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    基于活性炭与催化燃烧喷漆废气处理设备的研究与应用

    来源:admin(传梦环保整理发布)   时间:2020-01-22

    基于活性炭与催化燃烧喷漆废气处理设备的研究与应用

    摘要:产物喷漆与烤漆操纵会发生年夜量的有害气体,该出产工艺废气风量年夜、有机物浓度低。本文彩用进步前辈的工艺,设计出一套有用的处置方案,对有机废气进行周全的净化处置。该方案操纵新型活性炭吸附低浓度的有机废气,吸附饱和后操纵热空气加热,在贵金属催化感化下展开燃烧净化处置,将有机物转化为无害物资。成果表白,活性炭可以将有机废气有用吸附,实现净化操纵。

    在部门产物的喷漆与烤漆出产进程中,会涌现年夜量的工艺尾气排放,这些尾气对天然情况的风险较年夜,给操纵工人的健康带来较年夜的威逼。具体来讲,喷漆、烤漆等工艺需要利用年夜量苯、甲苯、乙苯、乙酸乙酯等挥发性化合物,作为涂料溶剂和稀释剂等。这些有机溶剂在喷涂时不会吸附在工件概况,会全数挥发来空气中变成有机废气。这些废气具有沸点低、常温下轻易挥发等特点,对周边情况和操纵职员的身体健康发生较年夜的影响。

    我国一些年夜城市的空气中挥发性有机物含量是美国城市的数倍,产业出产排放的有机废气已成为我国城市年夜气污染的首要身分。这些气体挥发时会发生刺激性气息,对操纵职员的身体风险很年夜,短时间接触后会激发恶心、头晕等,年夜量吸取后会侵害人体的内脏、神经系统等。是以,在产业出产勾当中,除摘用需要的防护办法外,还要尽可能避免有机废气的排放,周全搜集与净化有机废气。

    1根基道理

    本方案将蜂窝状活性炭作为吸附剂,经由过程吸附净化、脱附再生并浓缩挥发性有机物(VOCs)和催化燃烧的道理,行将年夜风量、低浓度的有机废气经由过程蜂窝状活性炭吸附实现空气净化的方针。在活性炭吸附饱和后,再经由过程热空气脱附使得活性炭再生,脱附获得的浓缩有机物被送来催化燃烧床进行催化燃烧,内部的有机物资被氧化成为无害的CO2和H2O。燃烧后的热废气经由过程热互换器加热冷空气,热互换后降温气体部门排放,部门用于蜂窝状活性炭的脱附再生,实现节能的方针。整套装备含有预滤器、吸附床、催化燃烧床和风机等装备。

    比拟其他有机废气处置方式,该方式是一种综合处置模式,罗致了其他模式的上风,手艺较为成熟靠得住,对处置年夜风量、低浓度的有机废气具有较年夜上风,在催化燃烧的感化下,净化效验可以到达最好。

    2处置工艺设计

    2.1预处置

    对有机废气,人们应第一展开水喷淋,往除废气内部的杂尘、可溶性有机物。喷淋后,气体内部具有年夜量水份和少许粉尘,为避免水份与粉尘影响活性炭吸附床的有用运行,人们需要在处置时操纵高效力的过滤器进行过滤。

    2.2吸附操纵

    颠末预处置的有机废气,在风机的感化下引进吸附床,将其平均地散布在活性炭概况。根据份子间的范德华力,活性炭会将有机废气吸附在概况,这一进程耗时较少,但时候越长,吸附越完全。两者之间没有现较年夜的化学反映,而有机废气却到达较高的净化效验。颠末净化后的干净废气可以到达相干年夜气污染物的排放尺度,在风机的感化下,其可以到达15m高排气筒的排放尺度。每套废气净化处置系统含有个级此外吸附床,两套用来吸附,一套用来脱附,三套装备可以实现轮换操纵。

    2.3脱附与催化燃烧

    具体的反映方程式为:

    在活性炭吸附来饱和水平后,切换来脱附床,脱附需要外加的热量,加热装配安装在催化氧化床内部,开启后同时预热催化剂。催化氧化床到达设定的温度后,将热空气引进脱附床内部,有机废气在加热的感化下从活性炭概况全数解析出来。

    高浓度的有机废气在外力的感化下进进氧化床中,经由过程金属铂的催化感化,被燃烧分化为H2O与CO2,废气经由过程这一操纵获得净化。这一燃烧进程的特点为低温、快速和无焰,并发生较年夜的热量,人们可以将活性炭再次回用来有机废气的脱附与燃烧氧化中,从而下降能源耗损。具体的反映进程似图1所示。

    在有机废气浓度较年夜时,燃烧发生的热量过量会致使催化氧化床的温度较年夜,进而影响全部废气治理系统的平安性、为此,本文设计的系统含有冷空气弥补装配,它可以引进新颖空气来下降反映温度,从而包管系统操纵的平安性。

