活性炭吸附脫附催化燃燒設(shè)備

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設(shè)備概述：   
     活性炭吸附脫附催化燃燒設(shè)備綜合了吸附法及催化燃燒法的優(yōu)點，采用新型吸附材料（蜂窩狀活性炭）吸附，在接近飽和后引入熱空氣進(jìn)行脫附，脫附后廢氣引入催化燃燒床無焰燃燒，將其徹底凈化，熱氣體在系統(tǒng)中循環(huán)使用，大大降低能耗。本法具有運行穩(wěn)定可靠、運行成本低、維修方便等優(yōu)點，適用于大風(fēng)量、低濃度的廢氣治理。 

工作原理：

    首先有機(jī)廢氣在風(fēng)機(jī)的作用下有機(jī)廢氣送入活性炭吸附箱進(jìn)行吸附凈化，凈化后的潔凈氣體由主排風(fēng)機(jī)排入大氣中。吸附裝置配有備用吸附箱1-4套（1吸1脫~4吸1脫），當(dāng)活性炭吸附飽和后通過控制閥門切換至催化燃燒脫附狀態(tài)；脫附再生系統(tǒng)采用在線脫附再生，即吸附過程為連續(xù)式處理工藝，在備用吸附裝置投入使用同時，飽和吸附箱則進(jìn)行脫附工作，脫附后活性炭箱預(yù)備至下次循環(huán)使用。  

    活性炭吸附原理為：由于活性炭固體表面上存在著未平衡和未飽和的分子引力或化學(xué)鍵力，因此當(dāng)此活性炭固體表面與氣體接觸時，就能吸引氣體分子，使其濃聚并保持在固體表面，此現(xiàn)象稱為吸附。利用活性炭固體表面的吸附能力，使廢氣與大表面的多孔性活性炭相接觸，廢氣中的污染物被吸附在活性炭表面上，使其與氣體混合物分離，達(dá)到凈化目的。其實質(zhì)是一個吸附濃縮的過程。并沒有把有機(jī)溶劑處理掉，是一個物理過程，后續(xù)通過活性碳脫附、催化燃燒進(jìn)一步處理。

    活性炭脫附催化燃燒原理為：活性炭吸附器接近飽和時，系統(tǒng)將自動切換到備用活性炭吸附箱（此時飽和活性炭吸附箱停止吸附操作），然后用熱氣流對飽和活性炭吸附箱進(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,濃度后的濃度較原濃度提高幾十倍，達(dá)2000mg/m3以上，濃縮廢氣送到催化燃燒裝置，最后被分解成CO2與H2O排出。完成解吸脫附后，活性炭吸附器進(jìn)入待用狀態(tài)，待其他活性炭吸附箱接近飽和時，系統(tǒng)再自動切換回來，同時對飽和活性炭吸附器進(jìn)行解吸脫附，如此循環(huán)工作。

技術(shù)特點：  

1)整個系統(tǒng)設(shè)備實現(xiàn)了凈化、脫附過程自動化，與回收類有機(jī)廢氣凈化裝置相比，無須配備壓縮空氣等附加能源，運行過程不產(chǎn)生二次污染，設(shè)備投資及運行費用低；

2)在活性炭吸附床前采用過濾器過濾小顆粒物，凈化效率高，確保吸附裝置的使用壽命。

3)使用特殊成型的蜂窩狀活性炭作為吸附材料，由于其比重為條形活性炭纖維的8-10倍，再生前吸附有機(jī)溶劑可以達(dá)到活性炭總重量的25%，具有使用壽命長，吸附系統(tǒng)運行阻力低，凈化效率高等特點；

4)設(shè)備占地面積小、重量較輕，吸附床濾料采用堆砌式結(jié)構(gòu)，裝填方便，更換容易；

5)采用優(yōu)質(zhì)貴金屬鈀、鉑載在蜂窩狀陶瓷上作催化劑，具有阻力小，活性高，使用壽命長，分解溫度低，脫附預(yù)熱時間短，能耗低，穩(wěn)定性好等特點，當(dāng)有機(jī)廢氣濃度達(dá)到2000mg/m3時，就可維持自燃。催化燃燒器的轉(zhuǎn)換效率高，性能穩(wěn)定。催化燃燒率達(dá)97%以上。

