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干货!沸石转轮吸附-热空气脱附催化燃烧在VOCs治理方面的应用

posted time:2019-11-18 13:49:11 | browse:233次

沸石转轮吸附浓缩+热空气脱附催化氧化技术就是将多种废气通过沸石转轮进行吸附浓缩,同时再与催化燃烧组合的一种新技术。

  1.治理原理

  本技术是利用沸石吸附的面积大和不同温度下分子间作用力不同的原理,经催化燃烧后分解VOCs进行设计。

  在低温状态下,大风量的吸附风机把车间内的VOCs经过过滤箱过滤掉大颗粒物质,而后经过沸石分子筛转轮吸附,通过沸石转轮的气体可直接排放;当吸附有大量VOCs的沸石转轮进入高温脱附区时,小风量的热空气气体将沸石转轮上的VOCs分子脱附出来转换成高浓度废气,利用脱附风机送入后端的催化燃烧系统进行催化燃烧处理,分解产生的热量部分通过内部换热再次进入催化燃烧系统,降低能量损耗,部分分解后的气体直接排放到空气中,在此过程中,电控系统严格控制催化产生的热量,当超过设定值时通过调节脱附管路的自动阀门补冷风降低废气浓度,减少热量的生成;两部分子系统相互结合,反复循环,当无VOCs产生后可停止设备运行,同时为了设备的治理和安全,在停止催化氧化系统后需对该部分设备进行一个降温,保护设备正常使用。

  2.废气处理过程

  2.1沸石分子筛转轮吸附浓缩

  沸石是一种晶体结构的矿石,而我们用到的沸石分子筛就属于沸石的化合物。

  沸石分子筛转轮分为三部分:吸附区、脱附区和冷却区,每个部分都是由耐热、耐溶剂的密封材料分隔开来。沸石转轮可以在各个功能区域内连续运转,同步进行吸附脱附冷却。

  VOCs通过前端的过滤器进行初步过滤后,到沸石分子筛转轮的吸附区。在吸附区(吸附区面积为S1)有机废气中VOCs被沸石分子筛吸附除去,有机废气被净化后从沸石分子筛转轮直接排出,通过烟囱进入空气。

  吸附在转轮上的VOCs,在脱附区经过约200℃小风量的热风处理而被脱附、浓缩,浓缩倍数一般为5~25倍。浓缩倍数n=吸附面积*吸附速度/脱附面积/脱附速度。

  脱附后的沸石转轮在冷却区被冷却。经过冷却区的空气,经过加热后作为再生空气使用,达到节能的效果。以上流程反复循环,达到废气净化的目的。

  2.2催化燃烧

  催化氧化燃烧利用转轮经过脱附区后,VOCs进入脱附管路,经过脱附风机进入换热器换热,催化燃烧产生的部分热量经过换热被VOCs重新带入催化燃烧器内,加热升温进行催化剂催化处理,催化燃烧技术可以在较低温度(300℃~500℃)下实现对VOCs95%以上净化效率,完全反应后生成CO2和H2O,同时放出大量热,产生的热量一部分通过混合罐进入转轮脱附区对吸附在转轮上的VOCs进行脱附;一部分进入换热器换热,换热后的部分热量通过烟囱排出,另一部分被经过换热器的VOCs重新带入催化燃烧器。反复循环利用,可以最大限度的降低能量损耗,同时实现废气自我催化分解的效果。

  2.3电气控制

  沸石转轮吸附-热空气脱附催化燃烧对VOCs治理的实现还需要一套相对应的电控系统,控制系统采用PLC控制,具备设备自动/手动、本地/远程、吸附风机风速切换控制、同时还配备了设备工况监视、流程画面显示、参数显示及设置、报警显示、自动连锁保护、数据显示、数据传输等功能,并设有紧急停车,报警提示等功能。

  PLC控制系统,对关键设备的运行状态、关键点的温度和压力进行监测,便于评估设备的运行情况;共设有吸附风机控制、沸石分子筛转轮单元控制、脱附风机控制、燃烧器催化氧化控制、安全应急控制、电路保护等控制单元。手动控制只能单独控制一个控制单元进行操作,自动控制可以按照程序设定使整套设备进行连续性运行,保证设备稳定。

  PLC自控系统包含以下几个特点:

  节能控制:设备启动、停止、故障等不同状态下,PLC能够自动执行不同控制模式,最大化降低设备的待机能耗。

  预警防护:设备温度、压力等控制点发生异常时,发出声光报警信号,并自动做应急处理。

  急停控制:设备PLC控制系统预留急停信号,当设备出现紧急情况时作为优先控制等级第一时间停止设备运行。

  画面监控:实时监测设备上各个信号点的运行状态,通过画面运行状态对设备当下的运行性能有直观的了解。

干货!沸石转轮吸附-热空气脱附催化燃烧在VOCs治理方面的应用


  3总结

  转轮吸附+催化燃烧可以在处理大风量、高浓度的VOCs时,基本上可以净化所有含有VOCs的废气,也可以自我调节处理废气中VOCs的组成和浓度的变化、波动,在合适的废气浓度条件下无需添加辅助燃料而实现自供热操作。