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印刷废气催化燃烧案例

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印刷废气催化燃烧

发布时间:2020-05-06 人气:0

 

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1、预处理

印刷过程少量油漆被废气带走,经空气冷凝形成漆雾粉尘。这些粉尘具有粒径小、废气中含量少等特点,大部分在10um以下,若这些废气直接进入活性炭进行吸附,将导致活性炭微孔堵塞,最终将导致活性炭失活。因此,废气必须经过过滤处理才能进入后续吸附阶段。

2、吸附装置(吸附单元)

吸附单元的核心是活性炭,本公司采用的是优质防水活性炭,从而保证了吸附单元的稳定性。

经过预处理后的有机废气,在风机的作用下引入吸附单元,将其均匀的分布在活性炭的表面,依靠活性炭复杂的内部结构体系及超强大的表面积,活性炭将有机废气吸附在其表面,此过程耗时较少,但时间越长吸附越彻底(设计风速不超过0.8m/s)。并且两者之间不会发生化学反应,有机废气由此而达到净化的效果。净化后的洁净气体可达到相关大气污染物排放法律标准。每套废气净化处理系统设有多套吸附单元,其中一套用于脱附,其余用于吸附,多台吸附单元轮流工作,有plc自动控制切换。

3、脱附-催化燃烧

催化燃烧法是利用催化剂做中间体,使有机气体在较低的温度下,变成无害的水和二氧化碳气体,即:

CnHm+(n+1/4m)O2催化剂200~300℃nCO2+1/2mH2O

当吸附单元的活性炭吸附至饱和的程度后,该吸附单元切换为脱附单元,脱附需要外加热量,加热装置设在燃烧炉内,将其开启后同时预热催化剂,燃烧炉达到设定温度后将热空气引入脱附床,有机废气在加热作用下从活性炭表面解吸出来。由于温度会使活性炭内部结构会变化,所以在吸附脱附单元都设置热电偶温度传感器,温度偏高时及时调节补冷风系统,即能保证最优的脱附效果,又给活性炭提供一个安全的工作环境,即使温度传感器发生异常,吸附单元还设置有物理消防设施。

高浓度的有机废气在脱附风机作用下进入燃烧炉,在贵金属铂合金的催化作用下,燃烧分解为水和二氧化碳,废气由此而得到净化。该燃烧过程低温、快速、无焰,并伴随产生大量的热量,可再次回用于有机废气的脱附过程和燃烧氧化过程,因此能够显著的减少能源消耗成本。

当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温度过高,影响整套废气治理系统的安全性,因此系统配有冷空气补充装置引入新鲜空气来降低反应温度,保证设备的安全性。

4、活性炭吸附净化装置

吸附箱采用碳钢制作,表面涂装,内部装有一定量的活性炭,并设置高温检测装置,当含有机物的废气经风机的作用,经过活性炭吸附层(整齐堆放),有机物质被活性炭特有的作用力截留在其内部,洁净气体排出;经过一段时间后,活性炭达到饱和状态时,停止吸附,此时有机物已被浓缩在活性炭内。如图5.4所示。

1、吸附箱体外壳采用Q235 t=2mm钢板制成,外部连续焊接,无气泡、夹渣等现象,整体美观;

2、内部循环管道采用t=1.2mm镀锌钢板制作,折边卡口连接,整体美观,密封性能好,法兰采用螺栓连接;

3、废气收集管道采用t=1.2mm镀锌钢板制作,折边卡口连接,整体美观,密封性能好,法兰采用螺栓连接(贵方风机出口至我公司处理设备之间);

4、蜂窝状活性炭性能参数见表5.5。

5.5蜂窝状活性炭性能参数

规格

体密度

比表面积

吸苯量

脱附温度

使用寿命

100*100*100mm

380~450Kg/m³

>700㎡/g

≥25%

<120℃

≥2年

5、催化燃烧装置

催化燃烧炉内部主要由高效换热器、不锈钢炉膛、隔离式加热器以及装载有催化剂的催化燃烧室等组成,炉体外部包裹隔热棉保温,外部结构由Q235碳钢板制作。催化燃烧装置如图5.6所示。

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5.6催化燃烧装置

有机废气焚烧温度如果超过800℃,废气将会完全分解成CO2H2O,但是在高温状态下,设备容易变形,热量损耗高,设备损耗大。在使用贵金属铂和钯做为催化剂,在催化剂参与反应时,能够将有机废气催化氧化反应温度从800℃降低到250℃左右,同时发出大量热能。陶瓷蜂窝状载体催化剂性能参数见表5.7所示。

5.7催化剂性能参数

规格

体积密度

设计空速

比表面积

活性温度

使用寿命

100*100*40mm

600Kg/m³

1.5×104/h

43㎡/g

210℃

≥10000h

 

先打开催化燃烧床电加热器加热气流送入活性炭吸附床,脱附出来的有机溶剂再经加热室中加热,逐步上升到250~300℃的反应温度,再进入催化燃烧室,于催化剂的作用下,有机废气氧化分解并释放大量热,在理想条件下催化反应温度可达到500~550℃,热气流过上层的热交换器将热量释放给刚进入催化床的脱附气流,使其达到催化反应温度,这时可以关闭电加热装置,实现热平衡,节约了能源。

燃烧炉内部装有温控探头、顶部有专用防爆口。当燃烧炉内温度超高时,防爆口能自动破裂,并将气体泄压,同时会补冷风降温,维护车间生产设备安全。

1、设备外部框架采用Q235 t=2mm碳钢板制作,表面涂装,整体美观;

2、设备面板采用Q235 t=1.5mm碳钢板制作,表面,整体美观;

3、设备保温采用80kg/m³岩棉保温,保温厚度为80mm,保温效果优秀;

4、催化燃烧燃烧室采用Q235 t=10mm碳钢板制成,整体耐温性能良好;

5、换热器采用Q235 t=1.2mm碳钢板制成,外部连续焊接,内部密封性能好,换热效率高;

6、 设备连接风管采用Q235 t=1.2mm碳钢板制成,外部连续焊接,整体美观;

6、主要设备技术参数

经过干式过滤器过滤后的废气进入放置有蜂窝状活性炭的吸附单元,经过使用一段时间后,其中的一个吸附单元的活性炭达到饱和,系统自动切换到备用单元,并将饱和的吸附单元关闭隔离,并启动吸附单元再生过程,将饱和的吸附单元活性炭里的有机废气脱附出来,并在催化剂的作用下燃烧并转化成二氧化碳及水蒸气,再生后的活性炭吸附单元作为备用床,等下个吸附床饱和后轮换,这样可保证系统的连续运行。系统内装有阻火器、温度监测仪等,由PLC自动控制每套的吸附和催化燃烧过程。其有机废气净化装置技术参数如下。

7、电气控制

全自动化控制采用PLC编程逻辑控制,配套电(气)动无级限位调节阀、触摸屏等,详见图6.1所示。

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