催化燃燒裝置(RCO)RCO,是指蓄熱式催化燃燒法,英文名為“Regenerative Catalytic Oxidation Oxidition”。催化燃燒法是在催化劑的作用下,將VOCs在200~400℃的低溫條件下分解為CO2和H2O,是凈化碳氫化合物廢氣,消除惡臭的有效手段之一。RCO技術(shù)已成為VOCs控制的主流技術(shù)。但關(guān)鍵問(wèn)題在于如何提高催化劑的活性和穩定性,提高催化劑適用性,以及降低催化劑成本。RCO作用原理是:首先是催化劑對VOC分子的吸附,提高了反應物的濃度,其次是催化氧化階段降低反應的活化能,提高了反應速率。借助催化劑可使有機廢氣在較低的起燃溫度下,發(fā)生無(wú)氧燃燒,分解成CO2和H2O放出大量的熱,與直接燃燒相比,具有起燃溫度低,能耗小的特點(diǎn),某些情況下達到起燃溫度后無(wú)需外界供熱,反應溫度在200-400℃。
廢氣含有顆粒狀噴霧和蒸發(fā)出來(lái)的氣態(tài)有機溶劑污染物,為避免顆粒狀漆霧影響后續的活性炭吸附過(guò)程,尾氣先進(jìn)入干式預過(guò)濾處理裝置,將尾氣中的顆粒狀污染物截留下來(lái),再進(jìn)入活性炭吸附床進(jìn)行吸附處理,廢氣中的氣態(tài)有機污染物被吸附在活性炭表面,而干凈的氣流沿管道高空排放。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的吸附,活性炭對污染物吸附達到一定的程度后,啟動(dòng)系統的活性炭脫附再生過(guò)程,將原來(lái)吸附在活性炭里的有機廢氣脫附出來(lái),通過(guò)催化燃燒將氣態(tài)有機污染物轉化成二氧化碳和水蒸汽,經(jīng)處理后的氣流高空達標排放 。
催化燃燒設備分在線(xiàn)和離線(xiàn)兩種形式:
所謂在線(xiàn)催化燃燒就是有機廢氣在風(fēng)機引力作用下進(jìn)入催化燃燒系統,首先經(jīng)過(guò)干式過(guò)濾器(標配)對其中的顆粒物進(jìn)行過(guò)濾,有機廢氣進(jìn)入活性炭吸附箱,廢氣分子被活性炭吸附、濃縮,干凈空氣進(jìn)入煙囪實(shí)現高空排放;隨著(zhù)活性炭趨于飽和,CO爐啟動(dòng),對催化劑和爐內空氣進(jìn)行加熱,熱空氣經(jīng)補風(fēng)閥調溫后接入活性炭吸附箱,對活性炭進(jìn)行脫附,脫附的高濃度廢氣分子進(jìn)入CO爐,在催化劑的作用下發(fā)生無(wú)焰燃燒,實(shí)現高溫氧化分解,*終生成二氧化碳和水蒸氣排進(jìn)煙囪;部分高溫氣體繼續對吸附箱進(jìn)行脫附,如此循環(huán);
在線(xiàn)型催化燃燒設備工作時(shí),其中2個(gè)吸附箱處于吸附狀態(tài),1個(gè)吸附箱處于備用狀態(tài)。當需要進(jìn)行脫附時(shí),備用的箱體進(jìn)入吸附狀態(tài),替換掉一個(gè)需要脫附的箱體,單獨進(jìn)行脫附。該箱體脫附完成后用以替換另一個(gè)需要脫附的箱體,從而實(shí)現活性炭箱體一直有2個(gè)處在吸附狀態(tài),保持對有機廢氣的24小時(shí)在線(xiàn)處理。
所謂離線(xiàn)催化燃燒設備就是廢氣經(jīng)活性炭吸附后,將飽和的活性炭放置到高溫脫附箱內。關(guān)閉箱門(mén),啟動(dòng)設備總開(kāi)關(guān),設置反應時(shí)間。催化燃燒室內的加熱管起先工作,將溫度加熱到設置的溫度250℃后,風(fēng)機啟動(dòng),熱風(fēng)進(jìn)入高溫脫附箱內,活性炭進(jìn)行脫附。通過(guò)管道有機廢氣進(jìn)入催化燃燒室,進(jìn)行無(wú)焰燃燒,放出熱量,生成二氧化碳和水,反應后的氣體經(jīng)換熱室進(jìn)行熱交換降低溫度后再經(jīng)阻火器后悔到管道內,當氣體溫度超過(guò)設置的溫度時(shí),冷風(fēng)機補充冷風(fēng),降低溫度后的氣體回到高溫脫附箱完成一次循環(huán)。
