rto焚燒爐
1、VOCs處理技術
VOCs氣體處理技術主要分為兩類:回收和消除。表1選擇具有代表性的多種處理技術在多種VOCs中的應用情況進行歸納。
2.1回收技術
2.1.1吸附技術技術
傳統的吸附技術技術適用于處理絕大多數具有回收價值的VOCs氣體,該類氣體主要為苯系物、酮、鹵代烴、醇、酯、烯烴。處理廢氣流量宜在2000~4000mg/m3,濃度適宜在20~2000ppm,當處理氣體流量小于2000mg/m3時會使技術系統運行成本大幅度增高。
新型變壓吸附(PressureSwingAdsorption,PSA)技術在國外運行比較成熟,該工藝一般在氣體壓力為0.1~2.5MPa之間運行,但有些含氣源無需二次加壓。李立清等采用PSA技術對單相氣體污染物(甲烷、氯氟烴、苯)進行回收,其處理回收率能達到99%,該研究成果可為PSA的工程運行提供參考。日本Bell公司運用PSA技術分離乙醇-水體系,將分壓為44676Pa和1679Pa的水與乙醇雙組分與混合氣輸入活性炭吸附床,在加壓/常溫條件下進行吸附。經次減壓進行脫附富水蒸氣處理,再經第二次減壓進行脫附高純度乙醇蒸氣處理,最終將第二次解吸氣體冷卻至-20℃,即可回收98%乙醇產品,將該方技術運用至酒精發(fā)酵凈化濃縮傳統工藝中,可使能耗減少50%。深入研究及開發(fā)新型吸附劑是PSA技術的重點,圖1為PSA工藝簡易流程圖。常見的吸附材料特性如表所示,其中新型材料(沸石分子篩吸附劑)因其高吸附性、無污染性而在國際上越來越受青睞。WeiL等使用粉煤灰合成高效沸石分子篩。在投加10mol/LNaOH、結晶溫度140℃及結晶時間8h條件下,所合成沸石分子篩的Si/Al比為7.9,對苯氣體的吸附率高達66.51%。在沸石合成中,堿度、Si/Al比、時間和溫度的增加將影響苯氣的吸附效果。Mukerjee等[7]將煤基活性炭吸附劑浸漬在KI3里,在全碘吸附容器LX-100中,探究正常和限制操作溫度下的去污因素。結果表明,吸附處理后碘殘留量小于0.5μgml-1,煤基活性炭去除穩(wěn)定碘的去污因子大于1000。
等利用質量、氣體和能量平衡方程,模擬沸石分子篩對CO2的變壓吸附分離系統,并利用具有沸石A和沸石A+X的模型進行發(fā)電廠煙氣CO2吸收分離實驗驗證,數據表明,CO2/N2的分離在0°C條件下進行分離提純可達到95%。范春輝等[9]使用由飛灰合成的沸石在不同初始pH值和反應時間下去除亞甲基藍(MB)和Cr(III),在初始pH值為6和5時,MB和Cr(III)的吸附容量分別為8.14mg/g和6.46mg/g,在10分鐘時分別達到80%和55%的總吸附容量(總反應時長為60分鐘),由此推斷出分布在沸石表面和內部的MB分子形成的復雜絮凝化合物有利于離子交換和絡合化學效應,并能提高MB和Cr(III)的去除效率。
2.1.2吸收技術
在國內外,常用吸收技術處理苯系物的工業(yè)投入不高。該技術主要用于回收有價值的有機廢氣,處理對象為流量是3000~15000m3/h、濃度小于500mg/m3的低濃度有機污染氣體,污染氣體去除率可達到95~98%,但當氣體體積過小時,系統運行性成本將會增高[1]。吸收技術常用的設備有可進行多次重復洗氣的噴霧塔、文式洗滌塔、填室塔和板狀塔。
等用水、無苯柴油、添加MOA乳化劑的鄰苯二甲酸二丁酯和DH27多肽組成復合吸收液。該復合吸收液可循環(huán)使用,循環(huán)周期為90d,在系統吸收液用量為7.5m3/h時,去除低濃度苯類有機氣體的效率可超過85%。李甲亮等通過模擬吸收實驗比較了不同吸收劑組合對甲苯廢氣的吸收效果,通過實驗對比,得出4%BDO吸收液吸收。在甲苯進氣流量為0.2L/min、吸收時間為30min、與水基BDO的適宜配比為1:99的實驗條件下,該吸收液對甲苯廢氣的吸收濃度可達43.87mg/L。
