吸附劑作為吸附技術(shù)的關(guān)鍵部分,對(duì)吸附效率有著至關(guān)重要的影響。常見的吸附劑可分為有機(jī)吸附劑和無機(jī)吸附劑,以活性炭和分子篩為代表。活性炭的吸附容量高,成本低,但活性炭的耐溫性和耐濕性低于分子篩,分子篩的吸附能力較低,成本較高,但可用于較高的溫度和濕度條件下,因此,可根據(jù)不同吸附劑的不同使用。催化燃燒有兩種,一種是活性炭吸附濃度催化燃燒法,另一種是分子篩吸附催化燃燒法。本文對(duì)活性炭吸附催化燃燒法進(jìn)行了研究。
該裝置根據(jù)吸附(高效率)和催化燃燒(節(jié)能)兩個(gè)基本原理設(shè)計(jì)。首先,預(yù)處理階段是確保進(jìn)入活性炭吸附塔的廢氣中的顆粒物小于5mg/m3。該項(xiàng)目在前端安裝了干式過濾除塵器。干式過濾器包括初始和中間過濾模塊。其目的是去除廢氣中催化劑的灰塵、液滴和毒物,并確保不造成催化劑床的堵塞和催化劑中毒。吸附效果差,縮短了活性炭的使用壽命。
預(yù)處理后,有機(jī)廢氣被活性炭層吸附,有機(jī)物被活性炭的特殊力吸附,清潔氣體被排放。一段時(shí)間后,當(dāng)活性炭達(dá)到飽和時(shí),吸附停止,有機(jī)物集中在活性炭中。然后通過催化燃燒解吸恢復(fù)活性炭的吸附容量。
由于催化劑具有催化活性溫度,因此對(duì)于催化燃燒,稱為催化劑點(diǎn)火溫度,尾氣和床層溫度必須達(dá)到點(diǎn)火溫度才能催化燃燒,因此必須設(shè)置預(yù)熱裝置。但由于廢氣本身溫度較高,如漆包線、絕緣材料、烤漆等干燥廢氣,溫度可達(dá)300℃以上,無需設(shè)置預(yù)熱裝置。熱交換器和床層內(nèi)的管道分布可用于預(yù)熱裝置加熱的熱氣。預(yù)熱器的熱源可以通過煙氣或電加熱。當(dāng)催化反應(yīng)開始時(shí),通過回收反應(yīng)熱,可以盡可能地預(yù)熱廢氣。為了節(jié)約能源,應(yīng)在反應(yīng)熱較大的情況下設(shè)置余熱回收裝置。
在裝置中,在催化凈化裝置中設(shè)置加熱室,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)物從活性炭中揮發(fā)出來。進(jìn)入催化室,催化分解成水和二氧化碳,同時(shí)釋放能量。當(dāng)釋放的能量重新進(jìn)入吸附床進(jìn)行解吸時(shí),加熱裝置完全停止工作,催化燃燒室中的有機(jī)廢氣自燃,廢氣再生,有機(jī)物再循環(huán),直至有機(jī)物與活性炭完全分離。催化室分解。活性炭再生,有機(jī)物分解。
預(yù)熱廢氣的熱源溫度一般超過催化劑的活性溫度。為了保護(hù)催化劑,加熱裝置應(yīng)與催化燃燒裝置保持一定距離,以便排氣溫度能夠均勻分布。該裝置連續(xù)工作有兩個(gè)氣路,一個(gè)催化燃燒室和兩個(gè)吸附床交替。有機(jī)廢氣先用活性炭吸附,再用熱風(fēng)解吸再生活性炭。解吸的有機(jī)物已經(jīng)濃縮(比原始濃度高幾倍),并送入催化燃燒室進(jìn)行催化燃燒,以產(chǎn)生二氧化碳和水蒸氣。當(dāng)有機(jī)廢氣濃度超過2000PPm時(shí),有機(jī)廢氣可以在不需外加熱的催化床中保持自燃。燃燒后,部分廢氣排放到大氣中,大部分排放到吸附床中進(jìn)行活性炭的再生。這樣既能滿足燃燒和吸附所需的熱能,又能達(dá)到節(jié)能的目的。再生后,可進(jìn)入下一次吸附;解吸時(shí),可在另一吸附床上進(jìn)行凈化操作,既適合連續(xù)操作,也適合間歇操作。
活性炭吸附催化燃燒的主要處理技術(shù)
預(yù)處理工藝:由于廢氣中含有一定數(shù)量的粉塵,如果吸附材料(蜂窩活性炭)進(jìn)入吸附裝置而不直接去除,容易造成吸附材料(蜂窩活性炭)微孔堵塞,嚴(yán)重影響吸附效果,增加系統(tǒng)阻力。該工藝在吸附床前設(shè)置高效復(fù)合過濾器作為預(yù)處理器,利用過濾器的精細(xì)結(jié)構(gòu),有效地去除廢氣中的粉塵和其它粉塵及煙霧物質(zhì)。因此,當(dāng)進(jìn)入固定吸附床時(shí),可以有效地截獲和過濾由排氣和油漆霧引入的廢氣中的灰塵。干式過濾采用一次和二次處理,以確保廢氣不含灰塵和微粒。過濾器將被設(shè)計(jì)成易于維護(hù),便于拆卸和安裝。壓差開關(guān)實(shí)時(shí)顯示壓力損失,當(dāng)壓差超過設(shè)定壓力時(shí),向PLC發(fā)送報(bào)警信號(hào),使用戶能夠及時(shí)更換濾料。
有機(jī)廢氣吸附過程:處理后的有機(jī)廢氣從風(fēng)管中抽出,進(jìn)入干式過濾器,除塵,進(jìn)入活性炭吸附床。吸附床的數(shù)目可以根據(jù)氣流的大小(一次吸收、一次去除或兩次吸收、一次去除或多次吸收和一次去除)來確定。氣體可以通過閥門切換進(jìn)入不同的吸附床,它們交替工作。當(dāng)氣體進(jìn)入吸附床時(shí),氣體中的有機(jī)物被活性炭吸附并附著在活性炭表面,從而氣體可以被凈化,并且凈化后的氣體通過風(fēng)扇排放到大氣中。
吸附床為活性炭吸附床
用內(nèi)活性炭層和各種空氣分布器吸附和濃縮有機(jī)氣體是整個(gè)裝置的主要部件和核心工序。活性炭按抽屜式上下六層加載。
吸附原理:用多孔固體材料處理流體混合物時(shí),流體的某一組分或某一組分可被吸引到固體表面,并集中在固體表面。這種現(xiàn)象叫做吸附。在氣態(tài)污染物的處理中,所處理的流體是氣體,屬于氣固吸附。吸附氣體組分稱為吸附劑,多孔固體稱為吸附劑。
活性炭以優(yōu)質(zhì)無煙煤為原料。其主要特點(diǎn)是強(qiáng)度高、吸附速度快、吸附容量大、比表面積大、孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)。孔洞大小介于椰子殼活性炭和木材活性炭之間。
注氮電磁閥安裝在活性炭解吸管道上。在對(duì)活性炭吸附床進(jìn)行解吸分析時(shí),系統(tǒng)自動(dòng)控制電磁控制閥的數(shù)量和時(shí)間,將氮?dú)庾⑷牖钚蕴课较洌瑥亩档突钚蕴课酱驳难鹾浚乐够钚蕴拷馕^程中的火災(zāi)危害