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废气处理设备选用催化燃烧的基本定理与处理工艺
2018-11-24
废气处理设备选用催化燃烧的基本定理与处理工艺

       家具、石油、油漆、涂装、化工、橡胶、家具、印制铁罐、印刷注塑、吸塑行业在部分产品的喷漆与烤漆生产过程中,会出现大量的工艺尾气

排放,这些尾气对自然环境的危害较大,给操作工人的健康带来较大的威胁。那么接下来,小编给大家详细解说一下废气处理设备选用催化燃烧的

基本定理与处理工艺。

  具体来说,喷漆、烤漆等工 艺需要使用大量苯、甲苯、乙醇乙酯等挥发性化合物,作为涂料溶剂以及稀释剂等。这些有机溶剂在喷涂时不会吸

附在工件表面,会全部挥发到空气中变为有 机废气。这些废气具有沸点低、常温下容易挥发等特征,对周边环境以及操作人员的身体健康产生较大

的影响。

  我国一些大城市的空气中挥发性有机物含量是美国城市的数倍,工业生产排放的有机废气已经成为我国城市大气污染的主要因素。这些气体挥

发时会产生刺激性气 味,对操作人员的身体危害很大,短期接触后会引发恶心、头晕等,大量吸收后会损害人体的内脏、神经系统等。因此,在工

业生产活动中,除了采用必要的防护措 施外,还要尽量避免有机废气的排放,全面收集与净化有机废气。

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  1基本原理

  本方案将蜂窝状活性炭作为吸附剂,通过吸附净化、脱附再生并浓缩挥发性有机物(vocs)以及催化燃烧的原理,即将大风量、低浓度的有机废

气通过蜂窝状 活性炭吸附实现空气净化的目标。在活性炭吸附饱和后,再通过热空气脱附使得活性炭再生,脱附得到的浓缩有机物被送到催化燃烧

床进行催化燃烧,内部的有机物 质被氧化成为无害的co2以及h2o。燃烧后的热废气通过热交换器加热冷空气,热交换后降温气体部分排放,部分

用于蜂窝状活性炭的脱附再生,实现节能的目 标。整套设备含有预滤器、吸附床、催化燃烧床和风机等设备。

  相比其他有机废气设备处理方法,该方法是一种综合处理模式,汲取了其他模式的优势,技术较为成熟可靠,对于处理大风量、低浓度的有机

废气具有较大优势,在催化燃烧的作用下,净化效果可以达到最佳。

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  2处理工艺设计

  2.1预处理

  对于有机废气,人们应首先开展水喷淋,去除废气内部的杂尘、可溶性有机物。喷淋后,气体内部具有大量水分和少量粉尘,为避免水分与粉

尘影响活性炭吸附床的有效运行,人们需要在处理时利用高效率的过滤器进行过滤。

  2.2吸附操作

  经过预处理的有机废气,在风机的作用下引入吸附床,将其均匀地分布在活性炭表面。依据分子间的范德华力,活性炭会将有机废气吸附在表

面,这一过程耗时较 少,但时间越长,吸附越彻底。二者之间没有现较大的化学反应,而有机废气却达到较高的净化效果。经过净化后的洁净废气

可以达到相关大气污染物的排放标准, 在风机的作用下,其可以达到15m高排气筒的排放标准。每套废气净化处理系统含有个级别的吸附床,两套

用来吸附,一套用来脱附,三套设备可以实现轮流操 作。

  2.3脱附与催化燃烧

  具体的反应方程式为:

  在活性炭吸附到饱和程度后,切换到脱附床,脱附需要外加的热量,加热装置安装在催化氧化床内部,开启后同时预热催化剂。催化氧化床达

到设定的温度后,将热空气引入脱附床内部,有机废气在加热的作用下从活性炭表面全部解析出来。

  高浓度的有机废气在外力的作用下进入氧化床中,通过金属铂的催化作用,被燃烧分解为h2o与co2,废气通过这一操作得到净化。这一燃烧

过程的特征为低 温、快速以及无焰,并产生较大的热量,人们可以将活性炭再次回用到有机废气的脱附与燃烧氧化中,从而降低能源消耗。具体的

反应过程如图1所示。

  在有机废气浓度较大时,燃烧产生的热量过多会导致催化氧化床的温度较大,进而影响整个废气治理系统的安全性、为此,本文设计的系统含

有冷空气补充装置,它可以引入新鲜空气来降低反应温度,从而保证系统操作的安全性。

  2.4污水处理

  水喷淋预处理之后,含有杂质与有机物的废水被引入喷漆车间的污水处理池内开展沉淀,去除大颗粒的杂物。含有有机物的废水呈现出弱酸性

,为降低污水回用对 设备的腐蚀,人们需要添加少量片碱,开展中和反应,调节其酸碱度。在经过较为彻底的净化后,废水可以循环利用,可以

再次用于水喷淋预处理模块,污水处理单 元基本没有污水外排现象。污水离心分析的产物以及沉淀产生的漆渣沉淀物作为危险废物,依据国家的

相关危险废弃物的管理要求,应委托具有资质的危险废物处置 单位开展安全处理操作。

  本方案具有众多优势。首先,采用新型高效的活性炭,吸附床结构稳定、合理,吸附效果大幅度提升其次,通过金属铂开展催化燃烧,将有机

废气分解为无毒无害 的h2o与co2,实现高效的彻底净化;再次,燃烧过程温度较低、安全,燃烧过程产生的热量可以循环使用,热量损失较少,

能耗大幅度降低;最后,系统设备 的设计安装采用多种措施来杜绝安全隐患,操作简单,便于后期的使用和管理。