待處理的有機廢氣由風(fēng)管引出后進(jìn)入干式過(guò)濾器將顆粒物塵雜去除后進(jìn)入活性炭吸附床,根據風(fēng)量的大小確定吸附床數量(可為一吸一脫或多吸一脫),可通過(guò)閥門(mén)來(lái)切換,使氣體進(jìn)入不同的吸附床,該吸附床是交替工作的,氣體進(jìn)入吸附床后,氣體中的有機物質(zhì)被活性炭吸附而著(zhù)附在活性炭的表面,從而使氣體得以?xún)艋?,凈化后的氣體再通過(guò)風(fēng)機排向大氣。
吸附廢氣采用蜂窩狀活性碳;該產(chǎn)品具有強大的吸附性,其結構為多孔形蜂窩狀,具有孔隙結構發(fā)達,比表面積大,流體阻力小等優(yōu)點(diǎn),能有效地吸附廢氣中的苯、甲苯、二甲苯等有害物質(zhì),易于清理,通風(fēng)效果好。由于含有機物質(zhì)(苯甲苯、二甲苯等)的氣體經(jīng)過(guò)活性碳時(shí)與表面產(chǎn)生強烈的混和,形成多級凈化過(guò) 程,提高了凈化效果,從而達到去除漆霧及有機物質(zhì)、保證環(huán)境不受污染的目的, 保證廢氣排放符合國家GB16297-1996 《大氣污染物綜合排放標準》有關(guān)標準。
在催化燃燒過(guò)程中,催化劑的作用是降低活化能,同時(shí)催化劑表面具有吸附作用,使得反應物富集于表面。借助催化劑的作用使得廢氣在較低的起燃溫度條件下,發(fā)生無(wú)焰燃燒,并氧化分解為CO2和H2O,同時(shí)放出大量的熱能,從而達到去除廢氣中有害物質(zhì)的目的。催化劑是一種能改變化學(xué)反應速度,而在反應前后其本身的化學(xué)性質(zhì)沒(méi)有改變的物質(zhì)。催化劑通常是由催化活性材料和催化載體構成。催化活性材料一般是金屬或金屬氧化物。其中貴重金屬催化劑主要有鉑、鈀和釕等,普通金屬催化劑主要有銅、鉻、鎳、釩、錳、鐵、鈷等金屬及氧化物。催化載體是多孔材料,主要作用是使活性材料具有大的體表面積。催化載體分為金屬載體、陶瓷載體和炭纖維載體。
催化燃燒,催化燃燒設備,催化燃燒廢氣處理設備,催化燃燒設備應用新型活性炭(多為蜂窩炭或纖維炭)吸附濃縮低濃度的有機廢氣,吸附接近飽和后引入熱空氣加熱活性炭,使有機廢氣脫附出來(lái)進(jìn)入催化燃燒床進(jìn)行無(wú)焰燃燒凈化處理,熱氣體在系統中循環(huán)使用或增設二級換熱器進(jìn)行熱能回收。該法將低濃度的有機廢氣通過(guò)活性炭將其濃縮成高濃度的有機廢氣再通過(guò)催化燃燒徹底凈化。該法吸取了吸附法和催化燃燒法的優(yōu)點(diǎn),克服了各自單獨使用的缺點(diǎn),是目前國內治理有機廢氣的成熟、實(shí)用的方法。
離線(xiàn)型催化燃燒設備工作時(shí),其中2個(gè)吸附箱處于吸附狀態(tài),沒(méi)有處于備用狀態(tài)的吸附箱。當需要進(jìn)行脫附時(shí),吸附箱必須停止吸附狀態(tài),依次進(jìn)行脫附。該箱體脫附完成后繼續進(jìn)行吸附,適合不連續排放廢氣的工礦使用。
熱交換器(催化燃燒爐):將有機氣體分解后的熱能和廢氣源冷氣流進(jìn)行冷熱交換,置換熱能,提高廢氣源的溫度。當廢氣濃度達到一定值時(shí),通過(guò)熱交換器的作用,可以保證設備在無(wú)運行功率(或低功率)的狀態(tài)下正常運轉,是催化凈化裝置中對廢氣源進(jìn)行第*次溫度提升裝置,也是設備中節能設施之一;通過(guò)熱交換器內部對氣流的合理控制,使交換器的效率保證在 60%以上。結構采用不銹鋼沖壓成板式換熱器,合理的布置, 使冷熱氣流全面接觸,能量進(jìn)行全面置換。
預熱室:廢氣源在進(jìn)入催化燃燒室之前,經(jīng)溫度檢測儀檢測,溫度達不到催化反應的條件,由布置在預熱室內的電加熱系統進(jìn)行溫度的第二次提升;電加熱組件為紅外線(xiàn)加熱管,由固定絕緣板固定,維護更換十分方便。
催化反應室:采用不銹鋼焊接,頂部裝有防爆裝置,防止催化反應室分成二級設計,內有均流板和導流板, 催化劑采用交錯擺放,達到溫度條件的有機廢氣進(jìn)入第*級催化反應室反應;分二級反應的好處是當 T3 傳感器檢測到反應溫度較高時(shí)馬上減小進(jìn)氣濃度,避免二級催化劑溫度過(guò)高,,內裝蜂窩狀催化劑交錯擺放, 提高廢氣的凈化效率.
