蜂窩沸石催化燃燒原理
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吸附過(guò)程:大風(fēng)量、低濃度的有機(jī)廢氣通過(guò)蜂窩沸石轉(zhuǎn)輪時(shí),廢氣中的VOCs(揮發(fā)性有機(jī)化合物)被沸石吸附劑吸附,從而凈化廢氣。吸附劑通常采用蜂窩狀沸石轉(zhuǎn)輪,這種結(jié)構(gòu)能夠高效地吸附VOCs,并且壓降低,濃縮倍數(shù)高,運(yùn)行能耗低。
脫附過(guò)程:當(dāng)沸石轉(zhuǎn)輪吸附飽和后,將其轉(zhuǎn)到脫附區(qū)域,使用180~220℃的高溫空氣進(jìn)行脫附,使VOCs從沸石中釋放出來(lái)。脫附后的高濃度有機(jī)廢氣進(jìn)入催化燃燒設(shè)備。
催化燃燒過(guò)程:脫附后的高濃度有機(jī)廢氣進(jìn)入催化燃燒設(shè)備,通過(guò)電加熱升溫至300多℃,在催化劑的作用下,有機(jī)廢氣被氧化分解成二氧化碳和水。這個(gè)過(guò)程釋放的熱量可以通過(guò)熱交換器回收利用,用于沸石轉(zhuǎn)輪的脫附再生,實(shí)現(xiàn)熱能循環(huán)利用,節(jié)能環(huán)保。
二、應(yīng)用范圍和特點(diǎn)
該技術(shù)主要適用于大風(fēng)量、低濃度的VOCs廢氣治理,如涂裝行業(yè)、油墨印刷、橡膠行業(yè)等。其特點(diǎn)包括:
高吸附和脫附效率:吸附效率可達(dá)90%,脫附效率高。
低能耗:沸石轉(zhuǎn)輪吸附VOCs產(chǎn)生的壓降低,運(yùn)行能耗低。
模塊化設(shè)計(jì):維護(hù)方便,使用壽命長(zhǎng),維護(hù)成本低。
安全穩(wěn)定:沸石不燃,安全性能高。
三、轉(zhuǎn)輪常用吸附劑
吸附材料是轉(zhuǎn)輪技術(shù)的核心,常用的有活性炭和沸石分子篩兩種 活性炭有豐富的微孔,較 大的比表面積,吸附能力強(qiáng),速度快,被廣泛用于轉(zhuǎn)輪技術(shù)中 活性炭作為吸附劑處理廢氣時(shí), 其吸附容量大,成本低,但是其孔道易堵塞,并且活性炭本身具有 定的可燃性,在脫附時(shí)易著 火,會(huì)構(gòu)成 定的安全隱患,不符合安全生產(chǎn)的要求,在實(shí)際的應(yīng)用中會(huì)受到影響 沸石分子篩是一種具有特定骨架結(jié)構(gòu)的結(jié)晶鋁硅酸金屬鹽的水合物材料,化學(xué)通式為:Mx/m[(AI02)X(Si02)y]zH2O其中代表陽(yáng)離子,表示其價(jià)態(tài)數(shù),表示水合數(shù), X是整數(shù),改結(jié)構(gòu)被活化后,里頭的水分子會(huì)消失,剩下的成分就會(huì)自動(dòng)形成籠形結(jié)構(gòu),孔徑為-10沸石分子篩其選擇吸附能力主要得力于規(guī)整的結(jié)構(gòu) 沸石分子篩孔徑排列規(guī)則,分布均勻,選擇吸附性主要是因?yàn)椴煌惺目讖酱笮〔煌?br />四、催化燃燒過(guò)程
催化燃燒過(guò)程是在催化燃燒裝置中進(jìn)行的 有機(jī)廢氣先通過(guò)熱交換器預(yù)熱到200℃- 400℃ ,再進(jìn)入燃燒室,通過(guò)催化劑床時(shí),碳?xì)浠衔锏姆肿雍突旌蠚怏w中的氧分子分別被吸附在催化劑的表面而活化。由于表面吸附降低了反應(yīng)的活化能,碳?xì)浠衔锱c氧分子在較低的溫度下迅速氧化,產(chǎn)生二氧化碳和水。
五、沸石轉(zhuǎn)輪濃縮催化燃燒技術(shù)的基本構(gòu)思
采用吸附分離法對(duì)低濃度、大風(fēng)量工業(yè)廢氣中的 VOCs 進(jìn)行分離濃縮對(duì)濃縮后的高濃度、小風(fēng)量的污染空氣采用燃燒法進(jìn)行分解凈化,通稱(chēng)吸附分離濃縮+燃燒分解凈化法。具有蜂窩狀結(jié)構(gòu)的吸附轉(zhuǎn)輪被安裝在分隔成吸附、再生、冷卻三個(gè)區(qū)的殼體中,在調(diào)速馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)下以每小3-8轉(zhuǎn)的速度緩慢回轉(zhuǎn)吸附、再生、冷卻三個(gè)區(qū)分別與處理空氣、冷卻空氣、再生空氣風(fēng)道相連接。而且,為了防止各個(gè)區(qū)之間竄風(fēng)及吸附轉(zhuǎn)輪的圓周與殼體之間的空氣泄漏,各個(gè)區(qū)的分隔板與吸附轉(zhuǎn)輪之間、吸附轉(zhuǎn)輪的圓周與殼體之間均裝有耐高溫、耐熔劑的氟橡膠密封材料。
