3、吸附催化燃燒工藝
從噴涂車間來的含有漆霧、有機(jī)溶劑的廢氣,首先進(jìn)入凈化系統(tǒng)的預(yù)過濾器,進(jìn)一步除去漆霧。除去漆霧后的有機(jī)廢氣,進(jìn)入1#活性炭吸附床,利用活性炭將有機(jī)廢氣吸附下來。吸附可使有機(jī)廢氣凈化效率高達(dá)95%以上,經(jīng)吸附凈化的廢氣可直接排放。
當(dāng)設(shè)置于活性炭吸附床出口管內(nèi)的有機(jī)廢氣濃度監(jiān)測裝置顯示,有機(jī)廢氣濃度即將超標(biāo)時,2#活性炭吸附床自動開啟,對廢氣進(jìn)行吸附;而1#活性炭吸附床廢氣進(jìn)出伐門關(guān)閉,而脫附進(jìn)出口伐門自動開啟,轉(zhuǎn)入有機(jī)廢氣脫附過程。此時,脫附風(fēng)機(jī)、催化燃燒床內(nèi)的電加熱器同步開啟。脫附氣在活性炭吸附床、脫附風(fēng)機(jī)、熱交換器、催化燃燒床等設(shè)備間管道內(nèi)閉路循環(huán)。通過控制脫附過程流量,將有機(jī)廢氣濃度濃縮10-20倍。脫附氣體經(jīng)催化床內(nèi)設(shè)的電加熱裝置加熱至300℃左右時,在催化劑作用下起燃。催化燃燒過程凈化效率可達(dá)97%以上。燃燒后生成CO2和H2O并釋放出大量熱量,熱量可通過熱交換器回收,用來預(yù)熱進(jìn)催化燃燒床的脫附氣。一般達(dá)到脫附~催化燃燒自平衡過程須啟動電加熱器1~2小時左右,達(dá)到熱平衡后可關(guān)閉電加熱裝置。此后,催化燃燒系統(tǒng)就靠廢氣中有機(jī)溶劑燃燒時產(chǎn)生的熱能,在無須外加能源基礎(chǔ)上使催化燃燒達(dá)到自平衡。當(dāng)脫附氣中的有機(jī)氣體燃燒完畢后,其催化燃燒床溫度會逐漸下降至200℃左右,即可視為催化燃燒過程結(jié)束,系統(tǒng)仃止運(yùn)行。
整套吸附和催化燃燒過程由PLC實現(xiàn)自動控制,系統(tǒng)內(nèi)裝有阻火伐、濃度監(jiān)測儀、煙火噴滅裝置等。為了防止活性炭吸附床溫度過高發(fā)生自燃,補(bǔ)充催化燃燒所需要的空氣,系統(tǒng)內(nèi)裝有補(bǔ)冷風(fēng)機(jī)。
考慮到凈化系統(tǒng)需要維修,在漆霧預(yù)過濾口器前加裝有旁路排空管路。
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4、凈化工藝特點
與普通的吸附催化燃燒凈化有機(jī)廢氣工藝相比,本工藝中有幾個新特點,可確保系統(tǒng)運(yùn)行安全和廢氣達(dá)標(biāo)排放。
4.1、保證車間生產(chǎn)能正常進(jìn)行。
在漆霧過濾器前,加裝一安有電動風(fēng)閥的放空旁路。在凈化設(shè)備正常運(yùn)行時,該風(fēng)閥關(guān)閉;當(dāng)凈化設(shè)備需維修時,該風(fēng)閥自動開啟,不會因凈化系統(tǒng)故障而影響車間的正常生產(chǎn);
4.2、系統(tǒng)運(yùn)行費用節(jié)省。
吸附材料采用蜂窩狀活性炭和活性炭纖維兩種材料,并將活性炭纖維置于蜂窩狀活性炭前。利用活性炭纖維吸附容量大、阻力小和吸附速度、脫附速度快的特點,以減小系統(tǒng)運(yùn)行阻力,縮短脫附時間,節(jié)省運(yùn)行費用,攔截透過漆霧過濾器的微小顆粒,防止污染蜂窩活性炭吸附材料,降低吸附材料的更換費用;
4.3、系統(tǒng)吸附功能得到最大程度的發(fā)揮。
在吸附床出口管內(nèi)設(shè)置有機(jī)廢氣濃度監(jiān)測裝置,當(dāng)廢氣出口濃度因吸附床達(dá)到飽和即將超標(biāo)排放時,指示吸附床自動進(jìn)行切換,確保廢氣達(dá)標(biāo)排放,以充分發(fā)揮吸附材料的吸附功能,避免脫附時間的盲目性;
4.4、系統(tǒng)運(yùn)行更有安全保障。
一是在吸附床前、后,脫附風(fēng)機(jī)后,催化燃燒床前、后等處加裝有阻火閥,防止燃燒火焰回串;二是在吸附床內(nèi)、催化燃燒床內(nèi)設(shè)有煙火探頭和噴淋系統(tǒng),確保系統(tǒng)安全運(yùn)行;三是在脫附床、催化燃燒床等處設(shè)置高溫?zé)犭娕?,及時反應(yīng)出各床溫度。
5、運(yùn)行期經(jīng)濟(jì)性能
運(yùn)行期內(nèi)的經(jīng)濟(jì)性能是工藝選型的重要一環(huán)。除了盡可能增長吸附時間,縮短催化燃燒時間,減少電加熱器的啟用次數(shù);選擇相匹配的動力;增強(qiáng)系統(tǒng)的預(yù)處理能力,在確保達(dá)標(biāo)排放的前提下延長活性炭、催化劑的使用壽命外,充分利用催化燃燒過程中產(chǎn)生的大量熱量尤其重要。為此,我司在系統(tǒng)中增添了浮頭式換熱器,熱回收率在70%以下,將其熱量用于回收加熱進(jìn)入催化燃燒床的脫附氣體,以減少輔助燃料的消耗。
6、系統(tǒng)的安全生產(chǎn)
任何可燃物與氧或空氣的混合物都有兩種臨界組成,即爆炸下限和爆炸上限。從理論上講,在這兩個極限之間的混合氣體是可燃的或爆炸性的,因為當(dāng)一定濃度范圍內(nèi)的氧和可燃組分混合物被點著后,在有控制的條件下就形成火焰,維持燃燒,而在一個有限的空間內(nèi)無控制地迅速發(fā)展則會形成爆炸。因此,嚴(yán)格控制可燃物濃度和氧氣含量極為重要。由于各種碳?xì)浠衔镌诳諝庵斜舛认孪迺r,其燃燒的熱值及燃燒時的升溫大致相同,因而常將可燃物濃度與熱值、溫升聯(lián)系起來,把可燃物濃度用爆炸濃度下限的百分?jǐn)?shù)來表示,為1%LEL(LowerExpsiveLimit)。大多數(shù)碳?xì)浠衔锩?%LEL所含熱值,大約可以使混合氣體溫升15.3℃。為安全計,通常將可燃物濃度沖淡在爆炸濃度下限以下燃燒,即將廢氣中可燃物濃度控制在25%LEL以下,以防止由于混合物比例及爆炸范圍的偶然變化,可能引起的爆炸或回火。為此,我司在系統(tǒng)中的脫附風(fēng)機(jī)、補(bǔ)冷風(fēng)機(jī)進(jìn)口,均裝有新鮮空氣進(jìn)口管道。