VCOs廢氣治理工程方案

2022年10月26日 12:44:30 來源：東莞市朝暉環保設備有限公司 >> 進入該公司展臺閱讀量：31

一、工藝說明：
將各生產區域廢氣采用管道分別收集匯總進入廢氣處理設備，匯總后進入干式過濾箱預處理粉塵顆粒物，再經活性炭吸附凈化，*后經引風機作用達標排放。
吸附箱前后裝有1只吸附閥1只脫附閥，吸附管路與脫附管路并聯接入箱體。根據電控程序（時間）控制兩端閥門開閉將活性炭箱獨立，以實現用催化燃燒產生熱空氣對活性炭箱逐一單獨脫附。脫附分解后達標熱空氣部分用于循環脫附，多余部分熱空氣直接外排。外排氣流量根據所需管道溫度控制模擬閥開度控制。
二、方案特點：
（1）排出廢氣分別接入獨立活性炭吸附廢氣處理設備，根據PLC程序提示吸附停機狀態采用催化燃燒對飽和箱體逐一脫附解析工藝。業主工作時間為20小時，廢氣處理方式為連續式工作，吸附過程的同時可進行脫附。
（2）有機廢氣中的粉塵顆粒物較多，采用活性炭吸附時需將漆霧顆粒物去除，前處理采用干式過濾箱過濾方式。
（3）以活性炭脫附出的高濃度廢氣進入溫度為250-280℃的CO爐中，在貴金屬催化劑的作用下，從而分解VOCs分子，VOCs在CO爐中的反應式如下：
三、設備使用環境及條件：
（1）室外使用環境要求：-10～40℃；
（2）CO\CTO加熱方式：電加熱；
（3）壓縮空氣：0.5-0.6Mpa（氣源相對干燥）；
（4）電源：a）380V 三相四線制，電壓波動范圍：380V±10%，50Hz；
           b) AC220v±10% 50 HZ 單相。
四、主要技術原理說明：
（1）活性炭工作原理：
含有機物的廢氣經風機的作用，經活性炭吸附層，利用活性炭多微孔比表面積大的吸附能力強將有機物質吸附在活性炭微孔內，潔凈氣被排出；經一段時間后，活性炭達到飽和狀態時，停止吸附，此時有機物已經被濃縮在活性炭內。再利用催化燃燒對飽和活性炭進行脫附再生，重新投入使用。
待處理的有機混合廢氣經引風機作用，先經過預處理過濾裝置去除廢氣中的粉塵及雜質部分，否則直接吸附會堵塞活性炭的微縮孔，從而影響吸附效果甚至失效，經過初步過濾后“相對純凈的有機廢氣”進入吸附裝置進行吸附凈化處理，有機物質被活性炭*的作用力截留在其內部，潔凈氣體通過煙囪排放到大氣中，經過一段時間吸附后，活性炭達到飽和狀態，按照PLC自動控制程序將飽和的活性炭床與脫附后待用的活性炭床進行交替切換。CO\CTO自動升溫將熱空氣通過風機送入活性炭床使活性炭層升溫將有機物從活性炭中“蒸”出，脫附出來的廢氣屬于高濃度、小風量、高溫度的有機廢氣。
（2）電催化氧化CO工作原理：
VOC-CO 有機氣體催化凈化裝置，是利用催化劑使有害氣體中的可燃組分在較低的溫度下氧化分解的凈化方法。對于 CnHm 和有機溶濟蒸汽氧化分解生成CO\CO₂和H₂O并釋放出大量熱量。
該裝置主體結構由凈化裝置主機、引風機、控制系統三大部分組成。