6)利用余熱，節(jié)省能源。本裝置中活性炭的解吸脫附均以熱空氣作為解吸介質(zhì)，而此熱氣流均來自于系統(tǒng)內(nèi)催化燃燒后的余熱。脫附后的濃縮有機(jī)廢氣再進(jìn)入催化燃燒器進(jìn)行凈化處理，不需另加能源，運行費用大大降低。

7)采用PLC控制系統(tǒng)，設(shè)備運行、操作過程實現(xiàn)自動化，運行過程安全穩(wěn)定、可靠。如催化燃燒加熱部分為自動，脫附過程為自動程序控制，脫附時由溫度信號反饋來實現(xiàn)脫附溫度自動控制。

 8）由于車間內(nèi)部風(fēng)管支路較多，常規(guī)控制方式往往在一路支管抽風(fēng)工況發(fā)生改變時會影響到其他支路的抽風(fēng)，這樣就造成內(nèi)部設(shè)備生產(chǎn)的不穩(wěn)定；另一方面，當(dāng)有些設(shè)備處于停產(chǎn)或檢修時，常規(guī)恒頻率控制會造成大量的電能損耗。為了更好的保證工藝設(shè)備的抽風(fēng)要求及節(jié)能，旭景環(huán)境一般會建議采用變頻器來控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，從而保證主風(fēng)管負(fù)壓保持恒定。這樣一方面可以保證負(fù)壓恒定，另一方面可以節(jié)省大量的電能。

工藝流程簡介：

    廢氣經(jīng)預(yù)處理裝置處理后進(jìn)入活性炭吸附箱，此時有機(jī)廢氣經(jīng)過活性炭時溶劑被吸附在活性炭表面，而潔凈氣體由后置引風(fēng)機(jī)排空。

活性炭吸附廢氣中的有機(jī)溶劑是非常適合的。這是因為其他吸附劑具有親水性，能吸附氣體中的水分子，而對無極性或弱極性的有機(jī)溶劑，吸附率低：而活性炭則相反，它具有疏水性，對有機(jī)溶劑有較高的吸附效率。

    利用活性炭多微孔的吸附特性吸附有機(jī)廢氣是一種最有效的工業(yè)處理手段。活性炭吸附裝置采用新型活性炭，該活性炭比表面積和孔隙率大，吸附能力強(qiáng)，具有較好的機(jī)械強(qiáng)度、化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，凈化效率高達(dá)80%。有機(jī)廢氣通過吸附裝置，與活性炭接觸，廢氣中的有機(jī)污染物被吸附在活性炭表面，從而從氣流中脫離出來，達(dá)到凈化效果。從活性炭吸附裝置排出的氣流已達(dá)排放標(biāo)準(zhǔn)，可直接排放。

工藝原理

    催化燃燒是典型的氣-固相催化反應(yīng)，其實質(zhì)是活性氧參與的深度氧化作用。在催化燃燒過程中，催化劑的作用是降低活化能，同時催化劑表面具有吸附作用，使反應(yīng)物分子富集于表面提高了反應(yīng)速率，加快了反應(yīng)的進(jìn)行。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CO2和H2O，同時放出大量熱能，從而達(dá)到去除廢氣中的有害物的方法。其反應(yīng)過程為：

    在將廢氣進(jìn)行催化燃燒的過程中，廢氣經(jīng)管道由風(fēng)機(jī)送入熱交換器進(jìn)行一次升溫，再進(jìn)加熱室將廢氣加熱到催化燃燒所需要的起始溫度。經(jīng)過加熱的廢氣通過催化劑層使之燃燒。由于催化劑的作用，催化燃燒法廢氣燃燒的起始溫度約為250-300℃，大大低于直接燃燒法的燃燒溫度670-800℃，因此能耗遠(yuǎn)比直接燃燒法低。同時在催化劑的活性作用下，反應(yīng)后的氣體產(chǎn)生一定的熱量，高溫氣體再次進(jìn)入熱交換器，經(jīng)換熱冷卻，最終以較低的溫度經(jīng)風(fēng)機(jī)排入大氣。

    催化燃燒裝置裝有溫度探頭及補(bǔ)冷閥，當(dāng)爐體催化室反應(yīng)溫度超過設(shè)定上限時，開啟補(bǔ)冷閥對進(jìn)氣源進(jìn)行稀釋，保護(hù)設(shè)備延長使用壽命，防止意外發(fā)生。

