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催化燃烧在汽车涂装喷漆废气处理中的应用

来源:未知    作者: 本蓝环保; 发布日期:2020-11-21 13:47

催化燃烧在汽车涂装喷漆废气处理中的应用
 
汽车工业的涂装废气主要来源是喷漆、烘干、储漆调漆间。烘干废气的VOCss浓度高,一般采用蓄热式热力燃烧直接处理;喷漆废气,包括流喷漆室、流平室、储调漆间废气,其浓度相对较低,通过排气筒高空排放,因***家环保要求日趋升级,环保部门已明确提出喷漆废气必须经过处理后才能排放,所以探讨这部分喷漆废气如何进行处理的。
 
有机废气处理多采用两种处理方式,一种是化学燃烧,一种是物理吸附。化学燃烧需要废气中的VOCs(挥发性有机化合物)含量达到一定浓度,喷漆废气经过了漆雾捕集,浓度较低,不具备直接燃烧条件,因此一般采用物理吸附方案。吸附处理技术的核心是吸附剂的性能,高性能的吸附剂应具有均匀孔道、较***的吸附容量、******的疏水性以及容易再生等***性。目前在工业应用中,有机废气吸附处理工艺***常用的吸附剂是活性炭和分子筛沸石两种。“沸石浓缩转轮吸附+催化燃烧”是近年来***外引进的新技术,沸石具有耐高温(1000℃),不可燃,对湿度的适应性较***RH<90%)等***点,使用寿命长,不过其一次性投入成本高;“活性炭吸附/脱附+催化燃烧”工艺较为成熟,结构简单,安全可靠,缺点是活性炭使用寿命短,运行成本较高。
 
柴油发动机公司因其涂装线有机废气产生量相对较小,结合成本考虑,使用的是一种活性炭吸附催化一体设备。
 
2排放***性
 
柴油发动机公司采用的活性炭吸附催化一体,其应用范围针对的是发动机涂装车间喷漆室、流平室、储漆调漆间产生的废气。
 
废气主要成分为苯、甲苯、二甲苯等有机混合物;废气总量为55000m3/h;VOCs浓度为350mg/m3;废气温度≤40℃。
 
3吸附催化一体设备
 
3.1原理
 
本项目(有机废气吸附催化一体设备)由活性炭吸附和催化燃烧脱附两个基本原理设计的。即使用活性炭对送进来的废气进行物理吸附,从而达到降低VOCs浓度的目的;当活性炭吸附达到饱和时,对其进行热气流冲刷脱附,使其恢复活性,达到循环使用的目的,对脱附下来的高浓度VOCs被加热燃烧处理。
 
3.2工艺流程
 
前端为过滤装置,过滤级数为2级,其中一级过滤为漆雾过滤器,二级过滤为初效过滤棉。经过过滤后有机废气进入吸附箱(活性炭组成),经过时VOCs被吸附。本套设备包含3个吸附箱(可交替使用)。当设备使用一段时间后,活性炭快达到饱和时停止吸附操作,用热气流将有机物从活性炭上脱附下来使活性炭再生。脱附下来的有机物(已被浓缩,浓度较原来提高几十倍)送入催化燃烧室进行电加热,燃烧转化成CO2和H2O排出。当有机废气浓度达到2000PPm以上时,有机废气在催化床可维持自然,不用外加热,燃烧后的尾气一部份通过烟囱排出***气,***部份送往吸附床,用于活性炭的脱附再生。这样可能满足燃烧和脱附所需热能,达到节能的目的,再生后的活性炭用于下次吸附。在脱附时,净化操作可用另一个吸附床进行,既适合于连续操作,也适合于间断操作。
 
3.3设备***性
 
项目采用吸附浓缩+催化燃烧组合工艺,活性炭对VOCs吸附浓缩,脱附后可重复使用,脱附下来的浓缩VOCs通过催化剂电加热实现低温燃烧,达到处理污染物的目的,燃烧热风循环使用于活性炭脱附,达到节能目的。设备具体***性如下:
 
a)项目设置了三个吸附床,可同时使用也可以交替使用,目的在于一个吸附床进行脱附操作时,另外两个可以正常进行吸附操作。
 
b)吸附箱采用抽屉式结构,装填方便、便于更换。采用新型的活性炭吸附材料——蜂窝状活性炭,与粒状相比具有***越的动力学性能。极适合于***风量下使用。由于其比重为条形活性炭纤维的8-10倍,再生前吸附有机溶剂可以达到活性炭总重量的25%,具有使用寿命长,吸附系统运行阻力低,净化效率高等***点。
 
c)催化燃烧室采用陶瓷蜂窝体的贵金属催化剂,阻力小,活性高,当有机蒸汽浓度达到2000PPm以上时,可维持自燃,加热时间***约1小时左右电加热自行停止,不用外加热,节约能耗。
 
d)燃烧后的尾气一部份排出***气,***部份再送回吸附箱,用于活性炭的脱附,热能又能实现循环使用,达到节能的目的。
 
e)整个系统实现了全封闭循环,加热方式采用电加热,过程中不产生二次污染。
 
f)设备采用微机集中控制系统,设备运行、操作过程实现全自动化。具有自动顺序启动、运行、切换、停机功能,能实现定时吸附、脱附功能。脱附过程中,当加热室内的温度超过设定的参数时电加热装置自动停止;当加热室的温度低于设定数值时,加热装置启动加热;当脱附出口气流温度升高,超过设定的数值时,模拟阀开启补新风;当脱附出口气流温度下降,低于设定的数值时,模拟阀关闭;当催化燃烧室的温度超过设定数值时,旁通阀打开;当催化燃烧室的温度低于设定数值时,旁通阀关闭。
 
g)活性炭的燃点相对较低,自燃的风险***,因此设备消防是关键且是必须的。本设备的吸附床内设置有温度检测装置和自动喷淋装置,当吸附床内温度***于90℃(吸附)或180℃(脱附)时,启动喷淋装置,防止活性炭自燃,确保设备安全。
 
4实施效果
 
废气排放执行***家《***气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)表3中的(***家二级,排气筒标高15m)标准:
 
设备投入使用后有机污染物去除率≥90%,具体检测数据如表4所示:
 
活性炭吸附/脱附+催化燃烧工艺是目前汽车涂装喷漆废气处理应用***多的一种工艺,其性能稳定,结构简单,成熟可靠,经济环保。本项目采用的吸附催化一体设备就是在基本工艺原理不变的前提下***化了使用功能,简化了操作程序,提高了安全性能,降低了能耗水平,对于同类行业有一定借鉴意义。