2.1.3冷凝技術
常用冷凝技術主要用于處理濃度高且具有回收價值的有機廢氣,處理效率在50~85%之間。廢氣的濃度應大于10000mg/m3,流量不宜大于55Nm3/min,否則氣體將因流量過大而對熱交換面積要求增高,致使系統運行成本增加。
冷凝器按照傳熱面的結構可分為:管殼式、板面式冷凝器、螺旋螺紋管換熱器、衛(wèi)生級雙管板換熱器,此外還有螺旋板式、浮頭式、板殼式等結構形式,其中以螺旋螺紋管換熱器。
一般條件下,有機廢氣的冷凝溫度大多低于冷卻水溫度,所以選用凝固點在-33°C、沸點106°C的乙二醇為冷媒。黃維秋等提出了油氣“冷凝+吸附”回收集成技術,并利用Aspen模擬軟件及實驗對該技術進行了研究。使用該技術回收總油氣的回收率可高達99.2%,除此之外,所排放氣體尾氣濃度可控制在11.2g/m3。該技術可作為關鍵共性技術用于各種油氣排放的工藝當中。針對冷凝技術,馬天琦等[18]運用軟件對甲苯負荷及制冷流程進行模擬,分析得出,經預冷處理后的甲苯混合氣體從5°C冷卻至-35°C,甲苯氣體冷凝回收率可達到90%。
2.1.4膜處理技術
膜處理技術應用的范圍相對比較小,一般適用于處理氣體流量小于3000m3/h、濃度大于10000mg/m3的高濃度VOCs氣體。膜處理技術根據半透性膜的孔徑大小分為MF、NF、UF、RO膜,分離過程中可采用錯流過濾方式。
在膜處理工藝中常見的有:蒸汽滲膜、氣體膜處理和膜基吸收技術。膜處理技術還可用于回收加油站揮發(fā)的氣體。Ohlrogge等采用GKSS膜-平板膜來回收加油站加油過程中揮發(fā)出來的有機廢氣。基于泵特性,平板膜的壓力比和階段切割隨著壓力損失的增加而增強,但這種效應隨著進料流量的增加而減弱。在20毫巴的平均壓力損失和體積為20%烴進料下,經膜處理后,烴滯留物HC濃度體積低至0.2~0.25%,回收率可達到99.67~99.77%。
在天然氣中,Niu等[21]通過添加具有8.2%~20%摩爾分數的CO2新原料而改良胺吸收過程的膜單元,達到去除酸組分的目的。改良后的一級膜(OSMAHRD)和TSMAHRD兩級膜(TSMAHRD)處理具有不同摩爾分數(分別為0.15和0.35)的CO2/NG進料,結果表明,一級膜的每單位進料分離成本(SCPUF)低于兩級膜。
2.2消除技術
2.2.1催化氧化技術
常用催化氧化技術處理的氣體流量為1000~50000m3/h,適宜濃度在2000~10000mg/m3之間。催化氧化技術包括三種方技術:常用熱氧化技術,其又分為熱力燃燒技術、間壁式、蓄熱式,這三者的區(qū)別在于對熱量回收的方式不同;常用催化氧化技術,催化技術的主要問題是催化劑的選擇,在實際操作中可以選擇適當的助催化劑,以增加催化劑的催化性能;新型光催化氧化技術,其光源多采用波長為254nm的紫外殺菌燈(UV-C)和λ介于2100~3700nm間的熒光黑發(fā)燈。
目前,新型光催化氧化技術尚未大規(guī)模投入生產使用。趙文霞利用TiO2/ACFs復合光催化對流動態(tài)甲苯氣體進行光催化降解,在紫外線條件下,對甲苯的降解率可達到70.4%。俞家玲等在實驗室模擬受VOCs氣體污染的大氣環(huán)境,在經過納米光催化空氣凈化器處理之后,苯和甲醛的解離率分別可達到91%、78.8%。
