山東山清水(shuǐ)秀(xiù)環境科技(jì)有限公(gōng)司
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(1)預處理係統
考慮到生產(chǎn)過程中有粉塵,需對匯集後出外牆的管(guǎn)道中的廢氣進行預處理;通(tōng)過初效過濾器(G4)及中效過濾器(F8)作為過濾裝置(zhì),預處(chù)理後進入排(pái)風總管其作用是去除殘留在廢氣中的(de)顆粒物,保護後續回收裝置的正常運行。
(2)有機廢氣淨化係統
本項目采用“收(shōu)集(jí)+預處理+活(huó)性炭吸附、脫(tuō)附裝置處理+催化燃燒”主要包括以下兩個部分: 1)經過預處理後的廢氣,經活性炭吸(xī)附係統處理後通過排氣筒(tǒng)高空排放。 2)活性炭飽和後利用熱空氣(qì)進行脫附,脫附後氣體經過催化氧化係統進行進(jìn)一步(bù)處理淨化後排(pái)放。
活性(xìng)炭工作原理分二分部(bù),一是(shì)吸(xī)附,二是脫附再生
吸炭脫附流程、吸收(shōu)氣體流程(chéng)、控製係(xì)統
1.廢氣收集係統:待處理廢(fèi)氣由收集風管收集後排至廢氣處理裝置進行處理。
2. 顆粒物去除段:從室內排至室外的排(pái)風管(guǎn)道首先 進入初效過濾器對粉塵進行過濾,不經(jīng)過預處理,直接送入活性炭箱吸附易造成(chéng)活性炭堵塞,影響其吸附能力,故要(yào)通過幹式初效過濾箱來去(qù)除這些成分。
3. 活性炭吸(xī)附段:經過預處理後的廢氣進入活性炭吸附箱,氣體進入吸附箱(xiāng)後,氣體中(zhōng)的有機物(wù)質被(bèi)活性炭吸附而著附(fù)在(zài)活性炭的表麵,從而使氣(qì)體得以淨化,淨化後的氣體再通過風管接入下一級處理設備。
4. 脫附氣體流程:當吸附床吸附飽和(hé)後,可啟動脫附風機對該吸附床脫附,脫附氣體首先經過催化床中的換(huàn)熱(rè)器(qì),然後進入催化床中的預熱器,在紅外熱器的作用下,使氣體溫度提高到 300℃左右,再(zài)通過催化劑(jì),有機物質在催化劑的作用下燃燒,被分解為 CO 2和 H 2O,同時放(fàng)出大量的熱,氣體溫度進一部提高,該高溫(wēn)氣體再次通過換熱器,與進來的冷風換熱,回收一部分熱量。從換熱器出來的氣體分兩部(bù)分:一部分直接進入(rù)下一級處理設備;另一(yī)部分進入吸附床對活性炭進行脫(tuō)附。當脫附溫度過高時可啟動補冷風(fēng)機進(jìn)行(háng)補冷,使脫附氣(qì)體(tǐ)溫度(dù)穩定在一個(gè)合適的範圍內。活性炭吸附床內溫度超(chāo)過報警值,自動啟用火(huǒ)災應急自動(dòng)噴淋係(xì)統。
5. 吸收氣(qì)體流程:經活性炭淨化後的氣體和催化燃(rán)燒爐處理後的氣體,高空排放。
6. 控製係統(tǒng):控(kòng)製係統對係統中的風機、預熱器、溫度、電動閥門進行控製。當係統(tǒng)溫度達到預定的催化溫度時,係統自動停止預熱器的加熱,當溫度(dù)不夠時,係統又(yòu)重新啟動預熱(rè)器,使催化溫度維持在一個適當的範圍;當催(cuī)化(huà)床的溫度過高時,開啟補冷風閥,向催化床(chuáng)係統內補充新鮮(xiān)空氣(qì),可有效地控製催化床的溫度(dù),防止催化床(chuáng)的溫度(dù)過高。此外,係統中還有防(fáng)火閥,可有效地防止火焰回串。當(dāng)活性碳吸(xī)附床脫附時溫度過高(gāo)時,自動啟用補冷風機降低係統溫度,溫度(dù)超過報警值,自動開啟火災應急自動噴淋係統,確保係統安全,整個係統采用 PLC自動控(kòng)製。
