內(nèi)推行，到目前已有數(shù)百套該類(lèi)體系與設(shè)備在運(yùn)用。已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)工業(yè)VOCs廢氣治理的主流產(chǎn)品之一，并估計(jì)在未來(lái)仍將有很大的使用前景。

使用催化焚燒法進(jìn)行工業(yè)有機(jī)廢氣治理，已普遍使用于汽車(chē)噴涂、磁帶制造和飛機(jī)零部件噴涂等。催化焚燒技能將蒸發(fā)出來(lái)的很多有機(jī)溶劑充沛焚燒。催化劑選用多孔陶瓷載體催化劑，催化前的預(yù)熱溫度視VOCs品種而不同：聚氨酯380℃～480℃，聚酯亞胺480℃～580℃;有機(jī)物濃度約1600mg/m3，凈化功率平均為99%。

轉(zhuǎn)輪濃縮+催化焚燒新工藝

1技能概略針對(duì)現(xiàn)行各種辦法在處理低濃度、大風(fēng)量的VOCs污染物時(shí)存在的設(shè)備投資大、運(yùn)轉(zhuǎn)成本高、去除功率低等問(wèn)題，國(guó)內(nèi)企業(yè)研發(fā)了一種用于處理低VOCs濃度、大風(fēng)量工業(yè)廢氣的高功率、安全的處理工藝。該辦法的底子構(gòu)思是：選用吸附別離法對(duì)低濃度、大風(fēng)量工業(yè)廢氣中的VOCs進(jìn)行別離濃縮，對(duì)濃縮后的高濃度、小風(fēng)量的污染空氣選用焚燒法進(jìn)行分解凈化，通稱(chēng)吸附別離濃縮+焚燒分解凈化法。具有蜂窩狀結(jié)構(gòu)的吸附轉(zhuǎn)輪被安裝在分隔成吸附、再生、冷卻三個(gè)區(qū)的殼體中，在調(diào)速馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)下以每小時(shí)3～8轉(zhuǎn)的速度緩慢反轉(zhuǎn)。吸附、再生、冷卻三個(gè)區(qū)別離與處理空氣、冷卻空氣、再生空氣風(fēng)道相連接。而且，為了避免各個(gè)區(qū)之間竄風(fēng)及吸附轉(zhuǎn)輪的圓周與殼體之間的空氣泄漏，各個(gè)區(qū)的分隔板與吸附轉(zhuǎn)輪之間、吸附轉(zhuǎn)輪的圓周與殼體之間均裝有耐高溫、耐溶劑的氟橡膠密封資料。含有VOCs的污染空氣由鼓風(fēng)機(jī)送到吸附轉(zhuǎn)輪的吸附區(qū)，污染空氣在經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)輪蜂窩狀通道時(shí)，所含VOCs成分被吸附劑所吸附，空氣得到凈化。隨著吸附轉(zhuǎn)輪的反轉(zhuǎn)，接近吸附飽和狀態(tài)的吸附轉(zhuǎn)輪進(jìn)入到再生區(qū)，在與高溫再生空氣觸摸的進(jìn)程中，VOCs被脫附下來(lái)進(jìn)入到再生空氣中，吸附轉(zhuǎn)輪得到再生。再生后的吸附轉(zhuǎn)輪經(jīng)過(guò)冷卻區(qū)冷卻降溫后，返回到吸附區(qū)，完結(jié)吸附/脫附/冷卻的循環(huán)進(jìn)程。因?yàn)樵撨M(jìn)程再生空氣的風(fēng)量一般僅為處理風(fēng)量的1/10，再生進(jìn)程出口空氣中VOCs濃度被濃縮為處理空氣中濃度的10倍，因而，該進(jìn)程又被稱(chēng)為VOCs濃縮除去進(jìn)程。

