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工業(yè)廢氣催化燃燒裝置與吸附在廢氣表面的水(H2O)和氧(O2)反應(yīng)生成活性羥基自由基和超氧陰離子自由基,可轉(zhuǎn)化各種有機(jī)廢氣,如烴類、醛類、酚類、醇類、巰基、、氨等。通過光催化氧化,將氮氧化物、硫化物等有機(jī)化合物和無機(jī)物VOC還原成二氧化碳(CO2)、水(H2O)等無毒無害物質(zhì)。同時(shí)臭氣也消失了,對廢氣的凈化起到了一定的作用,并能有效地去除管道中的細(xì)菌和病毒,因?yàn)楣獯呋趸^程中不含添加劑,因此不會(huì)產(chǎn)生二次污染。
催化燃燒設(shè)備選型必需優(yōu)化和可靠,這為達(dá)標(biāo)排放奠定了基礎(chǔ)。因?yàn)橛袡C(jī)廢氣的成份繁多,催化燃燒設(shè)備的品質(zhì)直接影響安全運(yùn)行和凈化效果。所以,環(huán)保達(dá)標(biāo)排放是另一基本原則。當(dāng)然,所有催化燃燒設(shè)備功能不是全能的,凈化對象的針對性極強(qiáng)。因此,有機(jī)廢氣中含有顆粒物、鹵素廢氣、重金屬等化合物,對有機(jī)催化燃燒設(shè)備均有干擾,甚至破壞凈化效果。所以,在進(jìn)入有機(jī)催化燃燒設(shè)備前,必需把此類化合物進(jìn)行徹底的凈化除去。
噴漆廢氣屬于大風(fēng)量、低濃度有機(jī)廢氣類型,根據(jù)行業(yè)要求及減少用戶投資成本、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用,本工程選用活性炭吸附濃縮 催化燃燒法(設(shè)備型號VOC-XC)凈化處理,預(yù)處理采用干式過濾除塵。
本凈化裝置是根據(jù)吸附(效率高)和催化燃燒(節(jié)能)兩個(gè)基本原理設(shè)計(jì)的。即吸附濃縮—催化燃燒法。該設(shè)備采用雙氣路或多氣路連續(xù)工作,設(shè)兩個(gè)或N個(gè)吸附床可交替使用,一個(gè)催化燃燒室,先將有機(jī)廢氣用活性炭吸附,當(dāng)快達(dá)到飽和時(shí)停止吸附操作,然后用熱氣流將有機(jī)物從活性炭上吸附下來使活性炭再生;脫附下來的有機(jī)物已被濃縮(濃度較原來提高幾十倍)并送入催化燃燒室催化轉(zhuǎn)化成CO2和H2O排出,當(dāng)有機(jī)廢氣濃度達(dá)到2000ppm以上時(shí),有機(jī)廢氣在催化床可維持自然,不用外加熱,燃燒后的尾氣一部份排出大氣,大部份送往吸附床,用于活性炭的脫附再生。這樣可能滿足燃燒和脫附所需熱能,達(dá)到節(jié)能的目的,再生后的活性炭可用于下次吸附;在脫附時(shí),凈化操作可用另一個(gè)吸附床進(jìn)行,既適合于連續(xù)操作,也適合于間斷操作。
借助催化劑可使有機(jī)廢氣在較低的起燃溫度條件下,發(fā)生無焰燃燒,并氧化分解為CO:和H:0,同時(shí)放出大量熱。
1)起燃溫度低,反應(yīng)速率快,節(jié)省能源。催化燃燒過程中,催化劑起到降低VOCs 分子與氧分子反應(yīng)的活化能,改變反應(yīng)途徑的作用。
2)處理效率高,二次污染物和溫室氣體排放量少。采用催化燃燒處理VOCs 廢氣的凈化率通常在95%以上,終產(chǎn)物主要為CO2 和H2O。由于催化燃燒溫度低,大量減少NOx的生成。輔助燃料消耗排放的CO2 量在總CO2 排放量中占很大比例,輔助能源消耗量減少,顯然減少了溫室氣體CO2 排放量。
3)適用范圍廣,催化燃燒幾乎可以處理所有的烴類有機(jī)廢氣及惡臭氣體,適合處理的VOCs 濃度范圍廣。對于低濃度、大流量、多組分而無回收價(jià)值的VOCs 廢氣,采用催化燃燒法處理是合理的。
催化燃燒廢氣處理流程:
1、廢氣經(jīng)預(yù)處理除去粉塵、顆粒狀物質(zhì)后,送入活性炭吸附器Ⅰ、Ⅱ,當(dāng)活性炭吸附器Ⅰ接近飽和時(shí),首先將處理氣體自動(dòng)切換到活性炭吸附器Ⅱ(活性炭吸附器Ⅰ停止吸附操作),然后用熱氣流對活性炭吸附器Ⅰ進(jìn)行解吸脫附,將有機(jī)物從活性炭上脫附下來。在脫附過程中,有機(jī)廢氣已被濃縮,濃度較原來提高幾十倍,達(dá)2000ppm以上,濃縮廢氣送到催化分解裝置,成為CO2與H2O排出。
2、完成解吸脫附以后活性炭吸附器Ⅰ進(jìn)入待用狀態(tài),待活性炭吸附器Ⅱ接近飽和時(shí),系統(tǒng)再自動(dòng)切換回來,同時(shí)對活性炭吸附器Ⅱ進(jìn)行解吸脫附,如此循環(huán)工作。
3、當(dāng)有機(jī)廢氣的濃度達(dá)到2000ppm以上時(shí),催化床內(nèi)可維持自燃,不用外加熱。該方案不僅大大節(jié)省了能量的消耗,而且由于催化分解器的處理能力僅需原廢氣處理量的1/5(60000m3/h),所以同時(shí)也降低了設(shè)備投資。本方案既適合于連續(xù)工作,也適合于間斷工作。