7.活性炭吸附管設(shè)備內壁采用雙層碳鋼外殼,鋼板(bǎn)厚度3.0mm,保溫厚50mm,法蘭有連接的地方采用氟膠墊防腐。
活性碳吸脫附催化燃燒吸附流程解析
活性炭是一類有著強力吸附性質的物質,它的結構特性,讓活性(xìng)炭能夠進行較為(wéi)高質量的吸收,並且(qiě)吸收的量也是非常巨大的。在91视频网的生活中(zhōng),91视频网也是會經常使用這類物質(zhì),進行氣體的吸收。所以在(zài)工業中進行廢氣吸收(shōu),也是有著活性炭的(de)利用,活性碳吸脫附催(cuī)化燃燒這一(yī)技術,便是大大發揮出了活性(xìng)炭的性質
1、吸附:有機廢氣經過濾器(qì)除去固體顆粒物質,由上而下進(jìn)入吸附罐,有機物(wù)被活性(xìng)炭捕集、吸附並濃縮,淨化的空氣從罐體下(xià)部經主風機排入大氣。
2、解吸:當活性炭吸(xī)附有機物達到飽和狀態後,停止吸入有機廢氣。通過活性炭床向上送入蒸汽進行吹脫,將有機物自活性炭中逐出,即解吸。罐中活性(xìng)炭恢(huī)複其活性,即再生。
3、熱(rè)風幹(gàn)燥及冷卻:用蒸汽解吸後的活性炭層中,約留有80~90%的蒸汽凝液,填充了活性炭內孔(kǒng),從而降低了炭層的活(huó)性。因此,通入熱空氣對炭層進行幹燥。然後關閉蒸汽閥門,再通入(rù)常溫空氣,冷卻(què)至25℃左右,活(huó)性炭恢複如初,以備再循環使用。
1、 吸附-催化燃(rán)燒(shāo)法原理
吸附濃縮-催化燃燒法,該設備采用多氣路連續工作,設備多個吸附(fù)床可(kě)交替使用。含有機(jī)物的廢氣經風機的作用,經(jīng)過活性炭吸附(fù)層,有機物質被活性炭特有的作用力截留在其內(nèi)部,吸附(fù)去處效率達80%,吸附後的潔淨氣體排出;經過一段時間後,活性炭達到飽和狀態時,停止吸附,此時有機物已被濃(nóng)縮在活性炭內,之後(hòu)按照PLC自動控製程序將飽和的活性炭床(chuáng)與脫附後待用的活(huó)性炭床進(jìn)行交替切(qiē)換。CO(催化氧化設備)自動升溫將熱空氣通過風機送入活性炭床(chuáng)使碳層升(shēng)溫將有機物從活性炭中“蒸”出,脫附出(chū)來的廢氣屬於高濃度、小風量、高溫度的有機廢氣。
催化(huà)燃燒法:VOC-CH 型有機氣體催化淨化裝置,是利用催化劑使有害氣體中的(de)可燃組分在較低的溫度下氧化分解的淨化方法。對於 CnHm 和有機(jī)溶劑蒸汽氧化分解生成CO2和H2O並(bìng)釋放出大量熱量。
活性(xìng)炭(tàn)脫附(fù)出來的高濃度、小風量、高溫度的有機廢氣經阻(zǔ)火除塵器過濾後,進(jìn)入特製的板式熱交換器(qì),和催化反應後的高溫氣體進行能量間(jiān)接交換,此時廢氣源的(de)溫(wēn)度得到一次提(tí)升;具有一(yī)定溫度的氣體進入預熱器,進行第二次的溫度提升;之後進入一級催化反應,此時有機廢(fèi)氣在(zài)低溫下部份分解(jiě),並釋放出能量,對廢氣源進行(háng)直(zhí)接加熱(rè),將氣體溫度提(tí)高到催化反應的理(lǐ)想溫度;經溫度檢測係統檢測,溫度符合催化反應的溫度要求,進入催化燃燒(shāo)室,有機氣體得到透徹分解(jiě),同時釋放出大量的(de)熱量;淨化後的氣體通過熱交換器將熱能轉換給出冷氣流,降溫後氣體由引風機排空。
