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喷漆房废气处理:选活性炭吸附脱附催化燃烧or转轮+CO?

2020-8-20 16:51:19 1100

随着环保督查执法越来越严,越来越专业,环保执法人员意识到有些排污重点企业,虽说上了环保设施,但是环保设施没有及时更换维护很容易在后期运行阶段排污超标。

这也倒逼环保局要求重点排污单位上VOC在线监测系统,实时监测VOC废气排污口,废气排放浓度。所以目前市场上环保设施升级改造项目需求变得多了起来。

比如我们常见的喷漆房、涂装线废气处理改造项目,原有设施基本是干式漆雾过滤/喷淋塔+光氧+活性炭吸附装置,此类设备如果排污单位喷漆、涂装使用量不大,还可以胜任,如果使用量大,活性炭很容易在短时间内饱和,造成排污超标的情况。

因此很多大型企业喷漆房、涂装线升级改造都会考虑上处理效率高,持续达标效果好的催化燃烧设备。那排污单位选活性炭作为吸附脱附介质好还是沸石转轮吸附介质好呢?

一、活性炭吸附浓缩催化燃烧废气净化装置

(一)活性炭吸附脱附+催化燃烧装置原理

蜂窝活性炭吸附浓缩+催化燃烧脱附再生工作原理为:有机废气中的有机溶剂经过活性炭层被吸附浓缩,吸附饱和后用催化燃烧产生的热能使有机溶剂达到沸点使之挥发出来,此时挥发出的气体为高浓度、小风量的有机溶剂再经催化燃烧低温催化裂解,同时产生热能(有机物分解放热)回用于活性炭脱附再生;如直接采用冷凝、焚烧或催化法,投资高,能耗高;如单独用催化燃烧,有机物浓度非常低,无法燃烧放热补偿,造成设备能耗高,运行成本及投资都很高;

在喷漆作业生产过程中挥发产生的有机废气湿度大,有残留颗粒物,需要先经过预处理喷淋除颗粒(减轻后端过滤负担,减少更换过滤器频率);预处理后的气体还可能会含有微量的粉尘及杂质等,所以在废气进入活性炭吸附装置前还必须先进行2级过滤处理,否则微量粉尘、杂质长期积累进入活性炭吸附装置,从而堵塞活性炭微缩孔,从而影响吸附效果,预处理设备为干式过滤器。

含有机物的废气经风机的作用,经过活性炭吸附层,有机物质被活性炭特有的作用力截留在其内部,洁净气体排出;经过一段时间后,活性炭达到饱和状态时,停止吸附,此时有机物已被浓缩在活性炭内。

催化净化装置内设加热室,启动加热装置,进入内部循环,当热气源达到有机物的沸点时,有机物从活性炭内跑出来,进入催化室进行催化分解成CO2H2O,同时释放出能量。利用释放出的能量再进入吸附床脱附时,此时加热装置完全停止工作,有机废气在催化燃烧室内维持自燃,尾气再生,循环进行,直至有机物完全从活性炭内部分离,至催化室分解。活性炭得到了再生,有机物得到催化分解处理。

(二)技术性能及特点:

A、该设备设计原理先进,用材独特,性能稳定,操作简单,安全可靠,无二次污染。设备占地面积小、重量较轻。吸附床采用砖切形式结构,装填方便,更换容易。

B、采用新型的活性炭吸附材料——蜂窝状活性炭,其与粒(棒)状相比具有优势的热力学性能,低阻低耗,高吸附率等,极适合于大风量下使用。

C、催化燃烧室采用陶瓷蜂窝体的贵金属催化剂,阻力小,用低压风机就可以正常运转,不但耗电少而且噪音低。

D、催化燃烧装置的风量约是废气源风量的十分之一(具体根据浓度计算),同时加热功率维持时间为1小时左右,节约能源。

E、吸附有机物废气的活性炭床,可用催化燃烧处理废气产生的热量进行脱附再生,脱附后的气体再送催化燃烧室净化,不需要外加能量,运行费用低,节能效果显著。

二、沸石转轮+催化燃烧装置

含有机物的废气经风机的作用,经过沸石吸附层,有机物质被沸石特有的作用力截留在其内部,洁净气体排出;经过一段时间后,沸石达到饱和状态时,停止吸附,此时有机物已被浓缩在沸石内。

催化净化装置内设加热室,启动加热装置,进入内部循环,当热气源达到有机物的沸点时,有机物从沸石内跑出来,进入催化室进行催化分解成CO2H2O,同时释放出能量。利用释放出的能量再进入吸附床脱附时,此时加热装置完全停止工作,有机废气在催化燃烧室内维持自燃,尾气再生,循环进行,直至有机物完全从沸石内部分离,至催化室分解。沸石得到了再生,有机物得到催化分解处理。

对于大风量、中高浓度的有机废气宜采用物理方法沸石转轮+催化燃烧工艺处理,工作原理为:有机废气中的有机溶剂经过吸附剂层被沸石转轮吸附脱附浓缩,吸附饱和后用催化燃烧焚烧炉产生的热能使沸石中吸收的有机溶剂达到沸点使之挥发出来,此时挥发出的气体为浓度高、风量小的有机溶剂再经催化燃烧低温催化裂解处理,同时产生热能(有机物分解放热)回用于吸附剂脱附再生;如直接采用冷凝、焚烧或催化法,从投资、能耗及运行成本都很高;低浓度VOC通过沸石吸附浓缩,干净的气体达标排放,净化效率可达80-90%以上,吸附剂目前有活性炭和沸石分子筛等;当吸附一段时间后吸附剂会饱和,此时用高温热空气对吸附剂进行加热,使浓缩在吸附剂上的高浓度VOC达到沸点挥发出来成为小风量、高浓度有机废气进行催化燃烧,同时燃烧产生的热量可回用于脱附再生,循环利用,节能环保。

具体企业该选用哪种吸附介质还要根据企业发的废气浓度、风量大小、运算投入等来判断一般来讲活性炭吸附浓缩对于大风量、中高浓度气体使用时特别含甲苯气体时很难脱附出来,因此容易活性炭饱和状态,企业在环保设备后期运行过程中更换处理活性炭的频率会高,维护成本因此变高,而沸石转轮企业首次投入成本相对高,但是沸石转轮寿命比较长,更换频率低,各有优劣势。因此选活性炭吸附脱附催化燃烧or转轮+CO?还需具体结合企业实际情况来。