VOCs吸附脫附催化燃燒一體化廢氣處理系統

 催化燃燒法，簡稱RCO，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，是凈化碳氫化合物等有機廢氣、消除惡臭的有效手段之一。在有機廢氣特別是回收價值不大的有機廢氣凈化方面，比如化工、噴漆、絕緣材料、漆包線、涂料生產等行業應用較廣。
     與熱力燃燒法相比，催化燃燒所需的輔助燃料少，能量消耗低，設備設施的體積小。RCO具有RTO（蓄熱式熱力焚化爐）高效回收能量的特點和催化反應的低溫工作的優點，將催化劑置于蓄熱材料的頂部，來使凈化達到最優，其熱回收率高達95%。

 RTO，是指蓄熱式熱氧化技術，英文名為“Regenerative Thermal Oxidizer”。RTO蓄熱式熱氧化回收熱量采用一種新的非穩態熱傳遞方式，原理是把有機廢氣加熱到760℃以上使廢氣中的VOC氧化分解成CO2和H2O。氧化產生的高溫氣體流經特制的蓄熱體，使蓄熱體升溫而“蓄熱”，此蓄熱用于預熱后續進入的有機廢氣，從而節省廢氣升溫的燃料消耗。
     RTO焚燒爐的運行能耗主要是電和燃料。一旦設備定型了，電耗基本恒定，風機可采用變頻控制省電，這里不做討論，主要討論燃料問題。因廢氣量不穩定、濃度不穩定，加上車間廢氣控制不好，所以在啟動及運行過程中，需要經常補充燃料(常用柴油、天然氣)以維持燃燒室溫度。
      燃料消耗多少，關鍵取決于蓄熱陶瓷的蓄熱能力，通常以能夠維持正常運行而不需補充燃料所需的最低VOC濃度來衡量能耗高低。此數值越低，則能耗越低。性能超好的RTO焚燒爐此數值可達450×10-6mg/L。另外，能量損耗主要是尾氣帶走的熱量和表面散熱損失，尾氣帶走熱量與廢氣量和進出口溫差相關，尾氣溫度越低、進出口溫差越大，則能耗越低。表面散熱損失體現在箱體表面溫度與環境的溫度差，保溫效果好則溫差小，散熱損失小。當然，能耗還有可能跟局部地方保溫薄弱及高溫氣體泄漏有關。
     在VOCs處理企業選擇RTO焚燒爐時，設計廠家的風量及有機物濃度參考值需要綜合考慮，風量選擇過大，VOCs濃度偏小，運行能耗高。風量選擇過小，VOCs濃度偏大，容易在爐膛發生回火、閃爆等安全事故，且高濃度有機廢氣在輸送過程中也容易因靜電等發生爆炸事故。因此，設計時應適當放大風量，降低安全風險。還可以采用變頻控制等手段，根據生產情況調節風機風量，以降低能耗。
     在運行過程中，應優化控制手段，在廢氣進爐膛前，盡可能除掉入口噴淋塔帶來的水分，減少水分汽化所需熱量;同時，還應優化進出風時間、保持燃燒室溫度、加強閥門密封度等，還可在進氣風管采用計量泵與蒸發器組合的方式，人為控制一些不可套用的廢溶劑的蒸發，在廢氣VOC較低時提高VOC濃度，以達到不使用燃料就能維持正常燃燒的目的，從而減少燃料消耗。一般來說，維持正常運行對VOC濃度的要求遠低于其爆炸下限，還可根據爐膛溫度隨時調整或關閉廢溶劑的蒸發，所以其安全風險是可控的。

駿哲環保催化燃燒設備催化燃燒反應原理是有機廢氣在較低溫度下在催化劑的作用下被完全氧化和分解，達到凈化氣體目的。催化燃燒過程是在催化燃燒裝置中進行的，有機廢氣先通過熱交換器預熱到200～400℃，再進入燃燒室，通過催化劑床時，碳氫化合物的分子和混合氣體中的氧分子分別被吸附在催化劑的表面而活化。催化燃燒是典型的氣固相催化反應，其原理是活性氧參與深度氧化作用。在催化燃燒過程中，由于表面吸附降低了反應的活化能，碳氫化合物與氧分子在較低的溫度下迅速氧化，催化劑的作用是降低反應的活化能，同時使反應物分子富集在催化劑表面上以提高反應速率。催化燃燒設備采用典型的氣固催化反應，其本質是活性氧的深度氧化。在催化凈化過程中，催化劑的作用是降低活化能，同時催化劑的表面有吸附作用，使反應物分子在表面富集，提高反應速度，加快反應過程；有機廢氣在催化劑的作用下在低溫著火條件下進行無焰燃燒，并將其氧化分解為CO2和H2O，同時釋放大量熱能，實現廢氣中有害物質的去除。                                             
       催化燃燒反應的關鍵是選擇合適的催化劑。對催化劑的要求是：活性高,特別要低溫活性好,以便在盡可能低的溫度下開始反應。燃燒反應是放熱反應，釋放出大量的熱可使催化劑的表面達到 500～1000℃的高溫，而催化劑容易因熔融而降低活性，所以要求催化劑能耐。