有機物利用(yòng)自身氧化燃燒釋放出(chū)的熱量維持(chí)自燃,如果脫附廢氣濃度足夠高,CO 正常使用需要很少的(de)電功率甚至不需要電功(gōng)率加熱,做到真正的節能、環保,同時,整套裝置安全、可靠、無(wú)二次汙(wū)染。
2、 處理工藝流程
根據行業要求及減少用戶投資成本、運行維護費用,擬采用濕法除塵、幹式過濾、活性炭吸附、催化燃燒脫(tuō)附(fù)的方式對(duì)噴漆房汙染綜合(hé)治理,其(qí)中吸附濃縮 環保,同時,整套裝置安全、可靠、無二(èr)次(cì)汙染。
本處理裝置工藝采用濕法除塵+幹式過濾+吸附+催化淨化裝置,工作方式為:一個濕式除塵塔+幹(gàn)式過濾器+若幹(gàn)個吸附床,經過除塵過濾去除漆霧後,有(yǒu)機廢氣進入吸附床中進行吸附工作,淨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(jìn)行脫附再生工作,其餘進行吸附工作。脫附時啟動催化燃燒器中的電預熱器,待溫度達到起燃溫度時,由脫附風機和補(bǔ)冷風機補入係統中的冷風,經混合後調到適當溫度(140℃,其中廢氣中有機成(chéng)分沸點:甲苯110.6℃,二甲苯138-144℃)後送(sòng)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)與燃燒(shāo)後的熱廢氣在(zài)熱(rè)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)到起燃溫度後由催化劑將有機物氧化分解(jiě)為無害的CO2和H2O。燃燒後的廢氣經脫附出的氣體熱交換溫度降低至180-200℃後用於脫附,多餘廢(fèi)氣排入排氣筒。
由多個吸附床輪流進行吸附和脫附再生,吸(xī)附與脫(tuō)附之間切換,連續運行(工作時間可根據企業生產(chǎn)情況調節(jiē))。本工程設計廢氣濃度100ppm,濃縮後有機(jī) 廢氣(qì)濃度可達到5000mg/m3以上,在燃燒器啟(qǐ)動通過電加熱升(shēng)溫至起燃溫度後,可維持自燃。
氣體進口處(chù)設一直排(pái)口,裝有電動閥門控製(zhì),在設備不工作時,直排(pái)口始終打開(kāi),當吸附裝置風(fēng)機出現故障時,直排(pái)閥門(mén)自動打開(kāi),進行檢修作業。脫附再生(shēng)采用催化淨化裝(zhuāng)置,裝置進出口均(jun1)安裝阻(zǔ)火器,整個係統采用PLC 控(kòng)製。
RCO蓄熱式催化燃燒裝置
一. RCO淨化設備適用範圍
RCO設(shè)備(bèi)可直接(jiē)應用於中高濃度(1000mg/m3-10000 mg/m3)的有機廢氣淨化;RCO設備也可應(yīng)用於活性(xìng)炭(tàn)吸附濃縮催化燃燒係統,用於(yú)替(tì)代催(cuī)化(huà)燃燒和(hé)加熱器部分。
RCO處理技術特別適用於熱回收率(lǜ)需求高的場合,也適用於同一(yī)生產(chǎn)線上(shàng),因產品不(bú)同,廢(fèi)氣成分經常發生變(biàn)化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、自行車、家用電器、集裝箱等生產廠的塗裝生產線。石(shí)油、化工、橡膠、油(yóu)漆,塗料、製鞋粘膠、塑膠製品、印鐵製罐、印刷油墨、電纜及漆包線等生產線的廢氣處(chù)理,尤其適用於需(xū)要熱能回收的企業或烘幹線廢氣處理,可將能源回收用於烘幹線(xiàn),從而達到節約能源的目的。可處理的有機物質種類包括苯類、酮類、酯類、酚類、醛類、醇類、醚類和烴類等等。
