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活性炭與催化燃燒涂裝廢氣處理設(shè)備的研究與應(yīng)用----藍(lán)陽(yáng)環(huán)保專家講解
閱讀：1283 發(fā)布時(shí)間：2020-10-20我國(guó)是涂料生產(chǎn)和消費(fèi)的大國(guó)，涂料在生產(chǎn)過(guò)程中用到大量的有機(jī)溶劑，由此產(chǎn)生的揮發(fā)性有機(jī)化合物（簡(jiǎn)稱為有機(jī)廢氣）是涂料行業(yè)主要的工藝廢氣。按照世界衛(wèi)生組織的定義，有機(jī)廢氣是指沸點(diǎn)在50～250℃的化合物，室溫下飽和蒸汽壓大于133.32Pa，在常溫下以蒸汽存在于空氣中的一類有機(jī)物。有機(jī)廢氣在國(guó)內(nèi)兩大空氣質(zhì)量難題（PM2.5和臭氧）中扮演著關(guān)鍵角色，而且部分種類有機(jī)廢氣屬于有毒空氣污染物，直接危害人體健康。根據(jù)市場(chǎng)要求我司（常州藍(lán)陽(yáng)環(huán)保設(shè)備有限公司）就涂料制造項(xiàng)目開(kāi)展環(huán)境影響評(píng)價(jià)時(shí)，如何識(shí)別有機(jī)廢氣作為評(píng)價(jià)因子和計(jì)算排放量以及提出相應(yīng)的控制措施與應(yīng)急措施。
涂裝車間分兩大部分-噴漆與烤漆操作會(huì)產(chǎn)生大量的有害氣體,該生產(chǎn)工藝廢氣風(fēng)量大、有機(jī)物濃度低。我司采用*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。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。
涂裝廢氣RCO催化燃燒處理工藝設(shè)計(jì)
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*。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。
脫附與催化燃燒具體的反應(yīng)方程式為：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；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。
冷凝處理：水噴淋預(yù)處理之后，含有雜質(zhì)與有機(jī)物的廢水被引入噴漆車間的污水處理池內(nèi)開(kāi)展沉淀，去除大顆粒的雜物。含有有機(jī)物的廢水呈現(xiàn)出弱酸性，為降低污水回用對(duì)設(shè)備的腐蝕，人們需要添加少量片堿，開(kāi)展中和反應(yīng)，調(diào)節(jié)其酸堿度。在經(jīng)過(guò)較為*的凈化后，廢水可以循環(huán)利用，可以再次用于水噴淋預(yù)處理模塊，污水處理單元基本沒(méi)有污水外排現(xiàn)象。污水離心分析的產(chǎn)物以及沉淀產(chǎn)生的漆渣沉淀物作為危險(xiǎn)廢物，依據(jù)國(guó)家的相關(guān)危險(xiǎn)廢棄物的管理要求，應(yīng)委托具有資質(zhì)的危險(xiǎn)廢物處置單位開(kāi)展安全處理操作。
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*行粗過(guò)濾處理。
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。
催化燃燒設(shè)計(jì)：
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。
2電加熱室：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)的溫度400oC來(lái)設(shè)計(jì)，保溫棉的厚度取值為64mm。
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。
RCO催化燃燒處理技術(shù)：催化燃燒處理技術(shù)借助催化劑實(shí)現(xiàn)揮發(fā)性有機(jī)物在低溫下的*氧化，達(dá)到工業(yè)廢氣凈化處理的效果。這種技術(shù)普遍應(yīng)用在化工行業(yè)、噴漆行業(yè)和涂料生產(chǎn)行業(yè)，目前已經(jīng)有多種型號(hào)的設(shè)備供企業(yè)選擇。催化燃燒處理設(shè)備主要由預(yù)熱裝置、催化燃燒裝置、煙道、電加熱裝置、廢熱回收裝置等構(gòu)成。在早期生產(chǎn)中，通常采用氧化鋁作為載體的貴金屬催化劑，但是由于價(jià)格過(guò)于昂貴，因此它逐步被其他催化劑替代。目前，我國(guó)已經(jīng)研發(fā)出稀土型催化劑，催化效果良好，同時(shí)我國(guó)稀土資源豐富。在催化燃燒處理廢氣的過(guò)程中，要重點(diǎn)關(guān)注安全問(wèn)題。在設(shè)備運(yùn)行中，揮發(fā)性有機(jī)廢氣將在高溫下與空氣進(jìn)行混合，很容易引起爆炸。因此，在使用催化燃燒凈化處理技術(shù)時(shí)，要嚴(yán)格控制有機(jī)物與空氣的配合比，使配合比例控制在爆炸范圍下限。
我司引進(jìn)*的生產(chǎn)模式：涂料行業(yè)的運(yùn)營(yíng)含有兩個(gè)方面的內(nèi)容，一是涂料的生產(chǎn)，二是樹(shù)脂合成，相關(guān)的生產(chǎn)設(shè)備有窯爐、化學(xué)裝置、制漆裝置等，而以上幾類裝置均會(huì)排放有機(jī)廢氣，其中制漆裝置所排放的有機(jī)廢氣處理難度是高的，其特點(diǎn)為廢氣量大、濃度低，這也是全行業(yè)的關(guān)注焦點(diǎn)。為了使廢氣排放能夠達(dá)標(biāo)，涂料行業(yè)必須停止傳統(tǒng)的粗放管理模式，積極引入*的技術(shù)和環(huán)保設(shè)備，以科學(xué)化管理贏得環(huán)境效益。具體的做法包括：選用密閉生產(chǎn)模式、采用科學(xué)的生產(chǎn)管理模式；首先，采用新型高效的活性炭，吸附床結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、合理，吸附效果大幅度提升其次，通過(guò)金屬鉑開(kāi)展催化燃燒，將有機(jī)廢氣分解為無(wú)毒無(wú)害的H2O與CO2，實(shí)現(xiàn)高效的*凈化;再次，燃燒過(guò)程溫度較低、安全，燃燒過(guò)程產(chǎn)生的熱量可以循環(huán)使用，熱量損失較少，能耗大幅度降低;系統(tǒng)設(shè)備的設(shè)計(jì)安裝采用多種措施來(lái)杜絕安全隱患，操作簡(jiǎn)單，便于后期的使用和管理。
常州藍(lán)陽(yáng)環(huán)保設(shè)備有限公司專業(yè)治理大氣污染治理、廢水處理工程、粉塵處理設(shè)備，主營(yíng)環(huán)保產(chǎn)品：RTO蓄熱式焚燒設(shè)備、RCO催化燃燒設(shè)備、冷凝回收設(shè)備、靜電除油設(shè)備、脈沖布袋/濾筒除塵設(shè)備、PP/不銹鋼/碳鋼材質(zhì)噴淋塔、活性炭吸附塔、等離子凈化設(shè)備、光氧催化設(shè)備、電鍍污水凈化設(shè)備、養(yǎng)殖污水凈化設(shè)備、化工污水凈化設(shè)備、生活污水凈化設(shè)備等等環(huán)保設(shè)備；我司是一家綜合性的一站式的環(huán)保企業(yè)。