    2.4污水处置

    水喷淋预处置以后,含有杂质与有机物的废水被引进喷漆车间的污水处置池内展开沉淀,往除年夜颗粒的杂物。含有有机物的废水出现出弱酸性,为下降污水回用对装备的侵蚀,人们需要添加少许片碱,展开中和反映,调剂其酸碱度。在颠末较为完全的净化后,废水可以轮回操纵,可以再次用于水喷淋预处置模块,污水处置单位根基没有污水外排现象。污水离心阐发的产品和沉淀发生的漆渣沉淀物作为危险废料,根据国度的相干危险烧毁物的治理要求,应托付具有天资的危险废料措置单元展开平安处置操纵。

    本方案具有浩繁上风。第一,摘用新型高效的活性炭,吸附床布局稳固、公道,吸附效验年夜幅度晋升其次,经由过程金属铂展开催化燃烧,将有机废气分化为无毒无害的H2O与CO2,实现高效的完全净化;再次,燃烧进程温度较低、平安,燃烧进程发生的热量可以轮回利用,热量缺失较少,能耗年夜幅度下降;最后,系统装备的设计安装摘用多种办法来杜尽平安隐患,操纵简单,便于后期的利用和治理。

    3各个构成模块的操纵方式

    3.1漆雾过滤器

    喷漆废气首要涌现在工件涂抹的喷漆工作台,高压空气喷射的油漆良多逗留在工件上,其他都随废气排,酿成漆雾。这些漆雾粉尘含量较低,颗粒较小,尽年夜部门直径小于10mm。似果不处置会很快梗塞活性炭的微孔,使其掉往原本的功能。是以,喷漆废气必需进步前辈行粗过滤处置。

    3.2吸附剂的挑选与参数设定

    活性炭具有比概况年夜、吸附能力强和本钱较低等上风,它是今朝VOCs污染常见的吸附剂。粉末状况的活性炭改换不便利,活性炭纤维含有法则的微孑L布局,具有较年夜的吸附容量,同时轻易脱落,本钱较高。蜂窝状的活性炭风速高,阻力小,可以利用来年夜风量的低浓度废气吸附中。本文挑选蜂窝状活性炭,吸附床的布局摘用的为抽屉式的组装模式,便于利用时的填装与拆卸。

    3.3催化燃烧设计

    3.3.1换热器

    换热器的布局较为复杂,为了下降出产本钱,便利后续安装,本文彩用布局较为简单的固定式管板式换热器,寒气体走壳体,热气体走管程。

    3.3.2电加热室

    在本方案中,加热室仅仅供给开机时预热气体需要的热量,苯催化燃烧后有年夜量的预热可以操纵,是以需要的热功率较低,经由过程电加热便可,不需要自然气或液化石油气的额外加热。

    3.3.3保温模块的处置

    催化燃烧一体化装备内部的温度远远高于常温,需要增添保温处置避免对工作职员造成危险。保温操纵的保温棉摘用的材料为硅酸铝纤维毡,根据燃烧室可能涌现的最高温度400oC来设计,保温棉的厚度取值为64mm。

    3.4阻火器的设计

    阻火器是由很多藐小通道或孑L隙构成的,当火焰进进这些藐小通道后就构成很多藐小的火焰流。因为通道或孔隙的传热面积很年夜,火焰经由过程通道壁进行热互换后,温度降落,来必然水平时火焰即熄灭。阻火器是用来禁止燃烧的气体或是易燃性液体蒸发火焰舒展的装备,在VOCs催化燃烧的反映器中,似果有火星的话会激发气体火焰涌现进而促使全部管网燃烧,所以阻火器的感化较年夜。阻火器的壳体尺寸年夜小与流体阻力有直接关系,凡是壳体直径为共同利用的管道直径的4倍摆布,即D=4d。本文根据规范设计,操纵明火启齿端和杜口端进行焚烧,本方案摘用无火燃烧体例,似果根据D=4d的话,阻火器会过年夜,根据现实的操纵需求,本文设计的数据取值为D=2d,角度为60o。阻火器摘用的为1mm不锈钢,管道直径为500mm×200mm,分散的角度为60o,壳体前半部门的高度取值为250×sin60o=433mm。

    4结语

    本方案摘用吸附一催化燃烧法处置喷漆废气,第一操纵过滤器往除漆雾,以后经由过程系统节制,操纵蜂窝状活性炭吸附床对其展开持续吸附,同时对吸附饱和的活性炭展开脱附。经由过程80%热风吹脱的感化,将年夜风量、低浓度的有机废气浓缩为小风量、高浓度的有机废气,同时操纵催化燃烧室将有机气体转化为CO2和H2O,并连结稳固的自燃烧。实践证实,这类处置模式同传统的工艺比拟,具有净化效力高、无二次污染和运行本钱低等上风。

    原题目:基于活性炭与催化燃烧喷漆废气处置装备的研究与利用

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