二. RCO淨化原理
在(zài)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轉閥,通(tōng)過選轉閥將(jiāng)進口氣體(tǐ)和出口氣體完全分開。氣體首先(xiān)通過陶瓷材料填充(chōng)層(底層)預(yù)熱後發生熱量的儲備和熱交(jiāo)換,其溫度幾乎達到催化層(中層)進行催化氧化所設定的溫度,這時其中部分汙染物氧化分解;廢(fèi)氣繼續通過加(jiā)熱區(上層,可采用電加熱方式或天然氣加熱方(fāng)式)升(shēng)溫,並維持在設定溫度;其再進入催化層完成催化氧(yǎng)化(huà)反應,即反應生成CO2和H2O,並釋放大量的熱量,以達到預期的處理效果。經催化氧化後的氣體進入其它的陶瓷填充層,回收熱(rè)能後通過旋轉閥排放到大氣中,淨化後排氣(qì)溫度僅略(luè)高於廢氣處理前的溫度。係統連續運轉、自動切換(huàn)。通(tōng)過旋轉(zhuǎn)閥工作,所有的陶瓷填充層均完成加熱、冷卻、淨化的循環(huán)步(bù)驟,熱量得以回收。
RCO蓄熱(rè)式催(cuī)化燃燒(shāo)裝置使用旋轉閥替代了傳統設備中眾多的(de)閥門以及複雜(zá)的液壓設(shè)備。有機物去(qù)除率可以達到98%以(yǐ)上, 熱回收率達到95-97%。
三. 設備特點
1. 操作費用低,RCO一般在有機(jī)廢氣達到一定濃度(1000mg/m3以上)時,淨化裝置中的加熱室不(bú)需進行輔助加熱,節省了費用;
2.不產生氮氧化物(NOX)等二次(cì)汙染物;
3.全自(zì)動控(kòng)製、操作管理方便;
4.安(ān)全性高、淨化效率(lǜ)高達99%以上;
5.效率高的熱量(liàng)回收率,熱回收效率≥95%
RTO技術和RCO技術是VOCs(揮發性有機化合物(wù))治理技術,是目前應用較廣、治理效果好、運(yùn)行穩定、成本較(jiào)低的成熟性技術。
RTO,是指蓄熱(rè)式熱氧化技術,英文名為“Regenerative Thermal Oxidizer”。RTO蓄熱(rè)式熱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(yǒu)機廢氣加(jiā)熱到760℃以上使廢氣中的(de)VOC氧(yǎng)化分解成CO2和(hé)H2O。氧化產生的高溫氣體流經特製的陶瓷蓄熱體,使陶瓷體升溫而“蓄熱”,此蓄熱用於預熱後續進入的有機廢氣,從而(ér)節(jiē)省(shěng)廢氣升溫的燃料消耗。RTO技術適用於處理中低濃度 (100-3500mg/m3)廢氣,分解效率為95%-99%。
RCO,是指(zhǐ)蓄熱式(shì)催化燃燒法,英文名為“Regenerative Catalytic Oxidation Oxidition”。RCO蓄熱式催化燃燒法作用原理是:一(yī)步是催化劑對(duì)VOC分子的吸(xī)附,提高了反應物的濃度,第二(èr)步是催化氧化階段降低反應的活化能,提高了反(fǎn)應(yīng)速率。借助催化劑(jì)可使有機廢氣在(zài)較低(dī)的起燃溫度下,發生無氧燃燒,分解成CO2和H2O放出(chū)大量(liàng)的熱(rè),與直接燃燒(shāo)相比(bǐ),具有(yǒu)起燃溫度低,能耗小的特點,某些情(qíng)況下達到起燃溫度後(hòu)無需外(wài)界供熱,反應溫度在250-400℃。 RTO是大風量、高濃度有機廢氣(qì)理想(xiǎng)的處理方式(shì),適用於生產過程不需要熱量的場合。
