CO型有機廢氣吸附催化一體化設備簡介

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詳細介紹

(一)概述

CO型有機氣體吸附催化一體化是CA88積累近十年有機氣體治理的經驗研製成功的節能、無二次汙染的新型環保產品,經眾多的用戶使用,該項處理技術成熟,已經達到國內同類產品的較先水平。

(二)用途

本淨化裝置主要用作塗裝、噴漆、家電、製鞋、塑料及各種化工車間裏揮發或滲漏出有害廢氣的淨化及臭味的消除,宜適用於低濃度(≤200mg/m3)的不適宜采用直接燃燒或催化燃燒和回收處理的有機廢氣,尤其對大風量的處理場所,可獲得滿意的經濟效益和社會效益。

(三)原理

本淨化裝置是根據吸附(效率高)和催化燃燒(節能)兩個基本原理設計的,即吸附濃縮-催化燃燒法。

含有機物的廢氣經風機的作用,經活性炭吸附層,有機物質被活性炭的作用力吸附在其內部,潔淨氣體被排出;經一段時間後,活性炭達到飽和狀態時,停止吸附,此時有機物已經被濃縮在活性炭內。

催化淨化裝置內設加熱室,啟動加熱裝置,進入內部循環,當熱氣源達到有機物的沸點時,有機物從活性炭內揮發出來,進入催化室進行催化分解成水和二氧化碳,同時釋放出熱量。利用釋放出的熱量再進入吸附床脫附時,此時加熱裝置完全停止工作,有機廢氣在催化燃燒室內維持氧化自燃,尾氣再生、循環進行,直到有機物完全從活性炭內部分離,至催化室分解。活性炭得到了再生,有機物得到分解處理。

(四)技術性能及特點

該設備設計原理,用材獨特,性能穩定,操作簡單、無二次汙染。設備占地麵積小、重量輕。吸附床采用堆放式結構,裝填方便,更換容易。

吸附有機物廢氣的活性炭床,可用催化燃燒處理廢氣產生的熱量進行脫附再生,脫附後的氣體再送催化燃燒室淨化,不需要外加能量,運行費用低,節能效果顯著。

吸附箱采用蜂窩狀活性炭,阻力低,使用過程中的能耗僅為排風機功率,不會給用戶增加費用。

五、設備組成

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JJCO-XX係列活性炭吸附+脫附+催化燃燒VOCs廢氣治理係統是CA88積累多年來的廢氣治理經驗,在吸收借鑒同行成功經驗的基礎上研製成功的節能、無二次汙染的新型係列產品。主要用於塗裝、印刷、機電、家電、製鞋、塑料及各種化工車間裏揮發或泄漏出的有害有機廢氣的淨化及臭味的消除。 

本係統主要由五個係統模塊構成:

1、預處理:幹式過濾器。

2、吸附模塊:活性炭吸附箱、活性炭、進出風管道、主引風機。

3、脫附+催化燃燒模塊:電加熱模組、板式換熱器、催化燃燒模組、貴催化劑、碳箱控製閥門組、脫附循環風機、補冷風機。

4、控製係統模塊:風機變頻器、PLC控製單元、測溫及信號反饋單元。

5、保障模塊:催化床泄爆閥、吸附箱泄爆閥、集成控製係統。

1.預處理過濾模塊:

為防止活性炭堵塞,廢氣進入設備前需增設幹式過濾器進行預處理,把廢氣中的雜質及顆粒物進行過濾,保證活性炭的使用壽命。

2.吸附模塊:

◆活性炭吸附箱:

活性炭吸附箱及活性炭是整個吸附模塊中十分重要的兩個部分,CA88設計的活性炭吸附箱增加了新型的均風裝置,該均風板采用激光高精度切割,利用圓孔自內而外逐步擴大的擴散原理,強製進入活性炭吸附箱的氣流向四周均布,能有效的將廢氣進入活性炭箱內的廢氣均勻分布,提高吸收效率,防止造成局部風速過高,排放超標的問題。(如圖3-1)活性炭托板CA88采用定製的高強度鍍鋅鋼格板,結構強度高,使用壽命長,便於更換和拆卸。(如圖3-2)

