-
廣東啟綠環(huán)保工程設(shè)備有限公司
地址:廣東省東莞市塘廈鎮(zhèn)大坪社區(qū)上沿路2號(hào)
電話:0769-82853990手機(jī):13712725152
傳真:0769-86346794
E-mail:qlhb88@163.com網(wǎng)站:http://jt2877.com
噴漆房廢氣處理工程案例(活性炭吸脫附催化燃燒工藝)
編輯:?jiǎn)⒕G環(huán)保 瀏覽: 時(shí)間:2019-05-07
工廠生產(chǎn)時(shí)的噴漆與烤漆操作會(huì)產(chǎn)生大量含有機(jī)物的有害氣體,該生產(chǎn)工藝廢氣風(fēng)量大、有機(jī)物濃度低。本文采用先進(jìn)的工藝,設(shè)計(jì)出一套有效的處理方案,對(duì)有機(jī)廢氣進(jìn)行全面的凈化處理。本方案利用新型活性炭吸附低濃度的有機(jī)廢氣,吸附飽和后利用熱空氣加熱,在貴金屬催化作用下開(kāi)展燃燒凈化處理,將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)。結(jié)果表明,活性炭可以將有機(jī)廢氣有效吸附,實(shí)現(xiàn)凈化操作。
在部分產(chǎn)品的噴漆與烤漆生產(chǎn)過(guò)程中,會(huì)出現(xiàn)大量的工藝尾氣排放,這些尾氣對(duì)自然環(huán)境的危害較大,給操作工人的健康帶來(lái)較大的威脅。
具體來(lái)說(shuō),噴漆、烤漆等工藝需要使用大量苯、甲苯、乙苯、乙酸乙酯等揮發(fā)性化合物,作為涂料溶劑以及稀釋劑等。
這些有機(jī)溶劑在噴涂時(shí)不會(huì)吸附在工件表面,會(huì)全部揮發(fā)到空氣中變?yōu)橛袡C(jī)廢氣。這些廢氣具有沸點(diǎn)低、常溫下容易揮發(fā)等特征,對(duì)周邊環(huán)境以及操作人員的身體健康產(chǎn)生較大的影響。
我國(guó)一些大城市的空氣中揮發(fā)性有機(jī)物含量是美國(guó)城市的數(shù)倍,工業(yè)生產(chǎn)排放的有機(jī)廢氣已經(jīng)成為我國(guó)城市大氣污染的主要因素。
這些氣體揮發(fā)時(shí)會(huì)產(chǎn)生刺激性氣味,對(duì)操作人員的身體危害很大,短期接觸后會(huì)引發(fā)惡心、頭暈等,大量吸收后會(huì)損害人體的內(nèi)臟、神經(jīng)系統(tǒng)等。
因此,在工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中,除了采用必要的防護(hù)措施外,還要盡量避免有機(jī)廢氣的排放,全面收集與凈化有機(jī)廢氣。
一、基本原理
本方案將蜂窩狀活性炭作為吸附劑,通過(guò)吸附凈化、脫附再生并濃縮揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)以及催化燃燒的原理,即將大風(fēng)量、低濃度的有機(jī)廢氣通過(guò)蜂窩狀活性炭吸附實(shí)現(xiàn)空氣凈化的目標(biāo)。
在活性炭吸附飽和后,再通過(guò)熱空氣脫附使得活性炭再生,脫附得到的濃縮有機(jī)物被送到催化燃燒床進(jìn)行催化燃燒,內(nèi)部的有機(jī)物質(zhì)被氧化成為無(wú)害的CO2以及H2O。
燃燒后的熱廢氣通過(guò)熱交換器加熱冷空氣,熱交換后降溫氣體部分排放,部分用于蜂窩狀活性炭的脫附再生,實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目標(biāo)。整套設(shè)備含有預(yù)濾器、吸附床、催化燃燒床和風(fēng)機(jī)等設(shè)備。