RTO特點:
1、 氧化溫度為760-815℃
2、 有機廢氣在(zài)燃燒室的(de)逗留時間(jiān)為1-2秒
3、 可以達到(dào)99%以上的有機廢氣分解率(lǜ)(三室RTO)
4、 使用蜂窩陶瓷(cí)蓄熱+預熱有機廢氣,充分(fèn)利用熱(rè)能(néng)
5、 燃燒器輸出的調節比則可達(dá)26:1
6、 設備的使(shǐ)用壽命很長
一種沸石轉輪吸附濃縮+催化燃燒新(xīn)工藝(yì)
VOCs的種類繁多、成分複雜、性質各異,在很(hěn)多情況下采用一(yī)種淨化技術往往難以達到治理要求,而且也不經濟。利用不同單元治理技術的優勢,采用組合治理工藝,不僅可以滿足排放要(yào)求(qiú),而且可以降低淨化設備的(de)運行(háng)費(fèi)用。因此(cǐ),在有機廢氣治理中,采用兩種(zhǒng)或多種淨化技術的組合工藝得到(dào)了迅速發展。沸石轉輪濃縮(suō)技術就是針(zhēn)對低濃度VOCs的治理(lǐ)而發展起來的一(yī)種新技術,與催化燃燒或高溫焚燒進行組合,形(xíng)成了沸石轉輪吸附濃縮(suō)+焚(fén)燒技(jì)術[1]。
1、技術研究現狀
蜂窩轉輪吸附+催化燃燒處理(lǐ)技術是20世紀70年代由日本發明的一種有(yǒu)機廢氣處理係統,吸附裝置是用分子篩、活性炭纖(xiān)維或含炭材料製備的瓦(wǎ)楞型紙板組裝起來的蜂窩轉輪,吸附與脫附氣流(liú)的流向相反,兩個過程同時進行(háng)。這種係(xì)統在20世紀80年代初被(bèi)我(wǒ)國引(yǐn)進和仿製,但由於吸附(fù)元件(蜂窩轉輪)以及(jí)係統關鍵(jiàn)部(bù)位連(lián)接技術都不過關,吸附與脫附的串風問題未得到(dào)根本解決,設備性能不穩定,因此國內應用(yòng)較少,一直未得到推廣。
20世紀80年代(dài)末研製設計了固定(dìng)床吸附+催(cuī)化(huà)燃燒處理(lǐ)係統。該係統是將吸附材料裝填在固定床中(zhōng),再(zài)將吸附床與催化燃燒裝置組合成淨(jìng)化處理係統。該工藝(yì)係(xì)統的原理與上(shàng)述蜂窩轉輪吸附+催化燃燒技術基本(běn)相同,但由於單件吸(xī)附床的吸附與脫附(fù)再生過程(chéng)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(jīng)不斷改進(jìn),係統配置更加合(hé)理,淨化效率高(gāo),運行節能效果顯著,在技術上達到水平[2]。該工藝係統非(fēi)常適合處理大氣(qì)體量、低濃度的VOCs廢氣,其單套(tào)係統(tǒng)的廢氣處理量可以從幾千到十幾萬(m3/h)。該技術是我國真(zhēn)正自主創新的VOCs廢氣(qì)治理工藝,自1989年在國內推廣,到目前已有數百套該類係統與(yǔ)裝置在使用。已經成(chéng)為國內工業VOCs廢氣治理的主流產品之(zhī)一,並預計在將來仍將有很大的應用前景[3]。
利用催化燃燒(shāo)法(fǎ)進行工業有機廢氣的治理,已經普遍(biàn)應(yīng)用(yòng)於汽車噴塗(tú)、磁帶(dài)製造和飛機零部件噴塗等。催化(huà)燃燒(shāo)技術將揮發(fā)出來的大量(liàng)有機溶劑充分燃燒。催(cuī)化劑采用多孔陶瓷載體催(cuī)化劑,催化前(qián)的預(yù)熱溫(wēn)度視(shì)VOC種(zhǒng)類而不(bú)同:聚氨酯380~480℃,聚酯亞胺480~580℃;有機物濃度約(yuē)1600mg/m3,淨化效率平 均為99%。