催化焚燒設(shè)備

1號(hào)風(fēng)機(jī)帶動(dòng)含VOCs廢氣經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)輪a區(qū)域，a區(qū)域?yàn)槲絽^(qū)，依據(jù)不同的方針物可在轉(zhuǎn)輪中填充不同的吸附資料。吸附了VOCs的a區(qū)域隨轉(zhuǎn)輪滾動(dòng)來(lái)到b區(qū)域進(jìn)行脫附。流經(jīng)傳熱1的高溫氣流將吸附于轉(zhuǎn)輪上的VOCs脫附下來(lái)，并經(jīng)過(guò)傳熱2到達(dá)起燃溫度，隨后進(jìn)入催化焚燒室進(jìn)行催化氧化反響。因?yàn)檗D(zhuǎn)輪脫附之后又要進(jìn)行吸附，所以在脫附區(qū)域旁邊設(shè)冷卻區(qū)域c，以空氣進(jìn)行冷卻，冷卻之后的溫空氣經(jīng)傳熱1變成脫附用熱空氣。催化焚燒反響之后的熱氣流將部分熱量傳遞給傳熱2、傳熱1后排至空氣。為了避免催化焚燒室溫度過(guò)高，設(shè)置第三方冷卻線路用于催化焚燒室的緊急降溫。整個(gè)體系由2個(gè)監(jiān)控體系組成，PC1負(fù)責(zé)監(jiān)控催化焚燒室、傳熱器的溫度(其內(nèi)部設(shè)電輔熱設(shè)備以平衡溫度動(dòng)搖)，PC2負(fù)責(zé)風(fēng)機(jī)操控，依據(jù)實(shí)踐情況調(diào)節(jié)進(jìn)氣流量。PC2歸于PC1的子級(jí)體系，當(dāng)PC1監(jiān)測(cè)到溫度動(dòng)搖超越允許規(guī)模時(shí)馬上將信息傳遞給PC2，PC2將收到的信息轉(zhuǎn)成指令傳遞給各風(fēng)機(jī)。

2新工藝的特色

(1)吸附區(qū)旁路內(nèi)循環(huán)的樹(shù)立。當(dāng)廢氣經(jīng)過(guò)吸附區(qū)吸附后不合格，進(jìn)入旁路內(nèi)循環(huán)，再次進(jìn)行吸附處理。此旁路內(nèi)循環(huán)的底子思路為消滅現(xiàn)有污染再吸納新的污染。

(2)冷卻風(fēng)旁路樹(shù)立。在工況十分雜亂的情況下，VOCs濃度有或許陡然升高，此刻將部分冷卻風(fēng)引進(jìn)到吸附區(qū)以下降脫附風(fēng)量，一起在傳熱2后彌補(bǔ)新風(fēng)，以維系進(jìn)入催化反響器的風(fēng)量在預(yù)設(shè)規(guī)模以內(nèi)。此旁路的底子思想是以新風(fēng)對(duì)高濃度VOCs進(jìn)行稀釋?zhuān)蚨鴱淖饔蒙峡?，此法也?huì)延長(zhǎng)治理時(shí)刻。

(3)與傳統(tǒng)工藝相比，該整個(gè)體系選用引風(fēng)機(jī)規(guī)劃，便于對(duì)旁路的調(diào)控。去掉給催化焚燒設(shè)備用的降溫鼓風(fēng)機(jī)，此機(jī)治標(biāo)不治本，改為在轉(zhuǎn)輪部分操控VOCs濃度。

(4)催化焚燒室去掉電輔熱體系，改由傳熱2對(duì)空氣加熱到VOCs起燃溫度，并使用反響放熱使催化焚燒室溫度穩(wěn)定在500℃～600℃規(guī)模內(nèi)。

(5)轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)速易調(diào)，則在2的情況下可以恰當(dāng)進(jìn)步轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)速，削減單位面積轉(zhuǎn)輪單位時(shí)刻內(nèi)吸附VOCs的量，然后保障體系的安全。

