活性炭及催化燃烧涂装废气处理设备的研究与应

活性炭及催化燃烧涂装废气处理设备的研究与应用

 

涂装车间分为涂装和烤漆两部分操作会产生***量的有害气体，生产过程中废气量***，有机物浓度低。采用先进的技术，设计了有效的处理方案，对有机废气进行综合净化。低浓度有机废气用新型活性炭吸附，吸附饱和后用热空气加热，在贵金属催化下进行燃烧净化处理，将有机物转化为无害物质。结果表明，活性炭能有效吸附有机废气，实现净化操作；在一些产品的涂装、烤漆生产过程中，会排放***量的工艺尾气，对自然环境造成极***的危害，对操作人员的健康构成极***的威胁。具体来说，涂装、烤漆等工艺需要使用***量的苯、甲苯、乙苯、乙酸乙酯等挥发性化合物作为涂布溶剂和稀释剂。这些有机溶剂在涂装过程中不会吸附在工件表面，而是全部挥发到空气中，成为有机废气。这些废气具有沸点低、常温易挥发的***点，对周围环境和操作人员的健康有很***影响。

 

涂装废气催化燃烧处理工艺设计

 

1、预处理:对于有机废气，人们***先要进行水喷淋，去除废气中的外来粉尘和可溶性有机物。喷洒后，气体中有***量水分和少量灰尘。为了避免水分和灰尘对活性炭吸附床有效运行的影响，人们需要在处理过程中使用高效过滤器进行过滤。

 

2、吸附操作:预处理后的有机废气在风机的作用下进入吸附床，均匀分布在活性炭表面。根据分子间的范德瓦尔斯力，活性炭可以将有机废气吸附在表面，所需时间较少，但时间越长，吸附越彻底。它们之间没有主要的化学反应，但有机废气达到了较高的净化效果。净化后的清洁废气可达到相关空气污染物的排放标准，在风机的作用下，可达到15m高排风道的排放标准。每套废气净化处理系统包含三层吸附床，两层用于吸附，一层用于脱附，三套设备可依次运行。

 

3、脱附和催化燃烧的具体反应方程式如下:活性炭吸附到饱和后，切换到脱附床，脱附需要额外的热量。加热装置安装在催化氧化床内，催化剂开启后同时预热。催化氧化床达到设定温度后，向脱附床中通入热空气，有机废气在加热作用下从活性炭表面完全分解。高浓度有机废气在外力作用下进入氧化床，在金属铂的催化下燃烧分解为H2O和CO2，废气通过该操作得到净化。这种燃烧过程的***点是低温、高速、无焰，并产生***量的热量。人们可以在有机废气的脱附和燃烧氧化中再次使用活性炭，从而降低能耗；当有机废气浓度较高时，燃烧产生的热量过多会导致催化氧化床温度升高，影响整个废气处理系统的安全性。因此，本文设计的系统中包含了冷风补充装置，可以引入新鲜空气来降低反应温度，从而保证系统运行的安全性。

 

4、冷凝处理:水喷淋预处理后，将含有杂质和有机物的废水引入涂装车间废水处理池进行沉淀，去除***尺寸杂质。含有机化合物的废水呈弱酸性。为了减少废水回用对设备的腐蚀，人们需要加入少量片状碱进行中和反应，调节其酸碱度。废水经彻底净化后，可在水喷淋预处理模块中循环使用，污水处理单元基本无污水排放现象。作为危险废物，污水离心分析的产品和沉淀产生的漆渣沉淀应委托有资质的危险废物处置单位按照***家有关危险废物管理要求进行安全处理作业。

 

1漆雾过滤器:涂装的废气主要出现在工件被涂抹的涂装台上，高压空气喷出的涂装有一***部分停留在工件上，其他的则随废气排出成为漆雾。漆雾粉尘含量低，颗粒小，***部分直径小于10毫米。如果不进行处理，活性炭的微孔会很快被堵塞，失去原有的功能。因此，涂装废气必须先进行粗过滤处理。

 

