VCOs废气治理工程方案
2022年10月26日 12:44:30
来源：东莞市朝晖环保设备有限公司 >> 进入该公司展台
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一、工艺说明： 将各生产区域废气采用管道分别收集汇总进入废气处理设备，汇总后进入干式过滤箱预处理粉尘颗粒物，再经活性炭吸附净化，*后经引风机作用达标排放。吸附箱前后装有1只吸附阀1只脱附阀，吸附管路与脱附管路并联接入箱体。根据电控程序（时间）控制两端阀门开闭将活性炭箱独立，以实现用催化燃烧产生热空气对活性炭箱逐一单独脱附。脱附分解后达标热空气部分用于循环脱附，多余部分热空气直接外排。外排气流量根据所需管道温度控制模拟阀开度控制。二、方案特点：（1）排出废气分别接入独立活性炭吸附废气处理设备，根据PLC程序提示吸附停机状态采用催化燃烧对饱和箱体逐一脱附解析工艺。业主工作时间为20小时，废气处理方式为连续式工作，吸附过程的同时可进行脱附。（2）有机废气中的粉尘颗粒物较多，采用活性炭吸附时需将漆雾颗粒物去除，前处理采用干式过滤箱过滤方式。（3）以活性炭脱附出的高浓度废气进入温度为250-280℃的CO炉中，在贵金属催化剂的作用下，从而分解VOCs分子，VOCs在CO炉中的反应式如下：三、设备使用环境及条件：（1）室外使用环境要求：-10～40℃；（2）CO\CTO加热方式：电加热；（3）压缩空气：0.5-0.6Mpa（气源相对干燥）；（4）电源：a）380V 三相四线制，电压波动范围：380V±10%，50Hz； b) AC220v±10% 50 HZ 单相。四、主要技术原理说明：（1）活性炭工作原理：含有机物的废气经风机的作用，经活性炭吸附层，利用活性炭多微孔比表面积大的吸附能力强将有机物质吸附在活性炭微孔内，洁净气被排出；经一段时间后，活性炭达到饱和状态时，停止吸附，此时有机物已经被浓缩在活性炭内。再利用催化燃烧对饱和活性炭进行脱附再生，重新投入使用。待处理的有机混合废气经引风机作用，先经过预处理过滤装置去除废气中的粉尘及杂质部分，否则直接吸附会堵塞活性炭的微缩孔，从而影响吸附效果甚至失效，经过初步过滤后“相对纯净的有机废气”进入吸附装置进行吸附净化处理，有机物质被活性炭*的作用力截留在其内部，洁净气体通过烟囱排放到大气中，经过一段时间吸附后，活性炭达到饱和状态，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\CTO自动升温将热空气通过风机送入活性炭床使活性炭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。（2）电催化氧化CO工作原理：VOC-CO 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 和有机溶济蒸汽氧化分解生成CO\CO2和H2O并释放出大量热量。该装置主体结构由净化装置主机、引风机、控制系统三大部分组成。活性炭脱附出来的高浓度、小风量、高温度的有机废气过滤后，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*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*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*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，将有机气体分解，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。五、 干式过滤箱：（1）设备说明由于废气中含有粉尘及粘性物质，如果直接进入活性炭吸附系统会堵塞活性炭的空隙，导致吸附效率降低甚至失效，同时，由于活性炭使用寿命比较长（在有解析设备的情况下），为了确保活性炭的吸附效果，通常在废气进入活性炭吸附床前采用过滤器将粉尘及粘性物质去除。本工程过滤装置采用2级处理：*级：初效网式过滤器；第二级：中效袋式过滤器；确保废气无粉尘和颗粒等。