轉(zhuǎn)輪吸附的影響要素

當(dāng)吸附資料確認(rèn)后，影響轉(zhuǎn)輪設(shè)備吸附功能的主要要素是轉(zhuǎn)輪運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)輪吸附濃縮-催化焚燒工藝流程圖參數(shù)和進(jìn)氣參數(shù)。Yosuke等以為，必定規(guī)模內(nèi)進(jìn)氣負(fù)荷的改變可經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)速、濃縮比、再生風(fēng)溫度等轉(zhuǎn)輪運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)調(diào)節(jié)，以維持預(yù)定的功能;Lin等將蜂窩轉(zhuǎn)輪使用于TFT-LCD工業(yè)廢氣處理，當(dāng)處理高排放濃度時(shí)，將入流速度降至1.5m/s，濃縮比降至8，轉(zhuǎn)速增至6.5r/h，再生風(fēng)溫度升至220℃，體系去除功率可達(dá)90%以上;Hisashi等指出最佳轉(zhuǎn)速由再生風(fēng)熱容量與吸附劑熱容量平衡決議。

1濃縮比

轉(zhuǎn)輪經(jīng)過(guò)吸附-脫附以取得低流量的濃縮氣體，因而濃縮比是轉(zhuǎn)輪功能的一個(gè)重要目標(biāo)，界說(shuō)為進(jìn)氣流量與再生風(fēng)流量的比值F，低濃縮比盡管可以保證高去除功率，但增加再生風(fēng)量的一起也增加了脫附能耗，而且濃縮氣體的濃度亦隨著脫附風(fēng)量的增加而下降。當(dāng)濃縮比從14削減至6時(shí)，甲苯的出口濃度僅從4.7mg/m3下降到1.5mg/m3，但濃縮后的甲苯濃度從1345mg/m3降至576mg/m3，如此低的濃度不利于后續(xù)焚燒或冷凝單元處理。因而，在確保體系設(shè)定的去除率前提下，合理挑選濃縮比至關(guān)重要。工程使用上，濃縮比應(yīng)兼顧功率與能耗，關(guān)于高濃度廢氣，可挑選低濃縮比以確保去除率;而關(guān)于低濃度廢氣，恰當(dāng)挑選高濃縮比有利于體系整體能效比進(jìn)步。

2轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)速

吸附與脫附在轉(zhuǎn)輪運(yùn)轉(zhuǎn)周期中是同步進(jìn)行的，兩者互為影響并一起決議轉(zhuǎn)輪的去除功率，而轉(zhuǎn)速的大小意味著吸贊同脫附時(shí)刻長(zhǎng)短。當(dāng)轉(zhuǎn)速低于最佳轉(zhuǎn)速時(shí)，相應(yīng)的運(yùn)轉(zhuǎn)周期變長(zhǎng)，其脫附區(qū)的再生充沛，可是其相對(duì)吸附才能λ隨著轉(zhuǎn)速n的減小而減小，在溫度散布曲線上表現(xiàn)為吸附區(qū)的曲線下降明顯，這是由吸附放熱少引起的，反映了吸附率的下降。而當(dāng)轉(zhuǎn)速大于最佳轉(zhuǎn)速時(shí)，溫度曲線表現(xiàn)為只有脫附區(qū)前段少部分能被加熱到再生溫度，因而最佳轉(zhuǎn)速是脫附與吸附的最佳平衡。最佳轉(zhuǎn)速本質(zhì)上是吸贊同脫附時(shí)刻的操控，以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)輪去除率最大。實(shí)踐使用時(shí)，因受多種要素影響，轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)速為合作其他參數(shù)改變可操控在一區(qū)間值。

3再生風(fēng)溫度

吸附劑的解析再生存在一個(gè)特征溫度(最低清洗溫度)，高于該溫度可以取得更快的解析速率，一起消耗更小的脫附風(fēng)量。

4進(jìn)氣參數(shù)

3.4.1進(jìn)氣濕度

實(shí)踐工程中，有機(jī)廢氣一般都含有水分，部分相對(duì)濕度甚至到達(dá)80%。而水分或許與污染物形成吸附競(jìng)爭(zhēng)，占據(jù)轉(zhuǎn)輪吸附空間而下降污染物去除功率，因而抗?jié)裥允呛饬课焦δ艿闹匾繕?biāo)之一。

