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造纸厂废气处理催化燃烧设备

发布时间:2020-09-16 16:39:39 人气: 来源:未知

造纸工业尾气处理催化燃烧设备成套系统是基于吸附(高效)与催化燃烧(节能)两个基本原理,即吸附浓缩-催化燃烧法而设计的。吸附浓缩单元与热氧化单元有机结合的方法,主要适用于低浓度有机气体,不宜采用直接燃烧或催化燃烧、吸附再循环等方法处理有机废气,特别是强风、强风处理场合时,能取得满意的经济和社会效果。通过吸附净化和脱附,转化为小风量、高浓度的有机废气,进行热氧化处理,有效利用了有机物燃烧所释放的热量。
该净化器的处理流程包括三个部分:干式除尘、气体吸附、气体吸附;有机废气首先通过干式过滤,将废气中的颗粒状污染物截留除去,然后进入吸附床进行吸附,有机溶剂由具有较大比表面积的蜂窝状活性炭吸附在活性炭表面,经处理的洁净气体通过风机、烟囱高空排放。
一是干式过滤器:待处理有机废气经风管引出后进入干式过滤器,可对废气中的微粒和粘性组分进行过滤,延长活性炭吸附周期和使用寿命;
吸附气体流程:利用活性炭的物理性质吸附VOC有机废气,以蜂窝状活性炭比表面积大,吸附能力强的特点,将有机废气吸附到活性炭的微孔中,使气体得到净化,净化后的气体经风机排空,达到治理有机废气的效果;
第三,脱附气体处理:当活性炭微孔吸附饱和时,就不能再吸附,因为活性炭微孔内的有机物遇高温会自动脱离活性炭,在此过程中利用催化床产生的高温热风来脱附。脱附过程中的有机物经过浓缩(比原浓度高出数十倍)并送入催化燃烧室催化燃烧,在250~300℃的催化剂上进行催化氧化,使其转化为无害的CO2和H2O排放,当有机废气浓度超过2000PPm时,有机废气在催化床中保持自燃,无需再加热,燃烧后的尾气部分直接排放到大气中,大部分热气流再循环进入吸附床中,用于活性炭的脱附再生。通过这种方式,既满足了燃烧和脱附所需的热能,又节约了能源,可将再生的活性炭用于下一次的吸附。
催化剂燃烧系统主要由催化燃烧床(包括电加热器、催化室和热交换器)、阻火器、温度检测器及相应的电动阀、保温管等组成。本发明的主要功能是将催化燃烧床中电加热炉用于生产线尾气的加热,使尾气在催化剂的作用下在280~300℃左右转化为CO2和H2O,并释放大量热量。热能通过换热器进行再利用。
该系统主要由PLC电控柜、温度表、阀门电动执行机构和面板模拟流程图等组成,其功能为:控制管道在工作过程中有关阀门的开关。控制催化床加热温度,反应温度,气流入口温度和气流出口温度,根据工艺条件的要求,控制电加热器的启动和停止。在设备运行中出现异常时自动停止并报警。和总控系统相互发送信号,实现互连。
本装置可采用双气路连续作业,工作量较大时,设两台吸附床交替切换使用,一台催化燃烧室,首先将有机废气通过其中一台活性炭吸附床吸附,当活性炭很快达到饱和时,吸附床两端的密封阀同时关闭,即停止吸附工作,同时另一台吸附床自动开启以取代吸附工作。这样,两台吸附床就可以切换运行,完成大工作量的连续工作。
在实际应用中,活性炭吸附和催化燃烧两种催化燃烧方式,除可单独使用外,还可结合使用。两者的结合主要利用了两者之间的互补性:活性炭吸附的风量大、浓度低的废气,催化燃烧的风量小、浓度高的废气,活性炭吸附后的有机物能在高温下脱附J。另一方面,该组合工艺可以被看作是活性炭的现场再生利用工艺,既降低了活性炭吸附饱和后的更换和处置成本,又可以定期进行浓缩脱附,避免由于活性炭吸附饱和不及时更换而导致的超标排放风险。
采用贵金属催化剂进行催化燃烧,可以降低废气中有机物的活化能,使有机物在低温(一般为250~300摄氏度)条件下实现无火焰燃烧,且不同成分的有机物,其催化燃烧温度不同。该方法的原理是,尾气经过催化剂时,首先被吸附到催化剂的表面,然后在一定温度下进行催化燃烧,以达到净化的目的。在处理有机废气时,通常采用的催化剂有钯金属蜂窝状催化剂和铂金属催化剂,它们分别是电加热和燃气加热两种,其燃烧方式是直接催化燃烧(CO)和再生催化燃烧(RCO)。催化剂燃烧一般适用于小风量、高浓度、高温的有机气体,废气中不能含有硫、汞等可能导致催化剂中毒的物质。
催化燃烧过程中活性炭吸附能力的提高,主要取决于活性炭本身的比表面积、孔隙大小、分子间力以及化学键的合成;而实际应用中,活性炭吸附装置的设计,关键在于活性炭的过滤面积、过滤风速、层厚度。
根据《吸附法除尘工业有机废气治理工程技术规范》(HJ2026—2013)的规定,采用颗粒状吸附剂吸附气体速度宜小于0.6m/s,纤维状吸附气体速度宜小于0.15m/s,蜂窝状吸附气体速度宜小于1.2m/s,过滤面积可根据除尘器除尘器除尘器的除尘量和除尘器的除尘器除尘器除尘器风速的大小来计算。
炭层厚度的设计,要综合考虑尾气产生浓度、去除效率、活性炭更换时间等因素。碳层厚度的计算通常采用两种方法:首先,根据活性炭需要的更换周期,确定活性炭的总装填量,然后根据过滤面积计算碳层厚度;其次,考虑到吸附盒的尺寸、碳层风阻、过滤风速等因素,根据经验直接选择厚度值。
上述设计在活性炭吸附速率为恒定值或无限大至可忽略不计的情况下实现。但目前还不能很好地计算实际吸附速率,不同的碳,不同的过滤风速,不同的风压等,都会影响碳层的吸附速率。
实际上,影响碳层吸附速率的因素主要有吸附质浓度、风压、温度、活性炭表面积等。
 