过滤器用于捕捉废气中的粉尘，粉尘如果直接进入吸附箱，将堵塞吸附材料的毛细孔，降低吸附性能。过滤器设计时将考虑维护，便于拆卸和安装。压差开关实时表示压力损失，根据设定压力，超出一定压差时向 PLC发送报警信号，以便使用者能够及时更换滤料。粗效空气过滤棉产品特性：1、粗效空气过滤棉主要过滤大于5μm的尘埃粒子；2、粗效空气过滤棉采用高性能，高强度的合成纤维递增结构加工而成；3、具有容尘量高和阻力低的特点、阻燃性强；4、使用寿命长,清洗后可多次使用，经济实用；5、可耐温100℃；6、搭配金属框多用于制成板式初效过滤器、袋式初效过滤器等过滤器的滤料。粗效空气过滤棉用途: 粗效空气过滤棉一般用于通风设备和空气控制系统吸入口处作为预过滤或粗过滤等直接和室外空气接触的地方；适用于各种工业用途,如喷涂行业，防治污染,公共建设,空调业,电子业,制药厂,食品工业等。中效袋式过滤棉特性：1、采用超细合成纤维以特殊织法制成；2、容尘量大；3、滤材内含静电纤维，具有高捕尘率，及高透性，高使用寿命。六、活性炭吸附床： （1）设备说明活性炭吸附床内装活性炭层，以浓缩净化有机气体，是整个装置*个主循环的主要部件及核心工序，活性炭砖砌式装填。废气进入箱体经装填活性炭层吸附净化，可以降低吸附箱吸附流速提高净化效率。吸附原理：采用多孔性固体物质处理流体混合物时，流体中的某一组分或某些组分可被吸引到固体表面并浓集保持其上，此现象称为吸附。在进行气态污染物治理中，被处理的流体为气体，因此属于气-固吸附。被吸附的气体组分称为吸附质，多孔固体物质称为吸附剂。活性炭选用以优质无烟煤作为原料、外形蜂窝状，其主要特点为：具有强度高、比表面积较大、吸附容量高、吸附速度快、孔隙结构发达、孔隙大小介于椰壳活性炭和木质活性炭之间。蜂窝活性炭规格参数| 主要成份 | 活性炭 | 规格 | 100×100×100mm |
| 壁厚 | 0.6mm | 体密度 | (380~450) |
| 比表面积 | ＞494.5 | 吸附率 | ≥43.2% |
| 脱附温度 | <110℃ | 使用寿命 | 约8000h |
| 孔数 | 150孔/平方英寸 |
| 风速阻力 | 450Pa(风速0.8m/s；床厚60cm) |
| 抗压强度 | 正压＞0.9MPa；侧压＞0.3MPa |
（2）设备选型计算活性炭床单床处理风量为20000m³/h，按照连续式运行方式设计，活性炭床在吸附结束后进行脱附。活性炭床设计空塔气速0.8m/s，驻留时间为0.75s。（3）活性炭床的设计活性炭床的设计直接影响其吸附风量及脱附效率，并能有效防止过程中活性炭着火的问题。活性炭本身就有一定的催化作用，在一定温度下更为明显。有机废气在被催化分解过程中会自产生一定热量。脱附过程中活性炭在受到外部热量后释放出大部分已经吸附的挥发性有机物，但仍有部分闪点比较高的有机物残留在活性炭里。活性炭堆积的太多，完成脱附后的活性炭如果不能迅速散热降温，那么高温下的活性炭继续与残留的有机物产生催化反应产生更高的温度，*终导致活性炭着火。如果将活性炭的堆放厚度变薄并分多层分隔堆放，就能有效解决活性炭聚热的问题，并能有效降低活性炭着火的概率。（4）安全措施安装在活性炭吸附床的温度传感器实时监控活性炭床的各部位的温度。当检测到活性炭床的温度异常时，迅速在液晶操作面板上显示报警选择并通过声光报警器报警。每个活性炭箱都设有消防喷水系统及氮气系统，活性炭箱体温度异常时，通过人工反复确认后进行消防喷水与否，催化燃烧装置防爆泄压按照《GB50160-2008》标准设计，符合国家泄爆标准。七、 CO 催化氧化炉装置：（1）设备说明 电催化氧化设备能有效的降低热量损耗及能耗资源，同时大大降低净化后气体排出温度。CO 设计，布局合理，具有以下特点：①操作方便：工作时全自动控制。②能耗低：达到一定浓度时，无功率（或低功率）运行。③安全可靠：泄压、自保，阻火除尘、超温报警及*的自控。④阻力小效率高：采用当今*的贵金属钯、铂浸渍的蜂窝陶瓷催化剂，比表面积大。⑤占地面积小：仅为同行业同类产品的 70%。⑥使用寿命长：催化剂一般 2~4 年/8500h更换，并且载体可再生。