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圖3-1

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圖3-2


◆活性炭:

活性炭是一種主要由含碳材料製成的外觀呈黑色,內部孔隙結構發達、比表麵積大、吸附能力強的一類微晶質碳素材料。活性炭材料中有大量肉眼看不見的微孔,1克活性炭材料中微孔,將其展開後表麵積可高達800-1500㎡,特殊用途的更高。也就是說,在一個米粒大小的活性炭顆粒中,微孔的內表麵積可能相當於一個客廳麵積的大小。正是這些高度發達,如人體毛細血管般的孔隙結構,使活性炭擁有了優良的吸附性能。

活性炭吸附原理:利用分子之間相互吸附的作用力也叫“凡德瓦引力”。

雖然分子運動速度受溫度和材質等原因的影響,但它在微環境下始終是不停運動的。由於分子之間擁有相互吸引的作用力,當一個分子被活性炭內孔捕捉進入到活性炭內孔隙中後,由於分子之間相互吸引的原因,會導致更多的分子不斷被吸引,直到添滿活性炭內孔隙為止。

蜂窩狀活性炭:為一種新型環保吸附材料,通過將活性炭和輔助材料製成蜂窩狀方孔的過濾柱,達到產品體積密度小、比表麵積大的目的,目前已經大量應用在低濃度、大風量的各類有機廢氣淨化係統中。被處理廢氣在通過蜂窩活性炭方孔時能充分與活性碳接觸,吸附效率高,風阻係數小,具有優良的吸附、脫附性能和氣體動力學性能,可廣泛用於淨化處理含有甲苯、二甲苯、苯、等苯類、酚類、酯類、醇類、醛類等有機氣體、惡臭味氣體和含有微量重金屬的各類氣體。采用蜂窩狀活性炭的環保設備廢氣處理淨化效率高,吸附床體積小,設備能耗低,能夠降低造價和運行成本,淨化後的氣體完全滿足環保排放要求。

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綜合衡量各方麵因素,吸附劑選用蜂窩狀活性炭纖維能較好的滿足技術經濟要求,其物理性能參數見表 3-1:

蜂窩活性炭技術參數:

項目

性能指標

外形尺寸/㎜

100×100×100

孔數/㎝2

16

孔壁厚/㎜

0.5

壓碎強度/Mpa

 正麵:7.07  側麵:0.3

體積密度/g.㎝-3

0.4~0.5

幾何外表麵積/㎡.g-1

0.32

比表麵積/㎡.g-1

700

著火點/℃

550

苯吸附率/%

0.2

3.脫附+催化燃燒模塊:

催化燃燒原理:脫附後的氣體經阻火器、進氣閥、換熱器、電加熱器(預熱器)升溫,使氣體溫度升至催化燃燒所需要的溫度,在催化床內的催化劑的作用下分解成水和二氧化碳,同時放出大量的熱,使氣體溫度進一步提高,高溫氣體再通過換熱器進行部分熱量回收後,通過風機排出。此外,通過控製風機的流量可使氣體中有機物的濃度控製在一合適的範圍內,該濃度燃燒放熱的熱量可維持係統運行需要的熱量,此時,催化床內的燃燒器可停止,係統利用有機物燃燒放熱維持運行,節約運行費用。

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催化燃燒爐(催化床)產品結構特點:

操作方便:設備工作時,實現自動控製。

能耗低:設備啟動僅需30-60分鍾升溫至起燃溫度(有機廢氣濃度較高時)耗能僅為風機功率。

可靠:設備配有阻火係統、防爆泄壓係統、超溫報警係統及自控係統。

阻力小,淨化效率高:采用貴金屬鈀、鉑浸漬的蜂窩狀陶瓷載體催化劑,比表麵積大。

占地麵積小:僅為同行業同類產品的70%-80%,且設備基礎無特殊要求。

使用壽命長:催化劑一般4年更換,並且載體可再生。

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催化劑:催化燃燒的催化劑是以鉑、鈀為主的貴金屬催化劑。貴金屬為活性組分的催化劑分為全金屬催化劑和以氧化鋁為載體的催化劑。全金屬催化劑是以鎳或鎳鉻合金為載體,將載體做成帶、片、丸、絲等形狀,采用化學鍍或電鍍的方法,將鉑、鈀等貴金屬沉積其上,然後做成便於裝卸的催化劑構件。由氧化鋁作載體的貴金屬催化劑,一般是以陶瓷結構作為支架,在陶瓷結構上塗覆一層僅有0.13mm的α-氧化鋁薄層,而活性組分鉑、鈀就以微晶狀態沉積或分散在多孔的氧化鋁薄層中。