2、轉(zhuǎn)輪濃縮+催化燃燒新工藝(yì)
2.1技術介紹
針對現行各種方法在處理低濃度、大風量的VOC汙染空氣(qì)時存在的設備投資大、運(yùn)行成本(běn)高、去除效率低等(děng)問(wèn)題,91视频网研發了一種(zhǒng)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(gāi)方法的基本構思是:采用吸附分(fèn)離法對低濃度、大風量(liàng)工業廢氣中的VOC進行分離濃縮,對濃縮後的高(gāo)濃度、小風量的汙染空氣采用燃燒法進行分解(jiě)淨化,通稱(chēng)吸附(fù)分離濃縮+燃燒分解(jiě)淨化法。具有蜂窩狀結構的吸附轉輪(lún)被安裝在分(fèn)隔成吸附、再生、冷卻三(sān)個區的殼體中,在(zài)調速馬達的驅動下(xià)以每小時3~8轉的速度緩慢(màn)回轉。吸附、再生、冷卻三個區分別與處理空氣、冷卻空氣(qì)、再生空氣風(fēng)道相連接。而且,為了(le)防止各個區(qū)之間串風及吸附轉輪的圓周與殼體之間的(de)空氣泄漏,各個區的(de)分隔板與吸附轉輪之間、吸附轉輪的圓周與殼體之間均裝有耐高溫、耐溶劑的氟橡(xiàng)膠密封材料。含有VOC的汙(wū)染空氣由鼓風機送到吸(xī)附轉輪的吸(xī)附區,汙染空氣在通過轉輪蜂窩狀(zhuàng)通道時,所含VOC成分被吸(xī)附劑所吸附,空氣得到淨化。隨著吸附(fù)轉輪(lún)的回轉(zhuǎn),接近吸附飽和狀態的吸附轉輪進入到再生區,在(zài)與(yǔ)高溫再生空(kōng)氣接觸的過程中(zhōng),VOC被脫(tuō)附下來進入到再生空氣中,吸附轉輪得到再生。再(zài)生後的吸(xī)附轉輪經過冷(lěng)卻區冷卻降溫後,返回到吸(xī)附區,完成吸附(fù)/脫附/冷卻的循環過(guò)程。由於該過程再生(shēng)空(kōng)氣的風(fēng)量一般僅(jǐn)為處理風量的1/10,再生過程出口空氣中VOC濃度被濃縮為處理空氣濃度(dù)的10倍[4]。因此,該過程又被稱為VOC濃縮除去過程。
2.2、圖1是轉輪吸附濃縮-催化燃燒工藝流(liú)程圖,相關說明如(rú)下:
1號風機(jī)帶動含VOCs廢氣經過轉輪a區域(藍1線路),a區域(yù)為吸附區,根據不同的目標物可在轉輪中填充(chōng)不同的吸附材料。吸附了VOCs的a區域隨轉輪轉動來到b區(qū)域進行脫附(紅2)。流經傳熱1的高溫氣(qì)流將吸附於轉輪上的VOCs脫附下來,並經過傳熱2達到起燃溫度,隨後進入催化燃燒室進行催化氧化反應(yīng)。由於轉輪脫附之後要又要進行(háng)吸附,所以在(zài)脫附區域旁邊設冷卻區(qū)域c,以空氣進(jìn)行冷卻(藍2),冷卻之後(hòu)的溫空氣經傳熱1變成脫(tuō)附用熱空氣。催化燃燒反應之後的熱(rè)氣流(紅3)將(jiāng)部分熱量傳遞給傳熱2、傳熱1後排至空氣。為了防止催化燃燒(shāo)室溫度過高,設置第三方冷卻線路(紫(zǐ)4)用於催化燃燒室的緊急降溫。整個係統由2個監控係統組成,PC1(綠點線)負責監控催化燃燒室(shì)、傳熱器(qì)的溫度(其(qí)內(nèi)部設電輔熱裝置以平衡溫度(dù)波動),PC2(黃點線)負責風機控製,根據實際情況調節進氣流量。PC2屬於PC1的(de)子級(jí)係統,當PC1監測到溫度波動超過允許範圍時立刻將信息傳遞給PC2,PC2將收到的信息轉成指令傳遞給各風機。