陳江耀等運用催化與生物聯用工藝進行油漆生產、加工過程中現場有機廢氣的處理,中試結果表明甲苯、乙苯、間/對二甲苯和鄰二甲苯的初始濃度在27~52mg/m3之間,經過光催化和生物滴濾床的組合工藝處理之后,其濃度可達到0~0.91mg/m3,對VOCs的處理效率達到97.8~99%。FujimotoT等通過還原技術將Pd附著在TiO2上,在通入濃度為100~120ppmv辛烷、異辛烷、正己烷和環(huán)己烷的環(huán)形涂覆壁反應器中進行光催化試驗。與純TiO2膜相比,用1wt%鈀浸漬的TiO2改善了光催化活性,在停留時間約27秒時,轉化率超過90%。
2.2.2等離子體
新型等離子體技術在國內外的投產率不高,目前仍然處于實驗研究階段。等離子體技術適用于處理流量范圍在000~50000m3/h、濃度小于500mg/m3范圍的VOCs氣體。
季銀煉等使用負載納米TiO2及Cu/Pd金屬離子的材料,同時通過浸漬技術對活性炭纖維(ACF)功能材料改性。研究結果表明,ACF的改性有利于甲醛凈化,而負載TiO2的ACF和負載TiO2/Cu/Pd的ACF在20min凈化時間內,平均凈化效率分別為70.24%和61.26%。在電壓50V、凈化時間20min時,低溫等離子協同TiO2/ACF凈化,其效率高達94%,然而Cu/Pd鹽類物質不利于凈化甲醛。PengTW等[30]的實驗研究表明,通過增強表面等離子體共振和界面的電子轉移,Au–Ag–AgI耦合貴金屬雙金屬納米粒子的感光性和耐光性變得非常強。
阿熱依古麗等研究表明低溫等離子體技術能夠很好地氧化去除部分重金屬如Hg0廢氣,其中介質阻擋放電對污染物的去除效率高于常態(tài)電暈放電。Malik等和Merbahi等的研究表明在低氧濃度和較低的輸入能量情況下,沿面放電等離子體反應器具有較低的能耗和較高的能量常數KE,除此之外,沿面電暈和線筒式電暈陰極部分較容易放電電離。
2.2.3生物技術
常用生物技術主要用于處理流量大于17000m3/h、濃度為500~2000mg/m3的低濃度大流量有機廢氣,在20℃~40℃運行溫度下,凈化率可超90%。
常用生物技術主要有三種形式:生物過濾、生物滴塔和生物曝氣池。生物技術中,泡沫陶瓷填料比傳統的陶粒填料的處理效果好;同時絲網結構載體在高負荷運行設備中的處理效果甚好。
微生物對鄰苯二甲酸酯類物質(PAEs)、苯類物質等有機污染物的降解速度很慢,主要是由于污染物中的聚合物和復合物分子能夠抵抗生物降解,致使微生物所必需的酶不能靠近并破壞化合物分子內部敏感的反應鍵,限制了生物技術在處理這些氣相污染物質方面的應用。陳東之等[34]應用生物滴濾塔,在常溫掛膜運行35d后,對二氯甲烷和1,2-二氯乙烷混合氣體的去除率可分別維持在80%和75%以上。采用環(huán)境友好型焦炭填料進行研究,在進氣濃度為50~114mg˙m-3時,VOCs去除率可達到90%,處理廢氣后的填料還可作為燃料。
Hort等使用綠色廢棄物堆肥的生物過濾反應器與填充有活化材料(AC)6的吸附塔進行組合研究,該系統處理微污染的流出物(濃度在17和52μg/m3之間),檢測出接近733μg/m3的濃度峰。高去除效率證明了混合系統的有效性,雖然生物過濾器的效率大大降低,但是吸附塔在整個過程維持高效率(去除效率接近99%)。Frutos等[36]的研究表明,在由固定床反應器(FBR)與填充床吸收塔連接組合成的新型反硝化生物凈化器中,N2O減排性能主要受限于FBR中的低脫氮活性和再循環(huán)液體的N2O承載能力,但由于N2O不易溶于水,因此凈化效果將受其限制。使用組合凈化器凈化合成廢水(SW)和(100±1)ppmvN2O,穩(wěn)態(tài)N2O去除效率為36±3%,SW總有機碳去除率為(91±1)%。同時,凈化器在40min時對N2O單相氣體的去除率高達92%。
3總結與展望
3.1總結