活性炭脫附出來的高濃度、小風量、高溫度的有機廢氣過濾后，進入特制的板式熱交換器，和催化反應后的高溫氣體進行能量間接交換，此時廢氣源的溫度得到*次提升；具有一定溫度的氣體進入預熱器，進行第二次的溫度提升；之后進入*級催化反應，此時有機廢氣在低溫下部份分解，并釋放出能量，對廢氣源進行直接加熱，將氣體溫度提高到催化反應的*佳溫度；經溫度檢測系統檢測，溫度符合催化反應的溫度要求，進入催化燃燒室，將有機氣體分解，同時釋放出大量的熱量；凈化后的氣體通過熱交換器將熱能轉換給出冷氣流，降溫后氣體由引風機排空。
有機物利用自身氧化燃燒釋放出的熱量維持自燃，如果脫附廢氣濃度足夠高，CO正常使用需要很少的電功率甚至不需要電功率加熱，做到真正的節能、環保，同時，整套裝置安全、可靠、無任何二次污染。
五、 干式過濾箱：
（1）設備說明
由于廢氣中含有粉塵及粘性物質，如果直接進入活性炭吸附系統會堵塞活性炭的空隙，導致吸附效率降低甚至失效，同時，由于活性炭使用壽命比較長（在有解析設備的情況下），為了確保活性炭的吸附效果，通常在廢氣進入活性炭吸附床前采用過濾器將粉塵及粘性物質去除。
本工程過濾裝置采用2級處理：*級：初效網式過濾器；第二級：中效袋式過濾器；確保廢氣無粉塵和顆粒等。過濾器用于捕捉廢氣中的粉塵，粉塵如果直接進入吸附箱，將堵塞吸附材料的毛細孔，降低吸附性能。過濾器設計時將考慮維護，便于拆卸和安裝。壓差開關實時表示壓力損失，根據設定壓力，超出一定壓差時向 PLC發送報警信號，以便使用者能夠及時更換濾料。
粗效空氣過濾棉產品特性：
1、粗效空氣過濾棉主要過濾大于5μm的塵埃粒子；
2、粗效空氣過濾棉采用高性能，高強度的合成纖維遞增結構加工而成；
3、具有容塵量高和阻力低的特點、阻燃性強；
4、使用壽命長,清洗后可多次使用，經濟實用；
5、可耐溫100℃；
6、搭配金屬框多用于制成板式初效過濾器、袋式初效過濾器等過濾器的濾料。
粗效空氣過濾棉用途:
   粗效空氣過濾棉一般用于通風設備和空氣控制系統吸入口處作為預過濾或粗過濾等直接和室外空氣接觸的地方；適用于各種工業用途,如噴涂行業，防治污染,公共建設,空調業,電子業,制藥廠,食品工業等。
中效袋式過濾棉特性：
1、采用超細合成纖維以特殊織法制成；
2、容塵量大；
3、濾材內含靜電纖維，具有高捕塵率，及高透性，高使用壽命。
六、活性炭吸附床：
  （1）設備說明
活性炭吸附床內裝活性炭層，以濃縮凈化有機氣體，是整個裝置*個主循環的主要部件及核心工序，活性炭磚砌式裝填。廢氣進入箱體經裝填活性炭層吸附凈化，可以降低吸附箱吸附流速提高凈化效率。
吸附原理：采用多孔性固體物質處理流體混合物時，流體中的某一組分或某些組分可被吸引到固體表面并濃集保持其上，此現象稱為吸附。在進行氣態污染物治理中，被處理的流體為氣體，因此屬于氣-固吸附。被吸附的氣體組分稱為吸附質，多孔固體物質稱為吸附劑。
活性炭選用以優質無煙煤作為原料、外形蜂窩狀，其主要特點為：具有強度高、比表面積較大、吸附容量高、吸附速度快、孔隙結構發達、孔隙大小介于椰殼活性炭和木質活性炭之間。
蜂窩活性炭規格參數