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CA88催化劑選用國內一線品牌——斐騰鉑金屬催化劑產品

電加熱模組和板式換熱器:電加熱模組是催化床加熱廢氣的主要設備,CA88選用興泰集團的翅片式電加熱器作為加熱裝置,材質為304不鏽鋼+烤黃工藝處理,散熱均勻,熱轉換效率高,使用壽命長。(如圖3-3)板式換熱器采用多通道折流式板式換熱器模組,換熱效率高,材質為304不鏽鋼,耐高溫,不易變形。(如圖3-4)

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圖3-3

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圖3-4


4.控製係統模塊:

1)控製技術總述

本係統PLC采用SIEMENS公司SIMATIC S7-200SMART係列,對催化燃燒爐CO進行集中控製,同時,配置人機界麵(10寸中文觸摸屏),對整個係統運行工況進行實時監控。

CO催化燃燒爐內的高溫傳感器返饋氧化室內的溫度信號提供給燃燒機,以便燃燒機的大小火的控製,使氧化室內的溫度保持穩定;當氧化室內的溫度超過上限溫度,係統將自動報警,燃燒機閥組將自動切斷天然氣燃料供給,當氧化室內的溫度低於下限溫度,燃燒機會自動補償。

CO氧化室內的壓力傳感器返饋氧化室內的壓力信號提供給PLC,當氧化室內的壓力出現異常時,係統會自動報警。

CO 脫附風機采用變頻控製,風機的頻率(實際處理風量)和生產線的使用狀況信號連鎖,從而保證CO的廢氣處理量和生產線的實際廢氣排放風量吻合。

2)人機界麵

人機界麵觸摸屏。

控製櫃安裝人機界麵(HMI)設備一台,現場操作顯示、故障報警、運行參數顯示、控製參數設定及設備控製。

觸摸屏上顯示工藝過程、閥門位置、風機狀態、燃燒器狀態、係統狀態、各種信息、溫度曲線等。

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3)電氣控製櫃

采用國產高品質控製櫃。

控製箱/櫃優先底部進出線,控製櫃帶底座。

穿線管采用鍍鋅鋼管,控製櫃、線管橋架、設備外殼接地。

控製櫃內預留220V/10A三孔的維修插座一個。

4) 風機控製

廢氣主引風機采用變頻器進行控製,根據需要任意調節風量。

脫附風機采用變頻器控製,與溫度超溫報警連鎖。

5) 加熱功率控製

采用智能型電壓調整器控製分組控製電加熱器功率節能。

5.保障係統模塊:

“主動預防”措施:

(1)進氣端設置稀釋閥,用於在廢氣濃度過高CO溫度突然增加等情況下自動開啟補入冷空氣稀釋、降溫。

  (2)設計之前的技術調研及項目針對性設計

在控製係統設計之前,CA88會安排技術人員與貴公司結合,充分了解貴公司的生產作業情況,多次不同時間段的測量VOC含量,區分出有可能導致VOC含量增加的生產作業情況和時間段,再將情況匯總後與貴公司交流確認,可在CO控製係統程序中設計對應的控製策略,比如可在VOC含量突然增加的生產作業工序或者時間段,暫時將VOC排空等手段,避免高濃度的VOC進入CO。

“被動響應”方麵:

當VOC含量變高進入CO後,可通過如下措施來解決:

(1)多點檢測氧化室溫度,當溫度超過設定值時,即開啟超溫閥進行放散,並連鎖停機;(泄爆閥)

(2)管路設置阻火器和泄爆口,保證企業生產設備;(防爆膜片)

(3)CO安裝泄爆口,保證氧化設備自身。(泄爆閥)

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