用吸附技術處理單一氣相污染物時去除率高,但當氣相污染物成分復雜時,其去除效率會降低。而吸收技術中脫附后的廢物可經氧化技術、冷凝技術處理,或者通過提純后回收利用,但脫附設備易受到腐蝕,因此對設備的要求相對較高。在冷凝技術中,管殼式冷凝器是目前使用泛的一種換熱器,在同狀態(tài)和流速下,板面式冷凝器的換熱系數比管殼式的大,但是換熱阻力也較大。當使用膜處理技術時,需要考慮氣壓對膜形成的影響。催化氧化技術常用來處理無回收價值的廢氣,氧化處理后的氣體需冷卻處理,但排熱不當時又會引起熱污染,這是催化氧化技術不得不面對的技術處理難題。生物技術反應速率慢,過濾時需要接觸面積大的設備,pH難以控制,而生物技術后續(xù)的洗滌處理以及曝氣技術則易產生惡臭,但操作簡單、成本低。等離子體技術的設施占地面積小、運行的成本低、使用壽命長、可通過添加催化劑來提高其反應的效率。
3.2展望
新型PSA技術的反應理論模型、吸附-脫附過程的傳質以及傳熱規(guī)律等基礎理論仍需不斷地完善,同時還可從開發(fā)高效便利分離技術、研發(fā)新型吸附劑等方向發(fā)展[37,38],其中深入研究開發(fā)新型吸附劑是該技術的重點。吸收技術可從避免脫附產生的二次污染、研發(fā)高效且使用范圍廣的吸收液、解決吸收液對設備的腐蝕等幾個角度進行更深層次的探究。冷凝技術可以從設計一個適用性廣、低價低耗能、換熱系數大、不易阻塞以及易清洗等性價比更高的冷凝器著手來拓展該技術的前景。光催化氧化技術可以從完善其反應數學模型、制備更耐沖擊力、更大比表面積的催化劑載體、提高催化劑的性能等方面來進行更深層次的研究。膜處理技術的主要問題是運行費比較高、難清洗、易堵塞,而且膜處理技術對于水溶性較差的物質的去除率偏低,這些都是限制膜處理技術在廢氣中應用的原因。因此,如何解決這些問題是膜處理技術發(fā)展的研究方向。等離子體技術的耗能相對較大,因此如何設計一個更節(jié)能的反應器是該技術的發(fā)展方向。而生物技術則需從減少甚至消除惡臭、減少反應器的占地面積、增加其相對處理效率等方面發(fā)展。
北京涂裝廢氣rto焚燒爐
1、前言
有機廢氣對光化學煙霧、酸雨的形成起著非常重要的作用。為減少涂料中的VOCs,開發(fā)了水性涂料和粉末涂料,但水性涂料中仍含有一定比例的有機溶劑。為此,各國頒布了相應的法令,限制該類氣體的排放,我國于1997年頒布并實施的GB16297《大氣污染綜合排放標準》,限定了33種污染物的排放限值,其中包括苯、甲苯、二甲苯等揮發(fā)性有機溶劑。近年來,隨著人們環(huán)保意識提高,環(huán)保法規(guī)不斷完善與力度不斷提高,汽車生產廠在新建涂裝線中需配置廢氣處理設備,對老的涂裝線也在逐步補充廢氣處理裝置,廢氣經過處理達標后才能排放。針對不同的涂裝廢氣,不同的廠家采用了不同的方法,下面就汽車涂裝廢氣處理技術進行初淺的分析探討。
根據汽車涂裝生產工藝,涂裝廢氣主要來自于噴涂、干燥過程。所排放的污染物主要為:噴漆時產生的漆霧和有機溶劑,干燥揮發(fā)時產生的有機溶劑。漆霧主要來自于空氣噴涂作業(yè)中溶劑型涂料飛散的部分,其成分與所使用的涂料一致。有機溶劑主要來自于涂料使用過程中的溶劑、稀釋劑,絕大部分屬揮發(fā)性排放,其主要的污染物為二甲苯、苯、甲苯等。故涂裝中排放的有害廢氣的主要發(fā)生源為噴漆室、晾干室、烘干室。
2、汽車生產線廢氣處理方法
2.1烘干過程有機廢氣的治理方案
電泳、中涂、面涂烘干室排出的氣體屬于高溫、高濃度廢氣,適合采用焚燒的方法進行處理。目前烘干過程常用的廢氣處理措施有:蓄熱式熱力氧化技術(RTO焚燒爐)、蓄熱式催化燃燒技術(RCO)、TNV回收式熱力焚燒系統
2.1.1蓄熱式熱力氧化技術(RTO焚燒爐)
