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活性炭與催化燃燒涂裝廢氣處理設備的研究與應用----藍陽環(huán)保專家講解
閱讀：1183 發(fā)布時間：2020-10-20我國是涂料生產和消費的大國，涂料在生產過程中用到大量的有機溶劑，由此產生的揮發(fā)性有機化合物（簡稱為有機廢氣）是涂料行業(yè)主要的工藝廢氣。按照世界衛(wèi)生組織的定義，有機廢氣是指沸點在50～250℃的化合物，室溫下飽和蒸汽壓大于133.32Pa，在常溫下以蒸汽存在于空氣中的一類有機物。有機廢氣在國內兩大空氣質量難題（PM2.5和臭氧）中扮演著關鍵角色，而且部分種類有機廢氣屬于有毒空氣污染物，直接危害人體健康。根據(jù)市場要求我司（常州藍陽環(huán)保設備有限公司）就涂料制造項目開展環(huán)境影響評價時，如何識別有機廢氣作為評價因子和計算排放量以及提出相應的控制措施與應急措施。
涂裝車間分兩大部分-噴漆與烤漆操作會產生大量的有害氣體,該生產工藝廢氣風量大、有機物濃度低。我司采用*的工藝,設計出一套有效的處理方案,對有機廢氣進行全面的凈化處理。利用新型活性炭吸附低濃度的有機廢氣,吸附飽和后利用熱空氣加熱,在貴金屬催化作用下開展燃燒凈化處理,將有機物轉化為無害物質。結果表明,活性炭可以將有機廢氣有效吸附,實現(xiàn)凈化操作；在部分產品的噴漆與烤漆生產過程中，會出現(xiàn)大量的工藝尾氣排放，這些尾氣對自然環(huán)境的危害較大，給操作工人的健康帶來較大的威脅。具體來說，噴漆、烤漆等工藝需要使用大量苯、甲苯、乙苯、乙酸乙酯等揮發(fā)性化合物，作為涂料溶劑以及稀釋劑等。這些有機溶劑在噴涂時不會吸附在工件表面，會全部揮發(fā)到空氣中變?yōu)橛袡C廢氣。這些廢氣具有沸點低、常溫下容易揮發(fā)等特征，對周邊環(huán)境以及操作人員的身體健康產生較大的影響。
涂裝廢氣RCO催化燃燒處理工藝設計
1預處理：對于有機廢氣，人們應首先開展水噴淋，去除廢氣內部的雜塵、可溶性有機物。噴淋后，氣體內部具有大量水分和少量粉塵，為避免水分與粉塵影響活性炭吸附床的有效運行，人們需要在處理時利用高效率的過濾器進行過濾。
2吸附操作：經過預處理的有機廢氣，在風機的作用下引入吸附床，將其均勻地分布在活性炭表面。依據(jù)分子間的范德華力，活性炭會將有機廢氣吸附在表面，這一過程耗時較少，但時間越長，吸附越*。二者之間沒有現(xiàn)較大的化學反應，而有機廢氣卻達到較高的凈化效果。經過凈化后的潔凈廢氣可以達到相關大氣污染物的排放標準，在風機的作用下，其可以達到15m高排氣筒的排放標準。每套廢氣凈化處理系統(tǒng)含有個級別的吸附床，兩套用來吸附，一套用來脫附，三套設備可以實現(xiàn)輪流操作。
脫附與催化燃燒具體的反應方程式為：在活性炭吸附到飽和程度后，切換到脫附床，脫附需要外加的熱量，加熱裝置安裝在催化氧化床內部，開啟后同時預熱催化劑。催化氧化床達到設定的溫度后，將熱空氣引入脫附床內部，有機廢氣在加熱的作用下從活性炭表面全部解析出來，高濃度的有機廢氣在外力的作用下進入氧化床中，通過金屬鉑的催化作用，被燃燒分解為H2O與CO2，廢氣通過這一操作得到凈化。這一燃燒過程的特征為低溫、快速以及無焰，并產生較大的熱量，人們可以將活性炭再次回用到有機廢氣的脫附與燃燒氧化中，從而降低能源消耗；在有機廢氣濃度較大時，燃燒產生的熱量過多會導致催化氧化床的溫度較大，進而影響整個廢氣治理系統(tǒng)的安全性、為此，本文設計的系統(tǒng)含有冷空氣補充裝置，它可以引入新鮮空氣來降低反應溫度，從而保證系統(tǒng)操作的安全性。
冷凝處理：水噴淋預處理之后，含有雜質與有機物的廢水被引入噴漆車間的污水處理池內開展沉淀，去除大顆粒的雜物。含有有機物的廢水呈現(xiàn)出弱酸性，為降低污水回用對設備的腐蝕，人們需要添加少量片堿，開展中和反應，調節(jié)其酸堿度。在經過較為*的凈化后，廢水可以循環(huán)利用，可以再次用于水噴淋預處理模塊，污水處理單元基本沒有污水外排現(xiàn)象。污水離心分析的產物以及沉淀產生的漆渣沉淀物作為危險廢物，依據(jù)國家的相關危險廢棄物的管理要求，應委托具有資質的危險廢物處置單位開展安全處理操作。
1漆霧過濾器：噴漆廢氣主要出現(xiàn)在工件涂抹的噴漆工作臺，高壓空氣噴射的油漆很多停留在工件上，其他都隨廢氣排，變成漆霧。這些漆霧粉塵含量較低，顆粒較小，絕大部分直徑小于10mm。如果不處理會很快堵塞活性炭的微孔，使其失去原有的功能。因此，噴漆廢氣必須*行粗過濾處理。