主要成份	活性炭	規格	100×100×100mm
壁厚	0.6mm	體密度	(380~450)
比表面積	＞494.5	吸附率	≥43.2%
脫附溫度	<110℃	使用壽命	約8000h
孔數	150孔/平方英寸
風速阻力	450Pa(風速0.8m/s；床厚60cm)
抗壓強度	正壓＞0.9MPa；側壓＞0.3MPa

（2）設備選型計算
活性炭床單床處理風量為20000m³/h，按照連續式運行方式設計，活性炭床在吸附結束后進行脫附。活性炭床設計空塔氣速0.8m/s，駐留時間為0.75s。
（3）活性炭床的設計
活性炭床的設計直接影響其吸附風量及脫附效率，并能有效防止過程中活性炭著火的問題。
活性炭本身就有一定的催化作用，在一定溫度下更為明顯。有機廢氣在被催化分解過程中會自產生一定熱量。脫附過程中活性炭在受到外部熱量后釋放出大部分已經吸附的揮發性有機物，但仍有部分閃點比較高的有機物殘留在活性炭里。活性炭堆積的太多，完成脫附后的活性炭如果不能迅速散熱降溫，那么高溫下的活性炭繼續與殘留的有機物產生催化反應產生更高的溫度，*終導致活性炭著火。如果將活性炭的堆放厚度變薄并分多層分隔堆放，就能有效解決活性炭聚熱的問題，并能有效降低活性炭著火的概率。
（4）安全措施
安裝在活性炭吸附床的溫度傳感器實時監控活性炭床的各部位的溫度。當檢測到活性炭床的溫度異常時，迅速在液晶操作面板上顯示報警選擇并通過聲光報警器報警。每個活性炭箱都設有消防噴水系統及氮氣系統，活性炭箱體溫度異常時，通過人工反復確認后進行消防噴水與否，催化燃燒裝置防爆泄壓按照《GB50160-2008》標準設計，符合國家泄爆標準。
七、 CO 催化氧化爐裝置：
（1）設備說明
電催化氧化設備能有效的降低熱量損耗及能耗資源，同時大大降低凈化后氣體排出溫度。CO 設計，布局合理，具有以下特點：
①操作方便：工作時全自動控制。
②能耗低：達到一定濃度時，無功率（或低功率）運行。
③安全可靠：泄壓、自保，阻火除塵、超溫報警及*的自控。
④阻力小效率高：采用當今*的貴金屬鈀、鉑浸漬的蜂窩陶瓷催化劑，比表面積大。
⑤占地面積小：僅為同行業同類產品的 70%。
⑥使用壽命長：催化劑一般 2~4 年/8500h更換，并且載體可再生。
CO 主機由阻火除塵器、熱交換器、預熱器、催化反應室、主排風機、控制系統、電加熱組件以及催化劑組成，是設備的核心部件。
阻火除塵器：將設備和廢氣源之間的危險阻隔開來，保證處理設備和生產設備之間的安全，同時除去廢氣源中的粉塵。結構為波紋網型及過來棉，參照國家標準制造，更換快捷，清理方便。是本設備中安全設施之一。
熱交換器：將有機氣體分解后的熱能和廢氣源冷氣流進行冷熱交換，置換熱能，提高廢氣源的溫度。當廢氣濃度達到一定值時，通過熱交換器的作用，可以保證設備在無運行功率（或低功率）的狀態下正常運轉，是催化凈化裝置中對廢氣源進行*次溫度提升裝置，也是設備中節能設施之一；通過熱交換器內部對氣流的合理控制，使交換器的效率保證在 50%以上。結構采用 Q235 冷軋鋼鋼板制，合理的布置，使冷熱氣流全面接觸，能量進行全面置換；制作按照國家《鋼制壓力容器制作標準》進行制作和驗收。
預熱室：廢氣源在進入催化燃燒室之前，經溫度檢測儀檢測，溫度達不到催化反應的條件，由布置在預熱室內的電加熱系統進行溫度的第二次提升；Q235 電加熱組件為紅外線加熱管，由固定絕緣板固定，維護更換十分方便。
催化反應室：達到溫度條件的有機廢氣進入*級催化反應室；*催化反應室采用抽屜式，內裝蜂窩狀催化劑，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到反應溫度，使部份有機物進行分解，釋放出能量，直接使廢氣溫度提升，是本設備設計的第三溫度提升處，也叫催化升溫；溫度提升后的有機氣體進入催化固定床，內置蜂窩狀催化劑，滿足反應條件的有機氣體在此分解，廢氣變成潔凈氣體。本設施為催化凈化裝置的心臟。
主排風機：選用國內優質通用風機，耐高溫低轉速，保證工作效果同時保證風機噪聲不超過 85dB，沒有二次污染，是整個裝置氣流運轉的動力源。配置減振臺座及減振器。
控制系統：監控所有動力點起動、停止、故障，反映整個運轉過程中氣體的升溫、氣體分解狀況，對設備整個過程進行安全動力保護，可以根據廢氣源性質及生產線狀態進行設定。主要控制組件選用進口產品，保證設備的良好運行、安全性及使用壽命。
電加熱組件：電加熱組件為紅外線電熱管，利用電加熱的輻射原理。電加熱管由φ16高溫薄管內襯高溫氧化鎂及電加熱絲組成，具有效率高、散熱快、壽命長等特點，嚴格按照國家標準制作和驗收。
催化劑：催化劑是在化學反應中能改變反應溫度而本身的組成和重量在反應后保持不變的物質。本裝置中選用的催化劑是處理各種不同類型有機廢氣的高效廣譜型催化劑。
催化劑以蜂窩陶瓷做載體，內浸漬貴金屬鉑和鈀，具有高活性、耐高溫及使用壽命長等特點。
性能參數為：方形孔，孔數25個/cm²，堆積密度為0.76±0.02 kg/L，強度為100kgf/cm²，比表積為25m²/g。活性指標測試見下表：
催化劑主要技術性能

外形尺寸	100×100×50mm	空穴尺寸	φ1.3mm
空穴密度	25.4 個/cm²	孔壁厚度	0.5mm
深層主晶相	γ-A1203	比表面積	43 m²/g
堆積密度	0.8g/cm²	空速	1.2×10⁴ h^-1
催化劑活性溫度	210℃	耐沖擊溫度	750℃
使用壽命	8500h

（2）設備安全設置
在設備的進口設置了阻火除塵裝置，將生產線和處理設備之間的任何危險斷開，同時處理廢氣源中的灰塵，保證廢氣的潔凈度。裝置正常運轉。阻火器應能有效地防止火焰通過。
在催化反應室內設置了泄壓口，當設備內部的壓力 10-30Kpa之間時，自動泄壓，使設備始終在安全狀態下運行。
電加熱組件可以根據廢氣的溫度起伏，自動控制補償和停止；當反應溫度出現高溫時，自動停止電加熱的電源，溫度降低后會自動起動，恢復正常工作。
控制系統上顯示廢氣預熱溫和氣體反應溫度，可以清楚了解氣體氧化分解效果。
可以從控制系統中了解電加熱組件工作狀態及電加熱組件的完好狀態，電源均有良好地接地和保護措施。
整個系統為負壓工作方式，廢氣不存在外溢現象。
設備外表面用絕緣保溫材料進行保溫，使表面的外殼溫升為 46-50℃，整個設備的絕緣電阻小于 2MΩ。

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