吸附脱附催化燃烧废气处理工艺简介

吸附脱附催化燃烧废气处理工艺简介

1、 吸附-催化燃烧法原理

吸附浓缩-催化燃烧法，该设备采用多气路连续工作，设备多个吸附床可交替使用。含有机物的废气经风机的作用，经过活性炭吸附层，有机物质被活性炭特有的作用力截留在其内部，吸附去处效率达80%，吸附后的洁净气体排出；经过一段时间后，活性炭达到饱和状态时，停止吸附，此时有机物已被浓缩在活性炭内，之后按照PLC自动控制程序将饱和的活性炭床与脱附后待用的活性炭床进行交替切换。CO（催化氧化设备）自动升温将热空气通过风机送入活性炭床使碳层升温将有机物从活性炭中“蒸”出，脱附出来的废气属于高浓度、小风量、高温度的有机废气。

催化燃烧法：VOC-CH 型有机气体催化净化装置，是利用催化剂使有害气体中的可燃组分在较低的温度下氧化分解的净化方法。对于 CnHm 和有机溶剂蒸汽氧化分解生成CO2和H2O并释放出大量热量。

图1 VOC-CO原理图

活性炭脱附出来的高浓度、小风量、高温度的有机废气经阻火除尘器过滤后，进入特制的板式热交换器，和催化反应后的高温气体进行能量间接交换，此时废气源的温度得到第一次提升；具有一定温度的气体进入预热器，进行第二次的温度提升；之后进入第一级催化反应，此时有机废气在低温下部份分解，并释放出能量，对废气源进行直接加热，将气体温度提高到催化反应的最佳温度；经温度检测系统检测，温度符合催化反应的温度要求，进入催化燃烧室，有机气体得到彻底分解，同时释放出大量的热量；净化后的气体通过热交换器将热能转换给出冷气流，降温后气体由引风机排空。

有机物利用自身氧化燃烧释放出的热量维持自燃，如果脱附废气浓度足够高，CO 正常使用需要很少的电功率甚至不需要电功率加热，做到真正的节能、环保，同时，整套装置安全、可靠、无任何二次污染。

2、 处理工艺流程

根据行业要求及减少用户投资成本、运行维护费用，拟采用湿法除尘、干式过滤、活性炭吸附、催化燃烧脱附的方式对喷漆房污染综合治理，其中吸附浓缩-催化燃烧法工艺流程图如下：

图2 喷漆废气处理工艺流程图

本处理装置工艺采用湿法除尘+干式过滤＋吸附＋催化净化装置，工作方式为：一个湿式除尘塔+干式过滤器＋若干个吸附床，经过除尘过滤去除漆雾后，有机废气进入吸附床中进行吸附工作，净化后的气体由风机排入排气筒达标排放。日常工作时吸附床中一个进行脱附再生工作，其余进行吸附工作。脱附时启动催化燃烧器中的电预热器，待温度达到起燃温度时，由脱附风机和补冷风机补入系统中的冷风，经混合后调到适当温度（140℃，其中废气中有机成分沸点：甲苯110.6℃，二甲苯138-144℃）后送入吸附床进行脱附操作，吹脱出的高浓度有机废气（可浓缩10-20倍）与燃烧后的热废气在热交换器中进行热交换得到预热后送入燃烧室，在燃烧室中升到起燃温度后由催化剂将有机物氧化分解为无害的CO2和H2O。燃烧后的废气经脱附出的气体热交换温度降低至180-200℃后用于脱附，多余废气排入排气筒。

由多个吸附床轮流进行吸附和脱附再生，吸附与脱附之间切换，连续运行（工作时间可根据企业生产情况调节）。本工程设计废气浓度100ppm，浓缩后有机废气浓度可达到5000mg/m3以上，在燃烧器启动通过电加热升温至起燃温度后，可维持自燃。

气体进口处设一直排口，装有电动阀门控制，在设备不工作时，直排口始终打开，当吸附装置风机出现故障时，直排阀门自动打开，进行检修作业。脱附再生采用催化净化装置，装置进出口均安装阻火器，整个系统采用PLC 控制。

催化燃烧系统配置，废气的吸附浓缩主要利用的是活性炭的吸附作用。设备由几套活性炭吸附箱组成，系统运行时先打开第一套活性炭吸附箱，将工业废气进行吸附浓缩，第一套活性炭吸附饱和后，再打开第二套活性炭吸附箱进行与第一套活性炭吸附箱类似的吸附过程，在第二套活性炭吸附箱工作的同时，第一套活性炭吸附箱发生解吸。依此类推，系统里的活性炭吸附箱循环的进行着吸附和解吸的过程，解吸后的工业废气进入催化燃烧设备，最终废气被氧化分解成无毒无害的小分子化合物，达标排放。

催化燃烧设备主要由换热器、催化床、电加热器、燃烧室、蓄热体等几大部件组成。加热管首先加热催化燃烧设备，通过风机的作用，提供活性炭解吸所用的温度（80～120℃），解吸后的有机废气再进入催化燃烧设备内部，在燃烧室通过催化床的作用，在250~350℃温度下对废气进行氧化分解，分解成小分子化合物，例如水和二氧化碳。通过换热器将达标后的气体热量回收利用，达到节能的目的。

