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浅谈VOCs治理——活性炭+催化燃烧

2022-10-31

    VOCs是一类常见的大气污染物,通称为挥发性有机化合物,从产生来源来划分,可分为喷涂废气、塑料塑胶废气、纺织定型废气、化工有机废气、印刷废气等5大类。常用的治理方式有吸附、吸收、燃烧、冷凝、光氧催化等方法,而对于大风量、低浓度废气最合适的方法是采用吸附浓缩和脱附催化燃烧,和其它治理方法相比,可大大降低废气治理的投资成本、使用成本,有着非常广阔的市场前景。本次我们主要讲讲活性炭+催化燃烧治理工艺及设计应用。

    催化燃烧是4种燃烧工艺中较为常用的一种,催化燃烧基本原理,是采用贵金属催化剂降低VOCs与O2的反应活化能,使得VOCs可以在250~450℃的温度就能反应生成CO2和H2O。

催化燃烧优势:

起燃温度低,节省能源;


    有机废气催化燃烧与直接燃烧相比,具有起燃温度低,能耗小的显著特点。在废气燃值不小于起燃热值的情况下,达到起燃温度后便无需外界加热。

◆适用范围广;

   催化燃烧几乎可以处理所有的烃类有机废气及恶臭气体,对于喷涂、塑料塑胶、定型、化工、印刷等行业排放的低浓度、多成分,又没有回收价值的废气,采用吸附-催化燃烧法的处理效果更好。

◆处理效率高,无二次污染;

    用催化燃烧法处理有机废气的净化率一般都在95%以上,最终产物为无害的CO2和H2O,因此无二次污染问题。另外,由于温度低,能大量减少NOx的生成。


催化燃烧的注意事项

序号
影响因素技术要求
1废气入口要求保证有机废气氧含量大于5%,有机物浓度小于1/4爆炸下限,颗粒物小于10mg/m3
2催化剂装填要求保证催化剂装填紧密,避免气流短路,保证进入催化剂床层的有机废气温度分布和气体分布均匀
3催化剂预热有机废气导入前,需先保证催化剂预热到300℃左右
4工作温度催化燃烧床的最佳工作温度范围在300-450℃,尽可能避免工作温度高于600℃
5催化剂中毒禁止含有氯、硫、砷、磷、铅等物质的废气,禁止苯乙烯等易发生聚合反应物质、树脂、高沸点物质的废气


活性炭+催化燃烧治理工艺简介及注意事项

    活性炭+催化燃烧治理工艺由预处理+活性炭+催化燃烧组成,催化燃烧脱附又分为在线脱附与离线脱附。

    在线脱附:设有N+1的活性炭模块,当活性炭吸附饱和后,在系统开机运行即活性炭主机吸附时,活性炭催化燃烧通过阀门切换,自动实现对各活性炭模块进行逐一脱附,即实现活性炭的在线脱附,保证生产的连续运行。

    离线脱附:当活性炭吸附饱和后,在系统停机即活性炭主机停止吸附时,催化燃烧通过阀门切换,实现对各活性炭模块进行逐一脱附,即实现活性炭的离线脱附。脱附时为防止起火等意外情况发生,一般采用水喷淋灭火或氮气灭火安全保护,或者两者组合同时使用,大多数厂家只采用水喷淋灭火。


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活性炭+催化燃烧治理工艺原理图

活性炭+催化燃烧治理工艺注意事项



序号
影响因素备注说明
1吸附温度进入活性炭吸附装置的废气温度宜低于40℃
2吸附湿度活性炭具有很强的吸水能力,吸附废气湿度不宜超过70%
3再生温度采用热气流再生活性炭时,再生温度不宜超过120℃,采用水蒸气再生时,水蒸气温度不宜超过140℃
4工作温度催化燃烧床的最佳工作温度范围在300-450℃,尽可能避免工作温度高于600℃
5吸附颗粒物《吸附法工业有机废气治理工程技术规范》-HJ2026-2013中要求,进入吸附设备的废气含尘量宜低于1mg/m³
6截面流速
蜂窝炭吸附时,截面流速宜低于1.2m/s;颗粒炭吸附时,截面流速宜低于0.6m/s; 纤维炭吸附时,截面流速宜低于0.15m/s
7不宜采用活性炭吸附的物质醛酮类有机物,含硫、胺类有机物,丙烯酸酯、丙烯腈等易聚物


活性炭+催化燃烧应用

  下面以某家具行业喷涂废气治理为例,治理工艺为活性炭+催化燃烧,具体示意如下:


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催化燃烧应用装备

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催化燃烧应用装备


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活性炭+催化燃烧吸附系统画面


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活性炭+催化燃烧脱附系统画面

(来源:微信公众号航天凯天废气治理)


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