       不管哪種廢氣要處理，首先要把廢氣收集起來。將廢氣收集到管道中。管道與催化燃燒裝置連接后，廢氣在末端離心風機的作用下進入裝置。設備內設有換熱器，通過換熱器的作用對廢氣進行加熱，加熱后的廢氣通過催化劑層燃燒，起到催化劑的作用，混合氣體中的碳氫分子和氧分子分別吸附在催化劑表面，通過催化劑床層活化。由于表面吸附降低了反應的活化能，碳氫化合物和氧分子在較低的溫度下迅速氧化，轉化為無害的二氧化碳和水煤氣。
       廢氣燃燒溫度一般在260-300℃之間。燃燒后，廢氣再次進入熱交換器。經換熱器冷卻后，凈化后的廢氣經離心風機和15米煙囪排入大氣。
催化燃燒設備的優勢：
      1、操作方便：設備工作時實現自動控制；
      2、低能耗：設備啟動約20分鐘，加熱至啟動燃燒溫度。當有機廢氣濃度較高時，能耗僅為風機功率；
      3、安全可靠：設備設有防火系統、防爆泄壓系統、超溫警報系統和先進的自動控制系統；
      4、低阻、高凈化效率：采用先進的貴金屬鈀、鉑浸漬蜂窩陶瓷載體催化劑，比表面積大；
      5、廢熱可回用：廢熱可返回干燥通道，減少原干燥通道的功耗；也可作為其它方面的熱源；
      6、占地面積小：同行業中同類產品僅占80%，對設備基礎無特殊要求；
      7、使用壽命長：催化劑一般4年更換一次，載體可再生。
催化燃燒設備采用典型的氣固催化反應，其本質是活性氧的深度氧化。在催化凈化過程中，催化劑的作用是降低活化能，同時催化劑的表面具有吸附作用，使反應物分子在表面富集，提高反應速度，加快反應過程；有機廢氣在催化劑的作用下在低溫著火條件下進行無焰燃燒，并將其氧化分解為CO2和H2O，同時釋放大量熱能，實現廢氣中有害物質的去除。
催化燃燒設備的應用范圍：
      1、可用于凈化有機溶劑（苯、醇、酮、醛、酯、酚、醚、烷烴等混合有機廢氣）；
      2、適用于電線、電纜、漆包線、機械、電機、化工、儀表、汽車、自行車、摩托車、發動機、膠帶、塑料、家用電器等行業的有機廢氣凈化；
      3、可用于各種干燥通道、鐵罐印刷和表面噴涂。油墨、機電絕緣處理、皮鞋粘膠烘干線、凈化各工序產生的有機廢氣。

催化燃燒環保裝置的工作原理主要包括三個部分：吸附氣法、解析氣法和催化燃燒法。
      1、吸附氣法利用活性炭的物理特性吸附VOC有機廢氣，蜂窩活性炭比表面積大，吸附能力強。有機廢氣被吸附到活性炭的微孔中，使氣體得到凈化，凈化后的氣體通過風機排出；
      2、在解吸氣體過程中，當活性炭的微孔吸附飽和后，就不能再被吸附。此時利用催化床產生的高溫熱風解吸活性炭，活性炭微孔中的有機物遇高溫后自動與活性炭分離，使活性炭再生；
      3、解吸后的有機物被濃縮（濃度比原來高幾十倍），送入催化燃燒室進行催化燃燒。在250~300℃的催化劑上進行催化氧化，使其轉化為無害的CO2和H2O并排放。當有機廢氣濃度達到2000ppm以上時，有機廢氣可在催化床內保持自燃，不需額外加熱，燃燒后的尾氣部分直接排入大氣，大部分的熱空氣被回收到吸附床上進行活性炭的解析和再生。再生后的活性炭可用于下一次吸附。該設備可在兩個氣路下連續工作。當工作量較大時，設置兩個吸附床交替使用。建立了催化燃燒室。首先，有機廢氣被其中一個活性炭吸附床吸附。當活性炭接近飽和時，吸附床兩端關閉的閥門同時關閉，即停止吸附工作，另一吸附床自動開啟，開始接管吸附工作。這樣，兩個吸附床的切換操作可以實現大工作量的連續工作。

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