3.4.2進(jìn)氣流速

在必定條件下，最佳轉(zhuǎn)速與進(jìn)氣流速成正比，當(dāng)進(jìn)氣流速進(jìn)步時(shí)，轉(zhuǎn)速應(yīng)相應(yīng)進(jìn)步，如果轉(zhuǎn)速未依據(jù)流速進(jìn)行相應(yīng)進(jìn)步，運(yùn)轉(zhuǎn)值低于最佳轉(zhuǎn)速其相對(duì)吸附才能λ隨著轉(zhuǎn)速n的減小而減小，在溫度散布曲線上表現(xiàn)為吸附區(qū)的曲線下降明顯，反映了吸附率的下降。因而關(guān)于高濃度有機(jī)廢氣，操控低進(jìn)氣流速十分必要，或可相應(yīng)地進(jìn)步轉(zhuǎn)速。

轉(zhuǎn)輪吸附濃縮+催化焚燒的要害點(diǎn)

吸附別離濃縮+焚燒分解凈化法的核心技能是高效吸附別離濃縮進(jìn)程以及所選用的具有蜂窩狀結(jié)構(gòu)的吸附轉(zhuǎn)輪。

1沸石型號(hào)的挑選及功能研究

疏水性沸石轉(zhuǎn)輪的研發(fā)，需要把加工成波紋形和平板形陶瓷纖維紙用無(wú)機(jī)黏合劑黏接在一起后卷成具有蜂窩狀結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)輪，并將疏水性分子篩涂敷在蜂窩狀通道的表面制成吸附轉(zhuǎn)輪，使用于工業(yè)廢氣中VOCs的凈化處理進(jìn)程。

2轉(zhuǎn)輪工藝參數(shù)及結(jié)構(gòu)優(yōu)化

濃縮比：轉(zhuǎn)輪經(jīng)過(guò)吸附-脫附以取得低流量的濃縮氣體，因而濃縮比是轉(zhuǎn)輪功能的一個(gè)重要目標(biāo)，界說(shuō)為進(jìn)氣流量與再生風(fēng)流量的比值F。

轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)速：吸附與脫附在轉(zhuǎn)輪運(yùn)轉(zhuǎn)周期中是同步進(jìn)行的，兩者互相影響并一起決議轉(zhuǎn)輪的去除功率，而轉(zhuǎn)速的大小意味著吸贊同脫附時(shí)刻長(zhǎng)短。

再生風(fēng)溫度：吸附劑的解析再生存在一個(gè)特征溫度(最低清洗溫度)，高于該溫度可以取得更快的解析速率一起消耗更小的脫附風(fēng)量。

密封性不佳會(huì)使轉(zhuǎn)輪在使用中存在竄風(fēng)問(wèn)題，因而結(jié)構(gòu)的密封是一個(gè)非常重要的操控點(diǎn)。

催化劑的挑選。功能杰出的催化劑應(yīng)滿意下列底子要求：1)具有優(yōu)秀的低溫活性，并適應(yīng)較高空速，并直接關(guān)系到設(shè)備的建設(shè)費(fèi)用和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用;2)熱穩(wěn)定性好，在廢氣濃度過(guò)高而產(chǎn)生很多反響熱的情況下，催化劑的溫度會(huì)急劇上升，此刻催化劑應(yīng)不發(fā)生顯著的物理化學(xué)改變;3)具有必定的機(jī)械強(qiáng)度和較小的阻力。

展望

隨著新型吸附劑的開(kāi)發(fā)及我國(guó)轉(zhuǎn)輪制造技能、密封技能的進(jìn)步，轉(zhuǎn)輪吸附技能將會(huì)在更大規(guī)模、更多的職業(yè)得到使用。轉(zhuǎn)輪運(yùn)轉(zhuǎn)的模型研究也將愈加深入，治理作用將愈加有效。