催化燃烧设备工程案例
作者: Guanglv
来源: 未知
发布时间:2019-08-17 16:01
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此项目企业是一家从事各种塑料玩具、电子玩具和布绒玩具的大型港商独资企业。公司总占地总面积12万平方米，主要有注塑车间、喷油车间、搪胶车间、移印、丝印车间等。
在喷油车间会使用到油漆和天那水，产生大量的VOCs有机废气，目前依据企业提供信息其废气排气量为90000m³/h。废气的主要成分是油漆粉尘及易挥发的苯及苯系物（俗称天那水），对周围环境有一定影响，原本采用单一活性炭吸附法来处理有机废气，处理效率低且产生危废量大。 广东汇鹏环保科技有限公司专业技术人员对客户现场的调查分析，针对该喷油车间产生废气具有常温、大风量、中低浓度的特点并结合客户的项目投资预算，决定采用旋流净化柜+活性炭吸附+催化分解的处理工艺对该企业喷漆废气进行处理。处理后的废气达到广东省《家具制造行业挥发性有机化合物排放标准》（DB44/814-2010）表1二时段标准。
三、项目主要参数
根据业主提供资料，废气处理分别收集后集中处理，废气种类和浓度如下：
设备名称 数值 单位 备注
废气流量 90000 m³/h 估值
废气浓度 <300 mg/m³ 估值
废气温度 __ ℃ 常温
废气来源 喷油喷漆作业
污染物名称 挥发性有机物
主要成分 苯、甲苯、和二甲苯、非甲烷总烃等
废气过程 间歇性、 300 天/年
备注：以上风量及浓度根据甲方提供资料进行核算，以实际运行为准
四、活性炭吸脱附催化燃烧工艺说明
2、项目废气处理工艺步骤说明
2.1预处理
针对车间喷油喷漆工序，在有机废气进入活性炭吸脱附催化燃烧前，需对有机废气中的油漆杂物颗粒进行前置处理，避免进入到活性炭吸附床内导致活性炭堵塞。我司选择采用旋流洗涤塔设备，旋流洗涤塔俗称“水除尘器”，它是使含尘气体与液体（一半为水）密切接触，利用水滴和颗粒的惯性碰撞及其他作用捕集颗粒或使颗粒增大的装置。旋流洗涤塔是把水浴和喷淋两种形式合二为一。先是利用高压离心风机的吸力，把含尘气体压到装有一定高度水的水槽中，水浴会把一部分灰尘吸附在水中。经均布分流后，气体从下往上流动，而高压喷头则由上向下喷洒水雾，捕集剩余部分的尘粒。其过滤效率可达85%以上。高效旋流洗涤净化塔可以有效地将直径为0.1—20 微米的液态或固态粒子从气流中除去，同时，也能脱除部分气态污染物。它具有结构简单、占地面积小、操作及维修方便和净化效率高等优点，能够处理高温、高湿的气流，将着火、爆炸的可能减至最低。
2.2袋式过滤器
经过预处理的有机废气，在风机的作用下引入收集主管道缓慢均匀地进入袋式除尘过滤器，二级过滤等级分别为G4级、F7级，主要作用是去除废气中的细颗粒粉尘（φ≧1.0μm），具有过滤面积大、阻力较低、高透气性和高容尘量的特点，由于布袋的展开面积大，过风速度减慢，粉尘被滤料的棉纤捕捉，顺着气流方向直至沉降至袋底，综合去除率可达95%。
2.3活性炭吸脱附+催化燃烧装置
（1）吸附： 活性炭吸附处理有机废气是利用活性炭微孔能吸收有机性物质的特性，把大风量低浓度有机性废气中的有机溶剂吸附到活性炭中并浓缩，经吸附净化后的气体达标直接排空。其实质是一个物理的吸附浓缩的过程。并没有把有机溶剂处理掉。
（2）脱附：采用热脱附法，脱附时，燃烧炉电加热管将空气加热，在风机带动下吹送至活性炭箱中，将机溶剂从活性炭中脱附出来，并把经浓缩后的高浓度废气吹送至催化燃烧床中。在催化剂的作用下，有机性物质在～250℃的催化起燃温度低温化学燃烧，因此安全可靠，彻底解决活性炭的二次污染问题并再生。
活性炭吸附—催化燃烧脱附把两者的优点有机地结合起来。先利用活性炭进行吸附浓缩，当活性炭吸附接近饱和时，利用电加热启动催化燃烧设备，并利用热空气加热活性炭吸附床，当催化燃烧反应床加热到～250℃，活性炭吸附床局部达到60～100℃时，从吸附床解吸出来的高浓度废气就可以在催化反应床中进行低温氧化反应。反应后的高温气体经换热器换热，一部分回用送入活性炭吸附床进行脱附，另一部分排入大气。脱附出来的废气经换热器换热后温度迅速提高，降低了催化燃烧的启动电功率，从而使催化燃烧装置及脱附过程达到小功率运行。
操作简单方便，系统全程由PLC自动控制，可实现一键启动和连锁联动控制；系统安全可靠，配置多组温度、压力、气体传感器和报警装置，并设置了阻火器、泄爆膜等安全防护措施；
催化氧化炉体设备由换热器、燃烧室、催化床、燃烧器或电加热器等组成。设备箱体采用3.0mm厚Q235材料，外表面设加强筋，壳体良好密封。设备加工时采用静电喷涂工艺，保证材料表面防锈效果良好。设备的内外壁在经过除锈处理工艺后，均涂高温防腐油漆；同时，内部采用304不锈钢结构，与气体介质接触部分由高性能保温棉隔离。炉体顶部设置有泄爆装置。设备设有操作维护平台，在平台和扶梯均设护栏，保障设备在操作、检修维护时能够更加安全、方便。
催化反应室：采用不锈钢内胆,顶部装有防爆装置,防止催化反应室分成二级设计,内有304不锈钢均流板和导流板, 催化剂采用交错摆放,达到温度条件的有机废气进入第一级催化反应室反应；分二级反应的好处是当 T3 传感器检测到反应温度较高时马上减小进气浓度,避免二级催化剂温度过高，内装蜂窝状催化剂交错摆放，提高废气的净化效率。
热交换器：将有机气体分解后的热能和废气源冷气流进行冷热交换，置换热能，提高废气源的温度。当废气浓度达到一定值时，通过热交换器的作用，可以保证设备在无运行功率（或低功率）的状态下正常运转，是催化净化装置中对废气源进行第一次温度提升装置，也是设备中节能设施之一；通过热交换器内部对气流的合理控制。结构采用不锈钢冲压成板式换热器，合理的布置， 使冷热气流全面接触，能量进行全面置换。
预热室：废气源在进入催化燃烧室之前，经温度检测仪检测，温度达不到催化反应的条件，由布置在预热室内的电加热系统进行温度的第二次提升，在此项目中，加热室是为了提供开机时预热气体需要的热量，苯催化燃烧后有大量的预热可以利用，因此需要的热功率较低，通过电加热即可，不需要天然气或液化石油气的额外加热。
催化剂： 催化剂是在化学反应中能改变反应温度而本身的 组成和重量在反应后保持不变的物质。本装置中选用的催化剂型号为工业废气 VOC 净化催化剂，是处理各种不同类型有机废气的高效广谱型催化剂。工业废气 VOC 净化催化剂，采用蜂窝陶瓷状为载体的贵金属催化剂，具有高活性、耐高温及使用寿命长等特点。