蓄熱式熱氧化器(RegenerativeThermalOxidizer,簡稱RTO焚燒爐)是一種用于處理中低濃度揮發(fā)性有機廢氣的節(jié)能型環(huán)保裝置。適用于大風量、低濃度,適用于有機廢氣濃度在100PPM—20000PPM之間。其操作費用低,有機廢氣濃度在450PPM以上時,RTO裝置不需添加輔助燃料;凈化率高,兩床式RTO凈化率能達到98%以上,三床式RTO凈化率能達到99%以上,并且不產生NOX等二次污染;全自動控制、操作簡單;安全性高。
蓄熱式熱氧化器采用熱氧化法處理中低濃度的有機廢氣,用陶瓷蓄熱床換熱器回收熱量。由陶瓷蓄熱床、自動控制閥、燃燒室和控制系統等組成。主要特征是:蓄熱床底部的自動控制閥分別與進氣總管和排氣總管相連,蓄熱床通過換向閥交替換向,將由燃燒室出來的高溫氣體熱量蓄留,并預熱進入蓄熱床的有機廢氣,蓄熱床采用陶瓷蓄熱材料吸收、釋放熱量;預熱到一定溫度(≥760℃)的有機廢氣在燃燒室燃燒發(fā)生氧化反應,生成二氧化碳和水,得到凈化。典型的兩床式RTO焚燒爐主體結構一個燃燒室、兩個陶瓷填料床和四個切換閥組成(見下圖)。該裝置中的蓄熱式陶瓷填充床換熱器可使熱能得到限度的回收,熱回收率大于95%;處理有機廢氣時不用或使用很少的燃料。
優(yōu)點:在處理大流量低濃度的有機廢氣時,運行成本非常低。
缺點:較高的一次性投資,燃燒溫度較高,不適合處理高濃度的有機廢氣,有很多運動部件,需要較多的維護工作。
2.1.2蓄熱式催化燃燒技術(RCO)
蓄熱式催化燃燒裝置(RegenerativeCatalyticOxidizer簡稱RCO)直接應用于中高濃度(1000mg/m3—10000mg/m3)的有機廢氣凈化。RCO處理技術特別適用于熱回收率需求高的場合,也適用于同一生產線上,因產品不同,廢氣成分經常發(fā)生變化或廢氣濃度波動較大的場合。尤其適用于需要熱能回收的企業(yè)或烘干線廢氣處理,可將能源回收用于烘干線,從而達到節(jié)約能源的目的。
蓄熱式催化燃燒治理技術是典型的氣-固相反應,其實質是活性氧參與的深度氧化作用。在催化氧化過程中,催化劑表面的吸附作用使反應物分子富集于催化劑表面,催化劑降低活化能的作用加快了氧化反應的進行,提高了氧化反應的速率。在特定催化劑的作用下,有機物在較低的起燃溫度下(250~300℃)發(fā)生無焰氧化燃燒,氧化分解為CO2和水。并放出大量熱能。
RCO裝置主要由爐體、催化蓄熱體、燃燒系統、自控系統、自動閥門等幾個系統構成。在工業(yè)生產過程中,排放的有機尾氣通過引風機進入設備的旋轉閥,通過選轉閥將進口氣體和出口氣體*分開。氣體首先通過陶瓷材料層1預熱后發(fā)生熱量的儲備和熱交換,其溫度幾乎達到催化層進行催化氧化所設定的溫度,這時其中部分污染物氧化分解;廢氣繼續(xù)通過加熱區(qū)(可采用電加熱方式或天然氣加熱方式)升溫,并維持在設定溫度;其再進入催化層完成催化氧化反應,即反應生成CO2和H2O,并釋放大量的熱量,以達到預期的處理效果。經催化氧化后的氣體進入陶瓷材料層2,回收熱能后通過旋轉閥排放到大氣中,凈化后排氣溫度僅略高于廢氣處理前的溫度。系統連續(xù)運轉、自動切換。通過旋轉閥工作,所有的陶瓷填充層均完成加熱、冷卻、凈化的循環(huán)步驟,熱量得以回收。
優(yōu)點:工藝流程簡單、設備緊湊、運行可靠;凈化效率高,一般均可達98%以上;與RTO焚燒爐相比燃燒溫度低;一次性投資低,運行費用低,其熱回收效率一般均可達85%以上;整個過程無廢水產生,凈化過程不產生NOX等二次污染;RCO凈化設備可與烘房配套使用,凈化后的氣體可直接回用到烘房利用,達到節(jié)能減排的目的;
缺點:催化燃燒裝置僅適用含低沸點有機成分、灰分含量低的有機廢氣的處理,對含油煙等粘性物質的廢氣處理則不宜采用,催化劑宜中毒;處理有機廢氣濃度在20%以下。
2.1.3TNV回收式熱力焚燒系統