2.3 新工藝的特點
在(zài)近期調研的基礎(chǔ)上對前期工(gōng)藝(yì)進行了(le)優化,主要體現在(zài)以下(xià)幾(jǐ)個方麵:
1、吸附區旁路內(nèi)循環的建立,當廢氣經過吸附(fù)區吸附後不達標(綠色在線(xiàn)監測儀),進入(rù)旁路內循環,再次進行吸附處理。此旁路內循環的基本(běn)思路為消滅(miè)現有(yǒu)汙染再吸納新(xīn)的汙染。
2、冷卻(què)風旁路建立(lì),在工況十分複(fù)雜的情況下,VOCs濃度有可能陡然升高 此(cǐ)時將部分冷卻風引入到吸附區以降低脫附風量,同時在傳(chuán)熱2後補充新風,以(yǐ)維係進入催化(huà)反應器的風量(liàng)在預設範圍以(yǐ)內。此旁路的(de)基本思(sī)想是以新風對高濃度VOCs進行稀釋,因而從(cóng)效果上看(kàn)此法也(yě)會延長治理時間(jiān)。
3、與傳統工藝相比,該整個係統采用引風(fēng)機設計,便(biàn)於對(duì)旁路的調控。去掉給(gěi)催化燃燒裝置(zhì)用(yòng)的降(jiàng)溫鼓風機,此機治(zhì)標不治(zhì)本,改為在轉輪(lún)部分控製VOCs濃度。
4、催化燃燒(shāo)室去掉電輔熱係(xì)統,改由傳熱2對空氣加(jiā)熱到VOCs起然溫度,並利用反應放熱使催化燃燒室溫度穩定在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(jiān)內吸附VOCs的量,從而保障係統的安全。
三(sān)、轉(zhuǎn)輪吸附的影響因(yīn)素
當(dāng)吸附材料確實後,影響轉輪裝置吸附性能的主要因素是轉輪運行參數和進氣參數。Yosuke等認為,一定範圍內進氣負荷的變化可通過轉速、濃縮比、再生風溫度等(děng)轉(zhuǎn)輪運行參(cān)數調節,以維持預定的性能;Lin等將蜂(fēng)窩轉輪應用於TFT-LCD產業(yè)廢氣處理(lǐ),當處理高排放濃度時,將入流速度降至1.5m/s,濃縮比降至8,轉速增至6.5r/h,再生風溫度升(shēng)至220℃,係統(tǒng)去除效率可(kě)達90%以上(shàng);Hisashi等指出理想轉速由(yóu)再(zài)生風(fēng)熱容量與吸附劑熱容量(liàng)平衡決定。
3.1 濃縮比
轉輪通過吸附-脫(tuō)附以獲得低(dī)流量的濃縮氣體,因此濃縮比是(shì)轉輪性能的一個重(chóng)要指標,定義(yì)為進氣流量與再生風流量的比值F,低濃縮比雖然可以(yǐ)保證高去除效率,但(dàn)增(zēng)加再生風量(liàng)的同時也增加了脫附能耗,而(ér)且(qiě)濃縮氣體的(de)濃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,如此(cǐ)低的濃度不利於後續燃燒或泠凝單元處理。因(yīn)此,在確保係統設(shè)定的去除(chú)率前提下,合理選擇濃縮比是(shì)至關重要的(de)[6]。工程應用上,濃縮比應兼顧效(xiào)率(lǜ)與能耗,對於高濃度廢氣,可選擇低濃縮比以確保去除率;而對於低(dī)濃度廢氣,適當選擇高濃縮(suō)比有利於係統整體能效(xiào)比提(tí)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,兩者互為影響並共同決定轉(zhuǎn)輪的去除效率,而(ér)轉速的大小意味著吸附和脫附時間長短。