六、 轉(zhuǎn)輪吸附濃縮催化燃燒工藝流程
1號(hào)風(fēng)機(jī)帶動(dòng)含 VOCs 廢氣經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)輪a區(qū)域,a區(qū)域?yàn)槲絽^(qū),根據(jù)不同的目標(biāo)物可在轉(zhuǎn)輪中填充不同的吸附材料。吸附了VOCs的a區(qū)域隨轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)到 b區(qū)域進(jìn)行脫附,并流經(jīng)傳熱高溫氣流將吸附于轉(zhuǎn)輪上的VOCs脫附下 ,并經(jīng)過(guò)傳熱達(dá)到起燃溫度,隨后進(jìn)入催化燃燒進(jìn)行催化氧化反應(yīng)。由于轉(zhuǎn)輪脫附之后又要進(jìn)行吸附,所以在脫附區(qū)域旁邊設(shè)冷卻區(qū)域 ,以空氣進(jìn)行冷卻 ,冷卻之后的溫空氣經(jīng)傳熱變成脫附用熱空氣 催化燃燒反應(yīng)之后的熱氣流將部分傳遞給傳熱后排至空氣。
七、 轉(zhuǎn)輪吸附濃縮一催化燃燒工藝特點(diǎn)
(1) 吸附區(qū)旁路內(nèi)循環(huán)的建立。 當(dāng)廢氣經(jīng)過(guò)吸附區(qū)吸附后不達(dá)標(biāo),進(jìn)入旁路內(nèi)循環(huán),再次進(jìn)行吸附處理。此旁路內(nèi)循環(huán)的基本思路為消滅現(xiàn)有污染再吸納新的污染。
(2) 冷卻風(fēng)旁路建立。在工況十分復(fù)雜的情況下,VOCs濃度有可能陡然升高,此時(shí)將部分冷卻風(fēng)引人到吸附區(qū)以降低脫附風(fēng)量,同時(shí)在傳熱后補(bǔ)充新風(fēng),以維系進(jìn)入催化反應(yīng)器的風(fēng)在預(yù)設(shè)范圍以?xún)?nèi)此旁路的基本思想是以新風(fēng)對(duì)高濃度 VOCs 進(jìn)行稀釋?zhuān)蚨鴱男Ч峡矗朔ㄒ矔?huì)延長(zhǎng)治理時(shí)間
八、工作原理
1.先用沸石模塊對(duì)揮發(fā)性有機(jī)廢氣(VOCs)進(jìn)行吸附、壓縮,提高濃度;
2.把高濃度的廢氣分子脫附后送入催化氧化爐進(jìn)行無(wú)焰燃燒,分解成CO2和H2O,達(dá)到對(duì)有機(jī)廢氣凈化的目的。
九、性能特點(diǎn)
1. 凈化效率高,可達(dá)95%以上;
2. 選擇性吸附、防水、耐高溫、吸附均勻、脫附效率高;
3. 可高溫脫附,對(duì)部分易聚合物可高溫分解;
4. 安全性高,脫附徹底無(wú)溶劑殘留,同時(shí)材料本身為無(wú)機(jī)材料,杜絕著火隱患;
5. 選用特殊成型的蜂窩沸石分子篩作為吸附材料,吸附劑壽命長(zhǎng),吸附系統(tǒng)阻力小;
6. 可同時(shí)去除多種有機(jī)污染物,具有工藝流程簡(jiǎn)單、設(shè)備緊湊、運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn);
7. 具有運(yùn)行費(fèi)用低的優(yōu)點(diǎn),其熱回收效率一般可達(dá)95%以上;
8. PLC控制柜模塊智能化控制,多點(diǎn)觸控,遠(yuǎn)程化控制,人性化操作界面;
9. 整個(gè)過(guò)程無(wú)廢水產(chǎn)生,凈化過(guò)程不產(chǎn)生NOX等二次污染。
十、適用范圍
1. 適用于常溫、大風(fēng)量、中低濃度,易揮發(fā)的有機(jī)廢氣,包括一些有機(jī)溶劑如苯類(lèi)、酮類(lèi)、醛類(lèi)、醚類(lèi)、烷烴及其混合類(lèi)等;
2. 廢氣中含有氮、硫、氯等雜質(zhì)的排氣處理等;
3.各種噴漆車(chē)間、印刷車(chē)間、鋁型材生產(chǎn)、鍍膜加工、電子制品制造、半導(dǎo)體集成電路、液晶顯示屏(LCD)制造、鋰離子電池制造、樹(shù)脂、橡膠、輪胎等制品生產(chǎn)過(guò)程的排氣處理 。