2吸附剂选择及参数设定:活性炭比表面积***，吸附能力强，成本低。是目前常用的VOCs污染吸附剂。粉末状态的活性炭不方便更换。活性炭纤维具有规则的微L结构，吸附容量***，易脱落，成本高。蜂窝活性炭风速高、阻力小，可用于***风量低浓度废气的吸附。本文选用蜂窝状活性炭，吸附床结构采用抽屉式组装方式，使用时便于装填和拆卸。

 

催化燃烧设计:

 

1.换热器:换热器结构复杂。为了降低生产成本，方便后续安装，本文采用了一种结构简单的固定管板换热器，冷气通过壳体，热气通过管程。

 

2.电加热室:加热室仅提供启动时预热气体所需的热量，苯催化燃烧后可***量预热使用，因此所需的热能较低，可通过电加热实现，无需天然气或液化石油气额外加热。

 

3.保温模块的处理:一体化催化燃烧设备内部温度远高于常温，需要增加保温处理，避免对工人造成伤害。保温棉使用的材料为硅酸铝纤维毡，根据燃烧室可能出现的400oC温度设计，保温棉厚度为64 mm。

 

4.阻火器的设计:阻火器由许多小通道或间隙组成，当火焰进入这些小通道时，形成许多小的火焰流。由于通道或孔隙的传热面积***，火焰通过通道壁换热后温度会下降，火焰会有一定程度的熄灭。阻火器是用于防止燃烧气体或易燃液体扩散蒸发火焰的装置。在VOCs催化燃烧的反应器中，如果有火星，会出现气体火焰，然后整个管网燃烧，所以阻火器的作用很***。阻火器外壳的尺寸与流体阻力直接相关。一般情况下，壳体的直径约为配合使用的管道直径的4倍，即D=4d。本文根据规范设计，采用明火的开口端和封闭端进行点火。该方案采用无焰燃烧方式。如果采用D=4d，阻火器会过***。根据实际操作要求，本文设计的数据为D=2d，角度为60°。阻火器为1mm不锈钢材质，管径500mm×200mm，扩散角60o，外壳前半部高度250×sin60o=433mm。

 

RCO催化燃烧处理技术:催化燃烧处理技术借助催化剂实现了挥发性有机化合物在低温下的完全氧化，达到了工业废气净化处理的效果。该技术广泛应用于化工、涂装行业和涂装生产行业。目前，有许多类型的设备可供企业选择。催化燃烧处理设备主要由预热装置、催化燃烧装置、烟道、电加热装置、余热回收装置等组成。在早期的生产中，氧化铝通常被用作贵金属催化剂，但由于价格昂贵，它逐渐被其他催化剂所取代。目前，我***已经开发出催化效果******的稀土催化剂，我***稀土资源丰富。在催化燃烧处理废气的过程中，应注意安全问题。设备运行过程中，挥发性有机废气会与高温空气混合，容易引起爆炸。因此，在使用催化燃烧净化技术时，应严格控制有机物与空气的混合比例，使混合比例控制在爆炸范围的下限。

 

引进先进的生产模式:涂装行业的运营包括两个方面，一是涂装生产，二是树脂合成，相关生产设备包括窑炉、化工设备、制漆设备等，都将排放有机废气，其中制漆装置排放的有机废气难以处理，其***点是废气量***、浓度低，也是全行业关注的焦点。为了使废气排放达标，涂装行业必须停止传统的粗放管理模式，积极引进先进技术和环保设备，通过科学管理赢得环境效益。具体做法包括:选择封闭式生产模式，采用科学的生产管理模式；一是采用新型高效活性炭，吸附床结构稳定合理，吸附效果******提高。其次，铂金属进行催化燃烧，将有机废气分解为无毒无害的H2O和CO2，实现高效彻底的净化。***三，燃烧过程温度低且安全，燃烧过程中产生的热量可以回收利用，热量损失少，能耗******降低；系统设备的设计和安装采用各种措施消除安全隐患，操作简单，便于后期使用和管理。