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活性炭催化燃烧涂装废气处理装置的研究与应用

来源:南京工业废气处理有限公司 发布时间:2019-01-11 点击次数:
文摘:产品喷涂和烤漆的操作会产生大量有害气体。生产工艺废气量大,有机物浓度低,本文采用先进的工艺设计了一套有效的综合净化处理方案,该方案采用新型活性炭吸附低浓度有机废气,经吸附处理后的活性炭吸附到空气中。用热空气加热。在贵金属催化下,进行燃烧净化,将有机物转化为无害物质,结果表明,活性炭能有效吸附有机废气,实现净化操作。
    
     在某些产品的喷涂和烘烤漆生产过程中,会有大量的工艺废气排放,对自然环境有害,对操作人员的健康构成更大的威胁,特别是大量的挥发性化合物,如苯、甲苯、乙苯、乙酸乙酯等,都需要进行预处理。在喷涂和烘烤过程中,作为油漆溶剂和稀释剂,这些有机溶剂在喷涂过程中不会吸附在工件表面,全部挥发到空气中,成为有机废气,这些废气具有沸点低、室温下易挥发的特点,具有很大的对周围环境和操作人员健康的影响。
    
     中国一些大城市空气中的挥发性有机化合物(VOC)是美国城市的几倍。工业生产产生的有机废气已成为我国城市大气污染的主要因素,这些气体的挥发会产生刺激性气味,对人体危害极大。短期接触会引起恶心、头晕等,大量吸收后会损伤人体的内脏和神经系统,因此在工业生产活动中,除了采取必要的防护措施外,还应尽量避免有机废气的排放,收集和净化有机物。废气综合治理。
    
     本方案以蜂窝状活性炭为吸附剂,通过吸附、净化、解吸、再生、浓缩挥发性有机物(VOC)及其原理,即通过蜂窝状活性炭吸附高风量、低浓度有机废气,达到净化空气的目的。活性炭是饱和的,活性炭通过热空气解吸再生。解吸后的浓缩有机物送催化燃烧床催化燃烧,内部有机物氧化成无害的二氧化碳和氢气,燃烧后的热废气通过换热器加热冷空气。经过换热后,部分排出冷却气,部分用于蜂窝活性炭的解吸和再生,达到节能的目的,整套设备包括预滤器、吸附床、催化燃烧床、风机等设备。
    
     与其他有机废气处理方法相比,该方法是一种综合处理模式,吸收了其他模式的优点。技术成熟可靠。它在处理高风量、低浓度的有机废气方面具有很大的优势。在催化燃烧条件下,净化效果最佳。
    
     对有机废气,应先进行喷水,去除废气中的粉尘和可溶性有机物,喷水后,气体中有大量水分和少量粉尘。为了避免湿气和灰尘对活性炭吸附床有效运行的影响,人们需要使用高效过滤器对气体进行过滤。
    
     预处理后的有机废气在风机的作用下,通过引入吸附床,均匀分布在活性炭表面,根据分子间的范德华力,活性炭将有机废气吸附在活性炭表面。这一过程耗时少,但时间越长,吸附越彻底,二者之间没有明显的化学反应,但有机废气净化效果更高,净化后的清洁废气可达到相关大气污染物排放标准,在风机的作用下,可重新利用。按15m高排气筒排放标准,每套废气净化处理系统含一级吸附床,两套吸附,一套解吸,三套设备依次运行。
    
     活性炭吸附到饱和水平后,进入解吸床。解吸需要额外的热量。加热装置安装在催化氧化床上,开启后催化剂同时预热,当催化氧化床达到设定温度时,热空气进入解吸床,有机废气通过加热从活性炭表面分解。
    
     高浓度有机废气在外力作用下进入氧化床。通过铂金属的催化作用,它被燃烧分解成过氧化氢和二氧化碳。通过该操作对废气进行净化,该燃烧过程具有低温、高速、无焰、产热大的特点。活性炭可用于有机废气的解吸和燃烧氧化,降低能耗,具体反应过程如图1所示。
    
     当有机废气浓度较高时,燃烧产生的过热会导致催化氧化床温度升高,影响整个废气处理系统的安全。因此,本文所设计的系统中含有冷空气补充装置,可以引入新鲜空气来降低反应温度,以保证系统运行的安全。
    
