活性炭+催化燃燒技術(shù)在噴漆廢氣上應(yīng)用

       該裝置主體結(jié)構(gòu)由凈化裝置主機(jī)、引風(fēng)機(jī)、控制系統(tǒng)三大部分組成。其中凈化裝置包括：除塵阻火器、熱交換器、預(yù)熱器、催化燃燒室。

圖 1 VOC- CO 原理圖

2 應(yīng)用設(shè)計(jì)
　　2.1 項(xiàng)目基本情況
　　廣州某一汽車有限公司，具有四個(gè)面漆房，排出的有機(jī)廢氣通過匯總風(fēng)管接入廢氣處理設(shè)備，處理風(fēng)量為 80000m3/h；廢氣成分：三苯（苯、甲苯、二甲苯）以及顆粒物；VOCs 濃度：＜200 mg/Nm3；進(jìn)氣溫度：35℃；廢氣濕度：無（按常規(guī)空氣濕度設(shè)計(jì)）；工作節(jié)拍：24 小時(shí)/天。
　　2.2 工藝流程圖
　　本工程選用初效過濾器+中效過濾器+吸附床吸附+催化燃燒處理工藝。
　　圖 2 工作流程圖
　　車間的廢氣經(jīng)由初效過濾器過濾后，由管道收集系統(tǒng)收集后，進(jìn)入中效過濾器去除其中的顆粒物質(zhì)及噴漆渣霧，含有機(jī)物的廢氣經(jīng)風(fēng)機(jī)的作用，經(jīng)活性炭吸附層，有機(jī)物質(zhì)被活性炭的作用力吸附在其內(nèi)部，潔凈氣被排出；經(jīng)一段時(shí)間后，活性炭達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)，停止吸附，此時(shí)有機(jī)物已經(jīng)被濃縮在活性炭?jī)?nèi)。催化凈化裝置內(nèi)設(shè)加熱室，啟動(dòng)加熱裝置，進(jìn)入內(nèi)部循環(huán)，當(dāng)熱氣源達(dá)到有機(jī)物的沸點(diǎn)時(shí)，有機(jī)物從活性炭?jī)?nèi)揮發(fā)出來，進(jìn)入催化室進(jìn)行催化分解成水和二氧化碳，同時(shí)釋放出能量。利用釋放出的能量再進(jìn)入吸附床脫附時(shí)，此時(shí)加熱裝置完全停止工作，有機(jī)廢氣在催化燃燒室內(nèi)維持自燃，尾氣再生，循環(huán)進(jìn)行，直到有機(jī)物完全從活性炭?jī)?nèi)部分離，至催化室分解?；钚蕴康玫搅嗽偕袡C(jī)物得到分解處理。
　　2.3 主要設(shè)備選型
　　2.3.1 活性炭吸附塔
　　廢氣成分主要為苯系物（苯、二甲苯、甲苯等），活性炭床單床處理風(fēng)量為 30000m3/h，按照連續(xù)運(yùn)行方式設(shè)計(jì)則活性炭床數(shù)量為 4 臺(tái)，工作時(shí)始終有一臺(tái)活性炭床處于備用狀態(tài)?；钚蕴看苍O(shè)計(jì)空塔氣速 0.8m/s，駐留時(shí)間為 0.625s，按初始濃度 200mg/m3計(jì)算則單床吸附周期為 93.7h。

表 1 活性炭設(shè)備選型（單臺(tái)設(shè)備）
　　活性炭+催化燃燒技術(shù)在噴漆廢氣上的應(yīng)用

2.3.2 CO 催化氧化爐裝置
　　（1）阻火除塵器：將設(shè)備和廢氣源之間的危險(xiǎn)阻隔開來，保證處理設(shè)備和生產(chǎn)設(shè)備之間的安全，同時(shí)除去廢氣源中的粉塵。

　?。?）熱交換器：將有機(jī)氣體分解后的熱能和廢氣源冷氣流進(jìn)行冷熱交換，置換熱能，提高廢氣源的溫度。當(dāng)廢氣濃度達(dá)到一定值時(shí)，通過熱交換器的作用，可以保證設(shè)備在無運(yùn)行功率（或低功率）的狀態(tài)下正常運(yùn)轉(zhuǎn)，是催化凈化裝置中對(duì)廢氣源進(jìn)行第一次溫度提升裝置，也是設(shè)備中節(jié)能設(shè)施之一。（3）預(yù)熱室：廢氣源在進(jìn)入催化燃燒室之前，經(jīng)溫度檢測(cè)儀檢測(cè)，溫度達(dá)不到催化反應(yīng)的條件，由布置在預(yù)熱室內(nèi)的電加熱系統(tǒng)進(jìn)行溫度的第二次提升。（4）催化反應(yīng)室：達(dá)到溫度條件的有機(jī)廢氣進(jìn)入第一級(jí)催化反應(yīng)室；第一催化反應(yīng)室內(nèi)裝蜂窩狀催化劑，中間分插電加熱組件，利用紅外線輻射原理，使蜂窩狀催化劑溫度達(dá)到反應(yīng)溫度，使部份有機(jī)物進(jìn)行分解，釋放出能量，直接使廢氣溫度提升，是本設(shè)備設(shè)計(jì)的第三溫度提升處，也叫催化升溫；溫度提升后的有機(jī)氣體進(jìn)入催化固定床，內(nèi)置蜂窩狀催化劑，滿足反應(yīng)條件的有機(jī)氣體在此完全分解，廢氣變成潔凈氣體。（5）主排風(fēng)機(jī)：選用國(guó)內(nèi)品牌優(yōu)良通用風(fēng)機(jī)，耐高溫低轉(zhuǎn)速，保證工作效果同時(shí)保證風(fēng)機(jī)噪聲不超過 85dB，沒有二次污染，是整個(gè)裝置氣流運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)力源。

