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吸附脫附催化燃燒裝置使用新型活性炭(多為蜂窩炭或纖維炭)吸附濃縮低濃度的有機(jī)廢氣,吸附接近飽和后引入熱空氣加熱活性炭,使有機(jī)廢氣脫附出來(lái)進(jìn)入催化氧化床進(jìn)行無(wú)焰燃燒凈化處理,熱氣體在系統(tǒng)中循環(huán)使用或增設(shè)二級(jí)換熱器進(jìn)行熱能回收。該法吸取了吸附法和催化燃燒法的優(yōu)點(diǎn),克服了各自單獨(dú)使用的缺點(diǎn),解決了治理低濃度、大風(fēng)量有機(jī)廢氣存在的難題,是目前國(guó)內(nèi)治理有機(jī)廢氣的成熟、實(shí)用的方法。
吸附脫附催化燃燒裝置有機(jī)廢氣治理工程工藝流程主要包括四部分:干式過(guò)濾、吸附氣體流程、脫附氣體流程、控制系統(tǒng)。
廢氣中含有的一定量顆粒物粉塵,為防止顆粒物粉塵對(duì)活性炭吸附床造成不利影響,需設(shè)置效果較好的干式過(guò)濾,達(dá)到除塵的效果。
廢氣經(jīng)過(guò)合理的布風(fēng),使其均勻地通過(guò)固定吸附床內(nèi)的活性炭層的過(guò)流斷面,在一定的停留時(shí)間,由于活性炭表面與有機(jī)廢氣分子間相互引力的作用產(chǎn)生物理吸附(又稱(chēng)范德華吸附),其特點(diǎn)是:吸附質(zhì)(有機(jī)廢氣)和吸附劑(活性炭)相互不發(fā)生反應(yīng);過(guò)程進(jìn)行較快;吸附劑本身性質(zhì)在吸附過(guò)程中不變化;吸附過(guò)程可逆;從而將廢氣中的有機(jī)成份吸附在活性炭的表面積,從而使廢氣有效凈化,凈化后的潔凈氣體通過(guò)風(fēng)機(jī)及煙囪達(dá)標(biāo)排放。
當(dāng)吸附床吸附飽和后,關(guān)閉吸附箱進(jìn)出口閥門(mén)。啟動(dòng)脫附風(fēng)機(jī)對(duì)該吸附床脫附,脫附氣體首先經(jīng)過(guò)催化床中的換熱器,然后進(jìn)入催化床中的預(yù)熱器,在電加熱器的作用下,使氣體溫度提高到 300℃左右,再通過(guò)催化劑,有機(jī)物質(zhì)在催化劑的作用下燃燒,被分解為 CO 2 和 H 2 O,同時(shí)放出大量的熱,氣體溫度進(jìn)一部提高,該高溫氣體再次通過(guò)換熱器,與進(jìn)來(lái)的冷風(fēng)換熱,回收一部分熱量。從換熱器出來(lái)的氣體分兩部分:一部分直接排空;另一部分進(jìn)入吸附床對(duì)活性炭進(jìn)行脫附。當(dāng)脫附溫度過(guò)高時(shí)可啟動(dòng)補(bǔ)冷風(fēng)機(jī)進(jìn)行補(bǔ)冷,使脫附氣體溫度穩(wěn)定在一個(gè)合適的范圍內(nèi)。
吸附脫附催化燃燒裝置控制系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)中的風(fēng)機(jī)、預(yù)熱器、溫度、電動(dòng)閥門(mén)進(jìn)行控制。當(dāng)系統(tǒng)溫度達(dá)到預(yù)定的催化溫度時(shí),系統(tǒng)自動(dòng)停止預(yù)熱器的加熱,當(dāng)溫度不夠時(shí),系統(tǒng)又重新啟動(dòng)預(yù)熱器,使催化溫度維持在一個(gè)適當(dāng)?shù)姆秶划?dāng)催化床的溫度過(guò)高時(shí),開(kāi)啟補(bǔ)冷風(fēng)閥,向催化床系統(tǒng)內(nèi)補(bǔ)充新鮮空氣,可有效地控制催化床的溫度,防止催化床的溫度過(guò)高。此外,系統(tǒng)中還有防火閥,可有效地防止火焰回串。當(dāng)活性碳吸附床脫附時(shí)溫度過(guò)高時(shí),自動(dòng)啟用補(bǔ)冷風(fēng)機(jī)降低系統(tǒng)溫度,溫度超過(guò)預(yù)設(shè)值,自動(dòng)開(kāi)啟火災(zāi)應(yīng)急自動(dòng)噴淋系統(tǒng),確保系統(tǒng)正常運(yùn)行。
由于有機(jī)物催化燃燒的催化劑分為貴金屬(以鉑、鈀為主)和便宜金屬催化劑。貴金屬為活性組分的催化劑分為全金屬催化劑和以氧化鋁為載體的催化劑。全金屬催化劑是以鎳或鎳鉻合金為載體,將載體做成帶、片、丸、絲等形狀,采用化學(xué)鍍或電鍍的方法,將鉑、鈀等貴金屬沉積其上,然后做成便于裝卸的催化劑構(gòu)件。由氧化鋁作載體的貴金屬催化劑,一般是以陶瓷結(jié)構(gòu)作為支架,在陶瓷結(jié)構(gòu)上涂覆一層僅有0.13mm的α-氧化鋁薄層,而活性組分鉑、鈀就以微晶狀態(tài)沉積或分散在多孔的氧化鋁薄層中。
但由于貴金屬催化劑價(jià)格昂貴,資源少,多年來(lái)人們特別注重新型的、價(jià)格較為便宜的催化劑的開(kāi)發(fā)研究,我國(guó)是世界上稀土資源多的國(guó)家,我國(guó)的科技工作者研究開(kāi)發(fā)了不少稀土催化劑,有些性能也較好。
(1)、操作方便:設(shè)備工作時(shí),實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。
(2)、能耗低:設(shè)備啟動(dòng)僅需15-30分鐘升溫至起燃溫度(有機(jī)廢氣濃度較高時(shí))耗能僅為風(fēng)機(jī)功率。
(3)、安全可靠:設(shè)備配有阻火系統(tǒng)、防爆泄壓系統(tǒng)、超溫報(bào)警系統(tǒng)及*的自控系統(tǒng)。
(4)、阻力小,凈化效率高:采用當(dāng)今*的貴金屬鈀、鉑浸漬的蜂窩狀陶瓷載體催化劑,比表面積大。
(5)、占地面積?。簝H為同行業(yè)同類(lèi)產(chǎn)品的70%-80%,且設(shè)備基礎(chǔ)無(wú)特殊要求。
從1949年美國(guó)研制出世界上套催化燃燒裝置到現(xiàn)在,這項(xiàng)技術(shù)已廣泛地應(yīng)用于油漆、橡膠加工、塑料加工、樹(shù)脂加工、皮革加工、食品業(yè)和鑄造業(yè)等部門(mén),也用于汽車(chē)廢氣凈化等方面。中國(guó)在1973年開(kāi)始將催化燃燒法用于治理漆包線(xiàn)烘干爐排出的有機(jī)廢氣,隨后又在絕緣材料、印刷工業(yè)等方面進(jìn)行了研究,使催化燃燒法得到了廣泛的應(yīng)用。
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