    本裝置的主體結(jié)構(gòu)由凈化裝置主機(jī)、引風(fēng)機(jī)及電器控制元件組成。凈化裝置主機(jī)是由換熱器、預(yù)熱室、催化床、阻火器和防爆器組成的整體結(jié)構(gòu)，爐體周邊整體保溫，保溫層厚100mm，爐體外表溫度≤環(huán)境溫度+30℃。

主要部件說明

1)阻火器

將設(shè)備和廢氣源之間的危險阻隔開來，保證處理設(shè)備和生產(chǎn)設(shè)備之間的安全，同時除去廢氣源中的粉塵。結(jié)構(gòu)為波紋網(wǎng)型，參照國家標(biāo)準(zhǔn)制造；更換快捷，清理方便。是本設(shè)備中安全設(shè)施之一。

2)熱交換器

將有機(jī)氣體分解后的熱能和廢氣源冷氣流進(jìn)行冷熱交換，置換熱能，提高廢氣源的溫度。當(dāng)廢氣濃度達(dá)到一定值時，通過熱交換器的作用，可以保證設(shè)備在無運行功率的狀態(tài)下正常運轉(zhuǎn)，是催化凈化裝置中對廢氣源進(jìn)行第一次溫度提升的裝置，也是設(shè)備中節(jié)能設(shè)施之一；通過熱交換器內(nèi)部對氣流的合理控制，使交換器的效率保證在60%以上。結(jié)構(gòu)采用冷軋鋼板制，合理的布置，使冷熱氣流全面接觸進(jìn)行能量置換。

3)預(yù)熱室

廢氣源在進(jìn)入催化燃燒室之前，經(jīng)溫度檢測儀檢測溫度達(dá)不到催化反應(yīng)的條件，由布置在預(yù)熱室內(nèi)的電加熱系統(tǒng)進(jìn)行溫度的第二次提升；電加熱元件為紅外線加熱管，由固定絕緣板固定，維護(hù)更換十分方便。

4)催化反應(yīng)室

達(dá)到溫度條件的有機(jī)廢氣源進(jìn)入第一級催化反應(yīng)室；第一催化反應(yīng)室采用抽屜式，內(nèi)裝催化劑，中間分插電加熱元件，利用紅外線輻射原理，使催化劑溫度達(dá)到反應(yīng)溫度，使部份有機(jī)物進(jìn)行分解，釋放出能量，直接使廢氣溫度提升，是本設(shè)備設(shè)計的第三溫度提升處，也叫催化升溫；溫度提升后的有機(jī)氣體進(jìn)入催化固定床，內(nèi)置蜂窩狀催化劑，滿足反應(yīng)條件的有機(jī)氣體在此完全分解，廢氣變成潔凈氣體。本設(shè)施為催化凈化裝置的心臟。

5)引風(fēng)機(jī)

選用國內(nèi)名牌優(yōu)質(zhì)通用風(fēng)機(jī)，耐高溫低轉(zhuǎn)速，沒有二次污染。是整個裝置氣流運轉(zhuǎn)的動力源。配置減振臺座及減振器。

6)控制系統(tǒng)

監(jiān)控所有動力點起動、停止、故障，反映整個運轉(zhuǎn)過程中氣體的升溫、氣體分解狀況，對設(shè)備整個過程進(jìn)行全方位安全動力保護(hù)；可以根據(jù)廢氣源性質(zhì)及生產(chǎn)線狀態(tài)進(jìn)行設(shè)定。主要控制元件選用進(jìn)口產(chǎn)品。保證設(shè)備的良好運行、安全性及使用壽命。

7)催化劑

催化劑是在化學(xué)反應(yīng)中能改變反應(yīng)溫度而本身的組成和重量在反應(yīng)后保持不變的物質(zhì)。本裝置中選用的催化劑是處理各種不同類型有機(jī)廢氣的高效廣譜型催化劑。

適用領(lǐng)域：

      電子元件生產(chǎn)、電池（電瓶）生產(chǎn)、酸洗作業(yè)車間、實驗室排風(fēng)、冶金、化工廠、醫(yī)藥生產(chǎn)廠、涂裝車間、食品及釀造、家具生產(chǎn)活性炭吸附箱可與噴漆室、烘干室和噴、烘兩用室配套使用，用于 處理所產(chǎn)生的有機(jī)廢氣。尤為適合低濃度大風(fēng)量或高濃度間歇排放廢氣的作業(yè)環(huán)境。

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