催化燃烧法几乎适用于所有排放烃类苯类等等臭味化合物的工业生产过程，如：涂装、印刷、机电、家电、制鞋、塑料、化工行业、有机化学品合成、合成制药、合成树脂、汽车、摩托车、“三苯”废气、自行车行业、机械、船舶、家电、家具、建材等行业等生产工艺过程中的废气处理，催化燃烧适用不同浓度、不同风量废气处理。

催化燃烧系统配置通常需要依据处理废气的温度来定，因为温度的不同对材质的选择会有不同。比如说温度较高的废气处理，建议选择304不锈钢材质的催化燃烧设备，因废气温度和废气属性会对设备形成化学反应及腐蚀性。

反之，如果处理的废气温度不高，对于寿命要求或者预算略低，需耐酸碱的废气处理，建议选择201材质，价格上稍微比304不锈钢材质的低一些，性价比相对较好，是304不锈钢的替代材料。

如果企业对预算要求比较严格，而且属于临时过渡性投入的话，建议选择镀锌板材质的催化燃烧设备，相对价格比304不锈钢催化燃烧设备和201的催化燃烧设备的价格低很多，性能略差些。主要原因在于他们原材料成本差异较大，还有人工加工成本和时间成本。

催化燃烧设备制作安装技术要求

(1) 吸附浓缩催化燃烧法治理工程应按照国家相关的基本建设程序或技术改造审核程序进行。总体设计应满足《建设项目环境保护设计规定》和《建设项目环境保护管理条例》的规定。

(2) 治理工程应遵循综合治理、循环利用、达标排放、总量控制的原则。治理工艺设计应本着成熟可靠、技术先进、经济适用原则，并考虑节能、安全、操作简便，确定主要工艺流程。同时考虑其前瞻性。

(3) 治理工程应与生产工艺水平向适应，治理设备应作为生产系统的一部分进行管理，治理设备应与产生废气的相应生产设备同时运转。

(4) 治理工程在建设、运行过程中产生的废气、废水、废渣及其他污染物的治理与排放，应执行国家环境保护法规和标准的相关规定，防止二次污染。(5) 经过治理后的污染物排放应符合国家或地区相关大气污染物排放的相关规定（大气污染物综合排放标准GB 16297-1996 二级标准）。排气筒的设计应满足GB 50051的规定。

(6)污染物与污染负荷

1）吸附法治理有机废气的范围、进气的浓度要求和限值，以及不适用于处理的废气情况，如对含有颗粒物及气溶胶类物质，需通过干法或湿法过滤等方式预先除去。

2）由于有机物的易燃性和存在爆炸的危险，在有机废气的治理中安全性是首先需要考虑的因素。对有机物的浓度要求一般规定为控制在其爆炸极限下限的25%以下。3）粉尘易于附着在吸附剂的表面上，少量的粉尘就会对吸附剂的吸附能力、使用寿命产生很大的影响因此经过预处理以后废气中的颗粒物含量应低于5mg/m3。

2 工程构成

治理工程由主体工程系统和辅助系统组成。主体工程系统通常包括废气收集、预处理和催化燃烧等单元，若治理工程产生二次污染时，还应包括二次污染的治理设施。

辅助系统包括电气仪表、控制系统、废气检测和排水等单元。 

3 场址选择与总图布置

场址选择与总图布置应参照标准GB 50187规定执行。

治理设备的布置应考虑主导风向的影响，以减少有害气体、噪声等对环境的影响。如果在下风向无居民区，应布置在主导风向的下风向。

对于有机废气的治理，在场址选择中主要考虑有机物的易燃和爆炸的危险，应按照消防要求留出消防通道和安全保护距离。同时要考虑因地制宜地利用厂区空间，降低治理成本。

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保技术指导。

RCO催化分解装置由预处理装置、预热装置、催化燃烧装置、防爆装置组成。

①废气预处理：为了避免催化剂床层的堵塞和催化剂中毒，废气在进入床层之前须进行预处理，以除去废气中的粉尘、液滴及催化剂的毒物。

②预热装置：预热装置包括废气预热装置和催化剂燃烧器预热装置。因为催化剂都有一个催化活性温度，对催化燃烧来说称催化剂起燃温度，须使废气和床层的温度达到起燃温度才能进行催化燃烧，因此，须设置预热装置。但对于排出的废气本身温度就较高的场合，如漆包线、绝缘材料、烤漆等烘干排气，温度可达300℃以上，则不必设置预热装置。

工业废气处理RCO设备

③催化燃烧装置：一般采用固定床催化反应器。反应器的设计按规范进行，应便于操作，维修方便，便于装卸催化剂。

④防爆装置：为膜片泄压防爆，安装在主机的顶部。当设备运行发生意外事故时，可及时裂开泄压，防止意外事故发生。

废气处理设备RCO

催化燃烧设备RCO设备与传统的设备相比，其优势在于:

(1)起燃温度低，能耗少，燃烧易达稳定，甚至到起燃温度后无需外界传热就能完成氧化反应。

(2)适应氧浓度范围大，噪音小，无二次污染，且燃烧缓和，运转费用低，操作管理也很方便。

RCO催化燃烧设备

(3) 净化效率高，污染物(如NOx及不完全燃烧产物等)的排放水平较低。

(4) 催化燃烧法使用的行业范围较广，例如：涂装、印刷、机电、家电、制鞋、塑料、化工行业、有机化学品合成、合成制药、合成树脂、汽车等行业等生产工艺过程中的废气处理。

催化燃烧废气处理设备简介

定制RCO催化燃烧 有机废气处理成套设备

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