相比其他有機(jī)廢氣處理方法,該方法是一種綜合處理模式,汲取了其他模式的優(yōu)勢(shì),技術(shù)較為成熟可靠,對(duì)于處理大風(fēng)量、低濃度的有機(jī)廢氣具有較大優(yōu)勢(shì),在催化燃燒的作用下,凈化效果可以達(dá)到最佳。
二、處理工藝設(shè)計(jì)
2.1、預(yù)處理
對(duì)于有機(jī)廢氣,人們應(yīng)首先開(kāi)展水噴淋,去除廢氣內(nèi)部的雜塵、可溶性有機(jī)物。噴淋后,氣體內(nèi)部具有大量水分和少量粉塵,為避免水分與粉塵影響活性炭吸附床的有效運(yùn)行,人們需要在處理時(shí)利用高效率的過(guò)濾器進(jìn)行過(guò)濾。
2.2、吸附操作
經(jīng)過(guò)預(yù)處理的有機(jī)廢氣,在風(fēng)機(jī)的作用下引入吸附床,將其均勻地分布在活性炭表面。依據(jù)分子間的范德華力,活性炭會(huì)將有機(jī)廢氣吸附在表面,這一過(guò)程耗時(shí)較少,但時(shí)間越長(zhǎng),吸附越徹底。
二者之間沒(méi)有現(xiàn)較大的化學(xué)反應(yīng),而有機(jī)廢氣卻達(dá)到較高的凈化效果。經(jīng)過(guò)凈化后的潔凈廢氣可以達(dá)到相關(guān)大氣污染物的排放標(biāo)準(zhǔn),在風(fēng)機(jī)的作用下,其可以達(dá)到15m高排氣筒的排放標(biāo)準(zhǔn)。每套廢氣凈化處理系統(tǒng)含有個(gè)級(jí)別的吸附床,兩套用來(lái)吸附,一套用來(lái)脫附,三套設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)輪流操作。
2.3、脫附與催化燃燒
在活性炭吸附到飽和程度后,切換到脫附床,脫附需要外加的熱量,加熱裝置安裝在催化氧化床內(nèi)部,開(kāi)啟后同時(shí)預(yù)熱催化劑。催化氧化床達(dá)到設(shè)定的溫度后,將熱空氣引入脫附床內(nèi)部,有機(jī)廢氣在加熱的作用下從活性炭表面全部解析出來(lái)。
高濃度的有機(jī)廢氣在外力的作用下進(jìn)入氧化床中,通過(guò)金屬鉑的催化作用,被燃燒分解為H2O與CO2,廢氣通過(guò)這一操作得到凈化。這一燃燒過(guò)程的特征為低溫、快速以及無(wú)焰,并產(chǎn)生較大的熱量,人們可以將活性炭再次回用到有機(jī)廢氣的脫附與燃燒氧化中,從而降低能源消耗。具體的反應(yīng)過(guò)程如圖1所示。
在有機(jī)廢氣濃度較大時(shí),燃燒產(chǎn)生的熱量過(guò)多會(huì)導(dǎo)致催化氧化床的溫度較大,進(jìn)而影響整個(gè)廢氣治理系統(tǒng)的安全性、為此,本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)含有冷空氣補(bǔ)充裝置,它可以引入新鮮空氣來(lái)降低反應(yīng)溫度,從而保證系統(tǒng)操作的安全性。
三、各個(gè)組成模塊的操作方法
3.1、漆霧過(guò)濾器
噴漆廢氣主要出現(xiàn)在工件涂抹的噴漆工作臺(tái),高壓空氣噴射的油漆很多停留在工件上,其他都隨廢氣排,變成漆霧。這些漆霧粉塵含量較低,顆粒較小,絕大部分直徑小于10mm。如果不處理會(huì)很快堵塞活性炭的微孔,使其失去原有的功能。因此,噴漆廢氣必須先進(jìn)行粗過(guò)濾處理。
3.2、吸附劑的選擇與參數(shù)設(shè)定