CO 主机由阻火除尘器、热交换器、预热器、催化反应室、主排风机、控制系统、电加热组件以及催化剂组成，是设备的核心部件。阻火除尘器：将设备和废气源之间的危险阻隔开来，保证处理设备和生产设备之间的安全，同时除去废气源中的粉尘。结构为波纹网型及过来棉，参照国家标准制造，更换快捷，清理方便。是本设备中安全设施之一。热交换器：将有机气体分解后的热能和废气源冷气流进行冷热交换，置换热能，提高废气源的温度。当废气浓度达到一定值时，通过热交换器的作用，可以保证设备在无运行功率（或低功率）的状态下正常运转，是催化净化装置中对废气源进行*次温度提升装置，也是设备中节能设施之一；通过热交换器内部对气流的合理控制，使交换器的效率保证在 50%以上。结构采用 Q235 冷轧钢钢板制，合理的布置，使冷热气流全面接触，能量进行全面置换；制作按照国家《钢制压力容器制作标准》进行制作和验收。预热室：废气源在进入催化燃烧室之前，经温度检测仪检测，温度达不到催化反应的条件，由布置在预热室内的电加热系统进行温度的第二次提升；Q235 电加热组件为红外线加热管，由固定绝缘板固定，维护更换十分方便。催化反应室：达到温度条件的有机废气进入*级催化反应室；*催化反应室采用抽屉式，内装蜂窝状催化剂，中间分插电加热组件，利用红外线辐射原理，使蜂窝状催化剂温度达到反应温度，使部份有机物进行分解，释放出能量，直接使废气温度提升，是本设备设计的第三温度提升处，也叫催化升温；温度提升后的有机气体进入催化固定床，内置蜂窝状催化剂，满足反应条件的有机气体在此分解，废气变成洁净气体。本设施为催化净化装置的心脏。主排风机：选用国内优质通用风机，耐高温低转速，保证工作效果同时保证风机噪声不超过 85dB，没有二次污染，是整个装置气流运转的动力源。配置减振台座及减振器。控制系统：监控所有动力点起动、停止、故障，反映整个运转过程中气体的升温、气体分解状况，对设备整个过程进行安全动力保护，可以根据废气源性质及生产线状态进行设定。主要控制组件选用进口产品，保证设备的良好运行、安全性及使用寿命。电加热组件：电加热组件为红外线电热管，利用电加热的辐射原理。电加热管由φ16高温薄管内衬高温氧化镁及电加热丝组成，具有效率高、散热快、寿命长等特点，严格按照国家标准制作和验收。催化剂：催化剂是在化学反应中能改变反应温度而本身的组成和重量在反应后保持不变的物质。本装置中选用的催化剂是处理各种不同类型有机废气的高效广谱型催化剂。催化剂以蜂窝陶瓷做载体，内浸渍贵金属铂和钯，具有高活性、耐高温及使用寿命长等特点。性能参数为：方形孔，孔数25个/cm2，堆积密度为0.76±0.02 kg/L，强度为100kgf/cm2，比表积为25m2/g。活性指标测试见下表：催化剂主要技术性能| 外形尺寸 | 100×100×50mm | 空穴尺寸 | φ1.3mm |
| 空穴密度 | 25.4 个/cm2 | 孔壁厚度 | 0.5mm |
| 深层主晶相 | γ-A1203 | 比表面积 | 43 m2/g |
| 堆积密度 | 0.8g/cm2 | 空速 | 1.2×104 h-1 |
| 催化剂活性温度 | 210℃ | 耐冲击温度 | 750℃ |
| 使用寿命 | 8500h |
（2）设备安全设置在设备的进口设置了阻火除尘装置，将生产线和处理设备之间的任何危险断开，同时处理废气源中的灰尘，保证废气的洁净度。装置正常运转。阻火器应能有效地防止火焰通过。在催化反应室内设置了泄压口，当设备内部的压力 10-30Kpa之间时，自动泄压，使设备始终在安全状态下运行。电加热组件可以根据废气的温度起伏，自动控制补偿和停止；当反应温度出现高温时，自动停止电加热的电源，温度降低后会自动起动，恢复正常工作。控制系统上显示废气预热温和气体反应温度，可以清楚了解气体氧化分解效果。可以从控制系统中了解电加热组件工作状态及电加热组件的完好状态，电源均有良好地接地和保护措施。整个系统为负压工作方式，废气不存在外溢现象。设备外表面用绝缘保温材料进行保温，使表面的外壳温升为 46-50℃，整个设备的绝缘电阻小于 2MΩ。
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