表 2 催化氧化 CO 設(shè)備選型

2.4 設(shè)備安全設(shè)置
　　在設(shè)備的進(jìn)口設(shè)置了阻火除塵裝置，將生產(chǎn)線和處理設(shè)備之間的任何危險(xiǎn)斷開，同時(shí)處理廢氣源中的灰塵，保證廢氣的潔凈度。裝置正常運(yùn)轉(zhuǎn)。阻火器應(yīng)能有效地防止火焰通過。在催化反應(yīng)室內(nèi)設(shè)置了泄壓口，當(dāng)設(shè)備內(nèi)部的壓力 30-80Kpa 之間時(shí)，自動(dòng)泄壓，使設(shè)備始終在安全狀態(tài)下運(yùn)行。裝置的金屬外殼應(yīng)有明顯的接地標(biāo)志，金屬殼體或可能帶電的金屬部位（包括因絕絕緣損壞可能帶電的金屬件） 與接地螺釘間的電阻不大于 0.1 歐姆。裝置的絕緣電阻不小于 2MΩ。裝置的帶電部分與外殼之間應(yīng)能承受頻率為 50HZ，電壓為 2000V。持續(xù) 1min 的耐壓試驗(yàn)，不得發(fā)生擊穿和閃絡(luò)現(xiàn)象。電加熱組件可以根據(jù)廢氣的溫度起伏，自動(dòng)控制補(bǔ)償和停止；當(dāng)反應(yīng)溫度出現(xiàn)高溫時(shí)，自動(dòng)停止電加熱的電源，溫度降低后會(huì)自動(dòng)起動(dòng)，恢復(fù)正常工作。控制系統(tǒng)上顯示廢氣預(yù)熱溫和氣體反應(yīng)溫度，可以清楚了解氣體氧化分解效果?？梢詮目刂葡到y(tǒng)中了解電加熱組件工作狀態(tài)及電加熱組件的完好狀態(tài)，電源均有良好地接地和保護(hù)措施。整個(gè)系統(tǒng)為負(fù)壓工作方式，廢氣不存在外溢現(xiàn)象。設(shè)備外表面用絕緣保溫材料進(jìn)行保溫，使表面的外殼溫升為 46-50℃，整個(gè)設(shè)備的絕緣電阻小于 2MΩ。
　　2.5 運(yùn)行費(fèi)用
　?。?）電力消耗費(fèi)用
　　e1= 吸附凈化部分 105kw×24 小時(shí)×0.8 元/度×80%=1612.8元/天。
　　e2= 脫附部分 （100kw/3+7.5kw+2.2kw）×6 小時(shí)×0.8 元/度×80%=165.248 元/天。
　?。?）耗材活性炭更換費(fèi)用
　　e3=124800 元÷（3×330 天/年）=126.06 元/天。
　?。?）過濾袋更換費(fèi)用
　　e4= 37.6 只×20 元÷（7 天更換一次）=107.42 元/天。
　　（4）催化劑更換費(fèi)用
　　e5= 70000 元÷8000 小時(shí)×6 小時(shí)/天=52.5 元/天。
　　（5）日運(yùn)行費(fèi)用統(tǒng)計(jì)
　　日運(yùn)行總費(fèi)用=（e1+e2+e3+e4+e5）×2 =4128.056 元/天。
　　2.6 運(yùn)行結(jié)果
　　經(jīng)調(diào)試后，有機(jī)廢氣各指標(biāo)均能達(dá)標(biāo)排放。
　　結(jié)語
　?。?）汽車噴漆廢氣對(duì)環(huán)境產(chǎn)生了一定的影響，目前的處理方法，活性炭吸附-催化燃燒法具有較好的處理效果。
　?。?）此處理工藝在廣州一工廠進(jìn)行運(yùn)用，具有較理想的處理效果，處理后廢氣均能達(dá)標(biāo)排放