活性炭具有比表面大、吸附能力強(qiáng)以及成本較低等優(yōu)勢(shì),它是目前VOCs污染常見(jiàn)的吸附劑。粉末狀態(tài)的活性炭更換不方便,活性炭纖維含有規(guī)則的微孑L結(jié)構(gòu),具有較大的吸附容量,同時(shí)容易脫落,成本較高。蜂窩狀的活性炭風(fēng)速高,阻力小,可以應(yīng)用到大風(fēng)量的低濃度廢氣吸附中。本文選擇蜂窩狀活性炭,吸附床的結(jié)構(gòu)采用的為抽屜式的組裝模式,便于使用時(shí)的填裝與拆卸。
3.3、催化燃燒設(shè)計(jì)
3.3.1、換熱器
換熱器的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,為了降低生產(chǎn)成本,方便后續(xù)安裝,本文采用結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單的固定式管板式換熱器,冷氣體走殼體,熱氣體走管程。
3.3.2、電加熱室
在本方案中,加熱室僅僅提供開(kāi)機(jī)時(shí)預(yù)熱氣體需要的熱量,苯催化燃燒后有大量的預(yù)熱可以利用,因此需要的熱功率較低,通過(guò)電加熱即可,不需要天然氣或液化石油氣的額外加熱。
3.3.3、保溫模塊的處理
催化燃燒一體化設(shè)備內(nèi)部的溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于常溫,需要增加保溫處理避免對(duì)工作人員造成傷害。保溫利用的保溫棉采用的材料為硅酸鋁纖維氈,依據(jù)燃燒室可能出現(xiàn)的最高溫度400度來(lái)設(shè)計(jì),保溫棉的厚度取值為64mm。
3.4、阻火器的設(shè)計(jì)
阻火器是由許多細(xì)小通道或孑L隙組成的,當(dāng)火焰進(jìn)入這些細(xì)小通道后就形成許多細(xì)小的火焰流。由于通道或孔隙的傳熱面積很大,火焰通過(guò)通道壁進(jìn)行熱交換后,溫度下降,到一定程度時(shí)火焰即熄滅。
阻火器是用來(lái)阻止燃燒的氣體或者是易燃性液體蒸發(fā)火焰蔓延的設(shè)備,在VOCs催化燃燒的反應(yīng)器中,如果有火星的話會(huì)引發(fā)氣體火焰出現(xiàn)進(jìn)而促使整個(gè)管網(wǎng)燃燒,所以阻火器的作用較大。
阻火器的殼體尺寸大小與流體阻力有直接關(guān)系,通常殼體直徑為配合使用的管道直徑的4倍左右,即D=4d。
本文依據(jù)規(guī)范設(shè)計(jì),利用明火開(kāi)口端和閉口端進(jìn)行點(diǎn)火,本方案采用無(wú)火燃燒方式,如果依據(jù)D=4d的話,阻火器會(huì)過(guò)大,依據(jù)實(shí)際的操作需求,本文設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)取值為D=2d,角度為60o。
阻火器采用的為1mm不銹鋼,管道直徑為500mm×200mm,擴(kuò)散的角度為60o,殼體前半部分的高度取值為250×sin60o=433mm。
小結(jié):
本方案采用吸附一催化燃燒法處理噴漆廢氣,首先利用過(guò)濾器去除漆霧,之后通過(guò)系統(tǒng)控制,利用蜂窩狀活性炭吸附床對(duì)其開(kāi)展連續(xù)吸附,同時(shí)對(duì)吸附飽和的活性炭開(kāi)展脫附。
通過(guò)80%熱風(fēng)吹脫的作用,將大風(fēng)量、低濃度的有機(jī)廢氣濃縮為小風(fēng)量、高濃度的有機(jī)廢氣,同時(shí)利用催化燃燒室將有機(jī)氣體轉(zhuǎn)化為CO2以及H2O,并保持穩(wěn)定的自燃燒。
實(shí)踐證明,這種處理模式同傳統(tǒng)的工藝相比,具有凈化效率高、無(wú)二次污染以及運(yùn)行成本低等優(yōu)勢(shì)。
以上方案僅參考,具體方案請(qǐng)咨詢我們。
來(lái)源:環(huán)保人