     经喷水预处理后,将含有杂质和有机物的废水引入喷雾车间污水处理池进行沉淀,去除大颗粒杂质,含有有机物的废水呈弱酸性。为了减少废水回用对设备的腐蚀,人们需要添加少量的薄片碱,进行中和反应,并调节其酸度和碱度,经过更彻底的净化后,废水可循环利用,再用于喷水预处理模块。污水处理装置无污水排放,作为危险废物,由沉积物产生的污水和漆渣沉积物的离心分析产物委托有资质的危险废物处理装置按照国家有关危险废物处理的要求进行安全处理。STES管理。
    
     该方案具有许多优点,一是采用新型高效活性炭,吸附床结构稳定合理,吸附效果大大提高。其次,铂金属催化燃烧,将有机废气分解为无毒无害的H_2 O和CO_2,实现高效、彻底的净化。第三,燃烧过程温度低,安全性好,燃烧过程中产生的热量可以回收利用,热损失小,能耗大,系统设备的设计和安装采取了多种措施,消除了安全隐患,操作简单,使用方便,后期管理方便。
    
     主要出现在工件喷漆台上,高压空气喷涂的油漆多停留在工件上,其余都被废气排出,变成漆雾。这些漆雾含尘量低,粒径小,大部分直径小于10毫米。如果不处理,活性炭的微孔会被堵塞。容易产生气泡,失去原有功能,因此必须先过滤油漆废气。
    
     活性炭具有比表面积大、吸附能力强、成本低等优点。目前是一种常见的VOCS污染吸附剂,粉末状活性炭不便于更换。活性炭纤维具有规整的micro-l结构,吸附容量大,易脱落,成本高,蜂窝式活性炭风速高,阻力小,可应用于低浓度高风量废气的吸附,本文选用蜂窝式活性炭。吸附床结构采用抽屉式组装方式,便于填充和拆卸。
    
     换热器的结构比较复杂。为了降低生产成本,便于后续安装,本文采用了结构简单的固定管板式换热器、冷气动壳和热气动管。
    
     本方案中,加热室只提供启动时预热气体所需的热量,苯催化燃烧后可进行大量预热。因此,所需的热功率较低,不需要对天然气或液化石油气进行额外加热。
    
     催化燃烧一体化设备的内部温度远高于正常温度,因此需要增加保温处理以避免对工作人员造成伤害,保温用保温棉采用硅酸铝纤维毡,按最高可能温度设计。燃烧室温度为400℃。绝缘棉的厚度为64毫米。
    
     阻火器由许多小通道或L形间隙组成。当火焰进入这些通道时,形成许多小的火焰流,由于通道或孔的传热面积大,通过通道壁换热后温度下降到一定程度时火焰就会熄灭,阻火器是防止燃烧过程中蒸发火焰蔓延的装置。S或易燃液体。在VOCS催化燃烧反应器中,如果存在火星,会引起气体火焰的出现,进而促进整个网络的燃烧,因此阻火器的作用更大,防火装置外壳的大小直接关系到流体的阻力。通常情况下,壳体直径约为一起使用的管道直径的4倍,即d=4d。根据标准设计,明火的开口端和封闭端被用来点燃。本方案采用非燃烧方式。如果d=4d,阻火器会太大。根据实际运行要求,本设计数据为d=2d,角度为60o,阻火器采用直径分别为500 mm和200 mm的1 mm不锈钢制成。扩散角为60度,壳体前半部分的高度为250 sin60o=433 mm。
    
     在该方案中,采用吸附催化燃烧法处理喷漆废气。首先,用过滤器除去漆雾。然后,通过系统控制,采用蜂窝式活性炭吸附床连续吸附涂料,对吸附饱和的活性炭进行解吸,通过80%热风汽提,将高风量、低浓度的有机废气浓缩成低风量、高浓度的有机废弃物。E气体。同时,采用催化燃烧室将有机气体转化为二氧化碳和氢气,保持稳定的自燃,实践证明,与传统工艺相比,该处理方式净化效率高,无二次污染,运行成本低。
    
    

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