2吸附劑的選擇與參數(shù)設定：活性炭具有比表面大、吸附能力強以及成本較低等優(yōu)勢，它是目前VOCs污染常見的吸附劑。粉末狀態(tài)的活性炭更換不方便，活性炭纖維含有規(guī)則的微孑L結構，具有較大的吸附容量，同時容易脫落，成本較高。蜂窩狀的活性炭風速高，阻力小，可以應用到大風量的低濃度廢氣吸附中。本文選擇蜂窩狀活性炭，吸附床的結構采用的為抽屜式的組裝模式，便于使用時的填裝與拆卸。
催化燃燒設計：
1換熱器：換熱器的結構較為復雜，為了降低生產成本，方便后續(xù)安裝，本文采用結構較為簡單的固定式管板式換熱器，冷氣體走殼體，熱氣體走管程。
2電加熱室：加熱室僅僅提供開機時預熱氣體需要的熱量，苯催化燃燒后有大量的預熱可以利用，因此需要的熱功率較低，通過電加熱即可，不需要天然氣或液化石油氣的額外加熱。
3保溫模塊的處理：催化燃燒一體化設備內部的溫度遠遠高于常溫，需要增加保溫處理避免對工作人員造成傷害。保溫利用的保溫棉采用的材料為硅酸鋁纖維氈，依據(jù)燃燒室可能出現(xiàn)的溫度400oC來設計，保溫棉的厚度取值為64mm。
4阻火器的設計：阻火器是由許多細小通道或孑L隙組成的，當火焰進入這些細小通道后就形成許多細小的火焰流。由于通道或孔隙的傳熱面積很大，火焰通過通道壁進行熱交換后，溫度下降，到一定程度時火焰即熄滅。阻火器是用來阻止燃燒的氣體或者是易燃性液體蒸發(fā)火焰蔓延的設備，在VOCs催化燃燒的反應器中，如果有火星的話會引發(fā)氣體火焰出現(xiàn)進而促使整個管網燃燒，所以阻火器的作用較大。阻火器的殼體尺寸大小與流體阻力有直接關系，通常殼體直徑為配合使用的管道直徑的4倍左右，即D=4d。本文依據(jù)規(guī)范設計，利用明火開口端和閉口端進行點火，本方案采用無火燃燒方式，如果依據(jù)D=4d的話，阻火器會過大，依據(jù)實際的操作需求，本文設計的數(shù)據(jù)取值為D=2d，角度為60o。阻火器采用的為1mm不銹鋼，管道直徑為500mm×200mm，擴散的角度為60o，殼體前半部分的高度取值為250×sin60o=433mm。
RCO催化燃燒處理技術：催化燃燒處理技術借助催化劑實現(xiàn)揮發(fā)性有機物在低溫下的*氧化，達到工業(yè)廢氣凈化處理的效果。這種技術普遍應用在化工行業(yè)、噴漆行業(yè)和涂料生產行業(yè)，目前已經有多種型號的設備供企業(yè)選擇。催化燃燒處理設備主要由預熱裝置、催化燃燒裝置、煙道、電加熱裝置、廢熱回收裝置等構成。在早期生產中，通常采用氧化鋁作為載體的貴金屬催化劑，但是由于價格過于昂貴，因此它逐步被其他催化劑替代。目前，我國已經研發(fā)出稀土型催化劑，催化效果良好，同時我國稀土資源豐富。在催化燃燒處理廢氣的過程中，要重點關注安全問題。在設備運行中，揮發(fā)性有機廢氣將在高溫下與空氣進行混合，很容易引起爆炸。因此，在使用催化燃燒凈化處理技術時，要嚴格控制有機物與空氣的配合比，使配合比例控制在爆炸范圍下限。
我司引進*的生產模式：涂料行業(yè)的運營含有兩個方面的內容，一是涂料的生產，二是樹脂合成，相關的生產設備有窯爐、化學裝置、制漆裝置等，而以上幾類裝置均會排放有機廢氣，其中制漆裝置所排放的有機廢氣處理難度是高的，其特點為廢氣量大、濃度低，這也是全行業(yè)的關注焦點。為了使廢氣排放能夠達標，涂料行業(yè)必須停止傳統(tǒng)的粗放管理模式，積極引入*的技術和環(huán)保設備，以科學化管理贏得環(huán)境效益。具體的做法包括：選用密閉生產模式、采用科學的生產管理模式；首先，采用新型高效的活性炭，吸附床結構穩(wěn)定、合理，吸附效果大幅度提升其次，通過金屬鉑開展催化燃燒，將有機廢氣分解為無毒無害的H2O與CO2，實現(xiàn)高效的*凈化;再次，燃燒過程溫度較低、安全，燃燒過程產生的熱量可以循環(huán)使用，熱量損失較少，能耗大幅度降低;系統(tǒng)設備的設計安裝采用多種措施來杜絕安全隱患，操作簡單，便于后期的使用和管理。
常州藍陽環(huán)保設備有限公司專業(yè)治理大氣污染治理、廢水處理工程、粉塵處理設備，主營環(huán)保產品：RTO蓄熱式焚燒設備、RCO催化燃燒設備、冷凝回收設備、靜電除油設備、脈沖布袋/濾筒除塵設備、PP/不銹鋼/碳鋼材質噴淋塔、活性炭吸附塔、等離子凈化設備、光氧催化設備、電鍍污水凈化設備、養(yǎng)殖污水凈化設備、化工污水凈化設備、生活污水凈化設備等等環(huán)保設備；我司是一家綜合性的一站式的環(huán)保企業(yè)。