當轉速低於理想轉速時,相應的運行周期(qī)變長,其(qí)脫附區的(de)再生(shēng)充分,但是其相對吸附能力λ箍著轉速n的減小而減小,在(zài)溫度分布曲線上表(biǎo)現(xiàn)為吸附區(qū)的曲線下降明顯,這是由吸附放熱少引(yǐn)起的,反映了吸附率的降低。而當轉速大(dà)於理想(xiǎng)轉速時,溫(wēn)度曲線表現為隻有脫附區前段少部分(fèn)能被加熱到再生溫度,因此理想轉速是脫附(fù)與吸附的理想平衡。因此,理(lǐ)想轉速本質上是吸附和脫附時間的控製,以實現轉輪去除率大。實際應用時,因受多因素影響,轉輪轉速(sù)為配合(hé)其他參數(shù)變化可控製在一區間值。
3.3 再生風溫度
吸附劑的解析再生存在(zài)一個(gè)特征溫度(低清洗溫度),高於該溫度可以獲得更快的解(jiě)析速率同時消耗更小(xiǎo)的脫附風量。
3.4進氣參數
1、 進氣濕度
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(dào)80%。而(ér)水分可能與汙染物形成吸附競爭,占據(jù)轉輪吸附空間而降低汙染物去除效率,因此抗濕性是衡量吸(xī)附性能的重要指標之一。
2 、進氣流速
在一定條件下,理想(xiǎng)轉(zhuǎn)速與進氣流速成正比(bǐ),當進(jìn)氣流速提高時,轉速應相(xiàng)應的提高,如果轉速未根據流速進行相應的提高,運行值低(dī)於理想轉速其相對吸附能(néng)力λ隨著轉速(sù)n的(de)減小而減小,在溫度分布曲線上表現為吸附區的曲線下(xià)降明顯,反映了吸附率的降低。因此對於高濃度有機廢氣,控製低進氣流速是十分必要的,或可相應的提高轉速。
四、轉輪吸附濃縮+催化燃燒的關鍵點
吸附(fù)分離濃縮+燃燒分解淨化法的核心技術是效率高吸附分離(lí)濃(nóng)縮過程以及所采用(yòng)的具有蜂窩狀結構(gòu)的吸附(fù)轉輪。
4.1 沸石型號(hào)選擇及性能研究
疏水性(xìng)沸石(shí)轉輪的研(yán)製。需要把加工成波紋形(xíng)和平(píng)板形陶瓷纖維紙用無機粘合劑粘接在一起後卷成具(jù)有蜂窩(wō)狀結構的轉輪,並將(jiāng)疏水性分子篩塗敷(fū)在蜂窩狀通道的表麵製(zhì)成吸附轉輪,應用於工業廢氣中VOC的淨化(huà)處(chù)理過程。
4.2 轉輪工(gōng)藝(yì)參數及結構優化
濃縮比——轉輪通過吸附-脫附以獲(huò)得低流量的濃縮氣體,因此濃縮比是(shì)轉輪性能的一個重要指標,定義為進氣流量與再生風流量的比值F。
轉輪轉速——吸附與脫附在轉輪運(yùn)行周期中是同步進行的(de),兩者互為影響並共同決定轉輪的(de)去除效率,而轉速的大小意味著吸附和脫附時間長短。
再生風溫度——吸附劑的(de)解析再生存在一個(gè)特征溫度(低清洗溫度),高於該(gāi)溫度可以獲(huò)得(dé)更快的解析速(sù)率同時消耗更小的脫附風量(liàng)。
密封性不佳是轉輪應用上存在的竄(cuàn)風的問題,結構的密封是一個非(fēi)常重要的控製點。
催化劑的選擇。性能良好的催化劑應滿足下列基本要求:
(1)具有優良的低溫活性,並適應(yīng)較(jiào)高空速,因其直接關係到裝置的建設費用和(hé)運行費用;
(2)熱穩定性好,在廢氣濃度(dù)過高而產生大量反應熱的情況下,催化劑的(de)溫度會急劇上(shàng)升,此時催(cuī)化劑應不發生顯著的物理化學變化;
(3)具有一定的機械強度(dù)和較小的壓力降(jiàng)。