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蜂窝状活性炭

描述

一、用途

CH-RCO型活性炭吸附浓缩催化燃烧再生净化装置主要用于电子、涂装、印刷、家电、制鞋、塑料及各种化工车间里挥发或渗漏出有害废气的净化及臭味的消除,宜适用于低浓度(≤400mg/m³)的不适宜采用直接燃烧或催化燃烧和回收处理的有机废气,尤其对大风量的处理场所,可获得满意的经济效益和社会效益。

二、工作原理

本净化装置是根据吸附(效率高)和催化燃烧(节能)两个基本原理设计的,即吸附浓缩-催化燃烧法。

预处理阶段:为了保证进入活性炭吸附塔的废气中颗粒物小于 5mg/m3,本项目在前端加装干式过滤器除尘器,干式过滤器中含初效、中效过滤器模块,目的就是保证活性炭不被过量颗粒物堵塞,造成吸附效果差,延长活性炭使用寿命。

当含有机物的废气经风机的作用,经活性炭吸附层,有机物质被活性炭特有的作用力吸附在其内部,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。

通过催化燃烧脱附,恢复活性炭吸附能力。

催化净化装置内设加热室,启动加热装置,进入内部循环,当热气源达到有机物的沸点时,有机物从活性炭内挥发出来,进入催化室进行催化分解成水和二氧化碳,同时释放出能量。利用释放出的能量再进入吸附床脱附时,此时加热装置完全停止工作,有机废气在催化燃烧室内维持自燃,尾气再生,循环进行,直到有机物完全从活性炭内部分离,至催化室分解。活性炭得到了再生,有机物得到分解处理。

根据吸附(效率高)和催化燃烧(节能)两个基本原理设计,采用双气路连续工作,一个催化燃烧室,两个吸附床交替使用。先将有机废气用活性炭吸附,当快达到饱和时停止吸附,然后用热气流将有机物从活性炭上脱附下来使活性炭再生;脱附下来的有机物已被浓缩(浓度较原来提高几十倍)并送往催化燃烧室催化燃烧成二氧化碳及水蒸气排出。当有机废气的浓度达到2000PPm以上时,有机废气在催化床可维持自燃,不用外加热。燃烧后的尾气一部分排入大气,大部分被送往吸附床,用于活性炭再生。这样可满足燃烧和吸附所需的热能,达到节能的目的。再生后的可进入下次吸附;在脱附时,净化操作可用另一个吸附床进行,既适合于连续操作,也适合于间断操作。

三、技术性能及特点

1、活性炭吸附浓缩催化燃烧再生净化工艺

该设备设计原理先进,用材独特,性能稳定,操作简单、安全可靠、无二次污染。设备占地面积小、重量轻。吸附床采用抽屉式结构,装填方便,更换容易。

吸附有机物废气的活性炭床,可用催化燃烧处理废气产生的热量进行脱附再生,脱附后的气体再送催化燃烧室净化,不需要外加能量,运行费用低,节能效果显著。

正常使用时能耗低,由于采用的是蜂窝状活性炭,其阻力极低,所以使用过程中的能耗仅为排风机功率,不会给用户增加费用。  

2、设备的特点

(1)工艺技术设施运行稳定可靠,故障率低,维护保养简便,运行费用低;

(2)注重安全使用性能,在设计中采取多重安全设施,杜绝发生安全事故;

(3)本项目设备自动化程度较高,降低操作强度;

(4)项目采用优质蜂窝活性炭,阻力小,吸附脱附效果好,使用寿命长;

(5)系统预热时间短(30min 内),可以实现随时开机停机操作,适应生产情况的变化;

(6)保温性能好,采用质轻的陶瓷纤维材料作为内保温材料;