经活化处理后的活性炭,由于其比表面积大,孔隙多,吸附能力强等特点,被广泛应用。微粒碳的表面积一般可以达到700~1200m2/g,微粒孔径范围为1.5微米~5微米。它的吸附方式主要有两种:活性炭与气相分子之间的范德华力,当气相分子通过活性炭表面时,范德华力起主导作用,气相分子首先被吸附到活性炭外表面,小于活性炭孔径的分子通过内部扩散转移到内表面,从而达到物理吸附的目的;吸附质与吸附剂表面原子之间的化学键合成,这是化学吸附。活化碳吸附一般适用于有机废气的大风量、低浓度、低湿度和低含尘。
研究内容包括:活性炭吸附脱附催化燃烧工艺流程图、活性炭吸附脱附有机废气处理装置(ACF)是利用活性炭(或纤维)对有机溶剂的强大吸附作用而研制的。本设备是根据吸附浓缩-脱附再生-溶剂分离回收工艺而设计的,由两台或三台并联活性炭(纤维)吸附装置和一套脱附回收装置组成,适用于低浓度、大风量有机废气的净化处理。该工艺工艺成熟,性能稳定,吸附能力强,可回收有机物,尾气浓度低,安全可靠。
采用具有较大比表面积和吸附量的活性炭对中低浓度有机废气进行吸附处理,是一种非常有效的处理方法,有机废气中的污染物被活性炭吸附在体内,洁净的气体被排放,从而达到净化的目的。
该装置采用活性炭吸附法、热气流脱附法、催化燃烧法三种组合工艺对有机废气进行净化,分三个工作过程进行:
一是利用活性炭多微孔、表面张力大、吸附量大等特点,把废气中的有机溶剂吸附到废气中,使有机废气净化效率达到95%以上,使所排放的废气得到净化。
二是工作过程中由于活性炭吸附容量的限制,经过一段时间的吸附,活性炭达到饱和状态后,就停止吸附,此时有机物已浓缩到活性炭中。吸附饱和后,将吸附在活性炭上的有机溶剂按一定的浓缩比热气流脱除,送到催化燃烧床。
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