催化燃燒設備主要由活性炭吸附裝置+催化燃燒器兩大部分組成,即吸附濃縮—催化燃燒法。催化燃燒設備采用雙氣路或者多氣路連續工作,所設計的活性炭吸附裝置可交替使用,一個(gè)催化燃燒室。
催化燃燒設備在工作時(shí)先將有機廢氣用活性炭吸附,當活性炭達到吸附飽和時(shí)停止吸附操作,然后在80~120℃的溫度范圍內使活性炭發(fā)生脫附;脫附下來(lái)的有機物濃度較原來(lái)提高幾十倍并送入催化燃燒室進(jìn)行催化燃燒反應,在貴金屬催化劑表面于200~350℃條件下進(jìn)行催化氧化反應,使其轉化為無(wú)害的CO2和H2O。
催化燃燒反應是一個(gè)放熱反應,這些反應后的熱量通過(guò)熱交換作用,將溫度進(jìn)行截留再利用。所以催化燃燒設備比較節能,它只消耗風(fēng)機的功率。再生后的活性炭可用于下次吸附;在其中一個(gè)吸附床進(jìn)行脫附時(shí)控制系統可自動(dòng)打開(kāi)另一個(gè)吸附床繼續進(jìn)行有機廢氣的吸附工作,這樣兩臺或者多臺吸附床切換運行可實(shí)現大工作量的連續廢氣處理作業(yè)。
產(chǎn)品技術(shù)性能與特點(diǎn):
3.1采用吸附濃縮與催化燃燒相結合方法制作的本裝置,原理先進(jìn),外形美觀(guān),結構獨特,性能穩定,安全可靠,節能省力,操作、維修方便。
3.2本裝置凈化效率高,且不會(huì )產(chǎn)生二次污染,凈化效率經(jīng)中國環(huán)境科學(xué)研究院大氣環(huán)境研究所檢測,其結果為:苯>96%;甲苯>98;二甲苯>99%;臭氣>92%。
3.3 本吸附箱具有炭層多,分布均勻、穩定、氣流壓降小,吸附性能好的優(yōu)異性能,活性炭為蜂窩。
3.4 吸附器工作為2套吸附運轉,吸附床再生脫附后切換到正常吸附工作。
3.5催化燃燒器裝填的是催化劑,具有阻力小,活性高,穩定性好的特點(diǎn),當有機廢氣濃度達到2000PPM(如甲苯)時(shí),就可維持自燃。催化燃燒器轉換效率高,性能穩定。
3.6、利用余熱,節能顯著(zhù),本裝置中活性炭脫附再生,均以熱空氣作為解吸介質(zhì),而此熱氣流均來(lái)自于系統內催化燃燒后的余熱。脫附后的濃縮有機廢氣再進(jìn)入催化燃燒器進(jìn)行凈化處理,不需另加能源,運行費用大大降低。就同樣的處理量而言,約為傳統催化燃燒法的十分之一左右,活性炭吸附的五分之一。
3.7、本裝置整個(gè)系統自動(dòng)化操作,運行操作十分方便。主要表現在:
3.7.1.催化燃燒加熱部分為自動(dòng)。脫附時(shí)由設在吸附箱內的溫度檢測儀信號反饋來(lái)實(shí)現脫附溫度自動(dòng)控制。
3.7.2.吸附箱飽和時(shí),由氣動(dòng)來(lái)實(shí)現自動(dòng)關(guān)閉風(fēng)閥,自動(dòng)開(kāi)啟催化燃燒裝置及其脫附風(fēng)機,實(shí)現整個(gè)設備的自動(dòng)化。
3.7.3. 吸附箱吸附及脫附為全自動(dòng)控制。
3.8、本設備中的控制柜(屏)均采用安全可靠,性能穩定的電氣元件和線(xiàn)路構成,溫度的調節、工作狀態(tài)的控制均由電器自動(dòng)執行,故本裝置操作簡(jiǎn)便,運行狀態(tài)穩定。
3.9 風(fēng)機采用變頻控制,以調節風(fēng)量,使之風(fēng)管內保持微負壓狀態(tài)。
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