(7)采用多级换热器能够实现热能回收,当有机物浓度达到一定程度时可以实现系统的热平衡。

四、CH-RCO处理工艺流程

1、主要工艺段概述
预处理流程:因废气中含有一定量的尘杂,若未经去除直接进入吸附装置,极易造成吸附材料(蜂窝状活性炭)的微孔堵塞,严重影响吸附效果、增加系统阻力、影响通风效果甚至给系统造成安全隐患,因此本工艺在吸附床前设置高效复合过滤器作为预处理器,利用过滤器自身的精巧结构高效地去除废气中的粉尘等尘杂、漆雾物质,从而确保抽风引入的废气中所含尘杂、漆雾在进入固定吸附床得到有效的拦截过滤。干式过滤采用初、中二级处理,确保废气无粉尘和颗粒等。过滤器设计时将考虑维护,便于拆卸和安装。压差开关实时显示压力损失,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。
有机废气吸附流程:待处理的有机废气由风管引出后进入干式过滤器将粉尘去除后进入活性炭吸附床,根据风量的大小确定吸附床数量(可为一吸一脱或两吸一脱,或多吸一脱。),可通过阀门来切换,使气体进入不同的吸附床,该吸附床是交替工作的,气体进入吸附床后,气体中的有机物质被活性炭吸附而着附在活性炭的表面,从而使气体得以净化,净化后的气体再通过风机排向大气
2、活性炭吸附床
内装活性炭层及各种气流分布器,以浓缩净化有机气体,是整个装置吸附浓缩环节的主要部件及核心工序,活性炭由抽屉式装填上下分6层。
吸附原理:在用多孔性固体物质处理流体混合物时,流体中的某以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、吸附速度快、吸附容量高、比表面积较大、孔隙结构发达、孔隙大小在于椰壳活性炭和木质活性炭之间。
 活性炭脱附管路上安装有氮气注入电磁控制阀,在对活性炭吸附床脱附解析处理时,系统自动控制电磁控制阀的吸合次数及时间,将氮气注入到活性炭吸附箱体内,以降低活性炭吸附床内部的含氧量,防止活性炭在脱附时发生火灾隐患。
 
蜂窝活性炭规格参数
 

主要成份

活性炭

规格

100×100×100mm

壁厚

0.5~0.6mm

体密度

(380~450)kg/m³

比表面积

>700㎡/h

吸苯量

≥25%

脱附温度

<120℃

使用寿命

≥8000小时

孔数

150孔/平方英寸

空塔风速阻力

490Pa(风速0.8m/s;床厚60cm)

抗压强度

正压>0.9MPa;  侧压>0.3MPa

 

3、催化燃烧床

催化燃烧是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HC和有机溶剂蒸汽氧化分解生成二氧化碳和水并释放出热量。

催化燃烧需将待净化处理的有害气体先混合均匀并预热到催化剂所需的起燃温度,使有害气体中的可燃组分开始氧化放热反应。

催化燃烧床的主要作用有以下几点:

1)内部加热元件产生热能后,通过风机和连接管道将热空气吹入活性炭床,使活性炭床升温;

2)经过吸附工艺的活性炭在温度变化后,有机物从活性炭中气化解析出来,在风机负压引导下有机物通过脱附管道进入催化燃烧床再次升温并与填装在催化燃烧床内部的贵金属催化剂发生化学反应,有机物得到二次分解净化。

3)当催化床温度达到250~300℃时,有机物即可开始反应,利用废气燃烧产生的热空气循环使用,反应后的热量达到一定值时加热元件可以停止工作(即为无功率运行状态)。

4)活性炭脱附后的小风量、高浓度有机废气先进入换热器进行换热,实现对余热的回收,换热器后通过加热器(采用多组电加热管进行加热)对废气进一步升温,升温后的有机废气达到废气在催化剂作用下的起燃温度。废气进入催化燃烧床,在催化剂的作用下,高温裂解成 CO2 和 H2O,有机成分得到净化,同时有机废气裂解释放出热量使气体温度进一步升高,净化后的尾气经过两级换热器实现余热的回收利用。

催化燃烧的预热废气加热采用无污染、运行稳定的电加热方式,电热管分成多组、由电控箱自动控制,采用 PLC 与系统温度联锁控制,当废气温度低于一定温度时(可设定)电热管会自动接通电源给废气加热,当废气温度高于一定温度时(可设定)电热管会自动断开一组、二组、多组或全部电源以节约电能及达到安全运行。当脱附气体中的废气浓度达到 4000mg/m3 左右,基本可以实现热量的自平衡,不需要开启电加热,达到节约能源的目的。催化燃烧反应是典型的气—固相催化反应,其实质是在一定温度下,共同吸附于催化剂表面的有机物(VOCs)与来自空气中的氧发生催化氧化反应,彻底氧化分解成无害的 CO 2 和 H 2 O,并释放反应热的过程。借助催化剂可大幅降低有机物的起燃温度,进行无焰燃烧,减少预热能耗及 NOx 的生成

5)活性炭脱附再生流程:当吸附床吸附饱和后,可启动脱附风机对该吸附床脱附,脱附气体首先经过催化床中的换热器,然后进入催化床中的预热器,在电加热器的作用下,使气体温度提高到280℃左右,再通过催化剂,有机物质在催化剂的作用下燃烧,被分解为CO2和H2O,同时放出大量的热,气体温度进一部提高,该高温气体再次通过换热器,与进来的冷风换热,回收一部分热量。从换热器出来的气体分两部分:一部分直接排空;另一部分进入吸附床对活性炭进行脱附。当脱附温度过高时可启动补冷风机进行补冷,使脱附气体温度稳定在一个合适的范围内。

 

 

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