回收式熱力焚燒系統(德語ThermischeNachverbrennung簡稱TNV)是利用燃氣或燃油直接燃燒加熱含有機溶劑的廢氣,在高溫作用下,有機溶劑分子被氧化分解為CO2和水,產生的高溫煙氣通過配套的多級換熱裝置加熱生產過程需要的空氣或熱水,充分回收利用氧化分解有機廢氣時產生的熱能,降低整個系統的能耗。因此,TNV系統是生產過程需要大量熱量時,處理含有機溶劑廢氣高效、理想的處理方式,對于新建涂裝生產線,一般采用TNV回收式熱力焚燒系統。
TNV系統由三大部分組成:廢氣預熱及焚燒系統、循環(huán)風供熱系統、新風換熱系統。該系統中的廢氣焚燒集中供熱裝置是TNV的核心部分,它由爐體、燃燒室、換熱器、燃燒機及主煙道調節(jié)閥等組成。其工作過程為:用一臺高壓頭風機將有機廢氣從烘干室內抽出,經過廢氣焚燒集中供熱裝置的內置換熱器預熱后,到達燃燒室內,然后再通過燃燒機加熱,在高溫下(750℃左右)將有機廢氣進行氧化分解,分解后的有機廢氣變成CO2和水。產生的高溫煙氣通過爐內的換熱器和主煙氣管道排出,排出的煙氣對烘干室的循環(huán)風進行加熱,為烘干室提供所需的熱量。在系統末端設置新風換熱裝置,將系統余熱進行最后回收,將烘干室補充的新風用煙氣加熱后送入烘干室。另外,在主煙氣管道上還設置有電動調節(jié)閥,用于調節(jié)裝置出口的煙氣溫度,最終排放的煙氣溫度可以控制在160℃左右。
廢氣焚燒集中供熱裝置的特點包括:有機廢氣在燃燒室的逗留時間為1~2s;有機廢氣分解率大于99%;熱回收率可達76%;燃燒器輸出的調節(jié)比可達26∶1,可達40∶1。
缺點:在處理低濃度有機廢氣時,運行成本較高;管式熱交換器只是在連續(xù)運行時,才有較長的壽命。
2.2噴漆室、晾干室有機廢氣的治理方案
噴漆室、晾干室排出的氣體為低濃度、大流量常溫廢氣,污染物的主要組成為芳香烴、醇醚類、酯類有機溶劑。目前,國外較為成熟的方法是:先將有機廢氣濃縮以減少需處理的有機廢氣總量,先采用吸附法(活性碳或沸石作吸附劑)對低濃度常溫噴漆廢氣進行吸附,用高溫氣體脫附,濃縮的廢氣采用催化燃燒或蓄熱式熱力燃燒的方法進行處理。
2.2.1活性炭吸附
采用蜂窩狀活性炭為吸附劑,結合吸附凈化、脫附再生并濃縮VOCs和催化燃燒的原理,即將大風量、低濃度的有機廢氣通過蜂窩狀活性炭吸附以達到凈化空氣的目的,當活性炭吸附飽和后再用熱空氣脫附使活性炭得到再生,脫附出濃縮的有機物被送往催化燃燒床進行催化燃燒,有機物被氧化成無害的CO2和H20,燃燒后的熱廢氣通過熱交換器加熱冷空氣,熱交換后降溫的氣體部分排放,部分用于蜂窩狀活性炭的脫附再生,達到廢熱利用和節(jié)能的目的。整套裝置由預濾器、吸附床、催化燃燒床、阻燃器、相關的風機、閥門等組成。
活性炭吸附--脫附凈化裝置根據吸附和催化燃燒兩個基本原理設計,采用雙氣路連續(xù)工作,一個催化燃燒室,兩個吸附床交替使用。先將有機廢氣用活性炭吸附,當快達到飽和時停止吸附,然后用熱氣流將有機物從活性炭上脫附下來使活性炭再生;脫附下來的有機物已被濃縮(濃度較原來提高幾十倍)并送往催化燃燒室催化燃燒成二氧化碳及水蒸氣排出。當有機廢氣的濃度達到2000PPm以上時,有機廢氣在催化床可維持自燃,不用外加熱。燃燒后的尾氣一部分排入大氣,大部分被送往吸附床,用于活性炭再生。這樣可滿足燃燒和吸附所需的熱能,達到節(jié)能的目的。再生后的可進入下次吸附;在脫附時,凈化操作可用另一個吸附床進行,既適合于連續(xù)操作,也適合于間斷操作。
技術性能及特點:性能穩(wěn)定,結構簡便,安全可靠,節(jié)能省力,無二次污染。設備占地面積小,重量輕。極適用于大風量下使用。吸附有機物廢氣的活性炭床,用催化燃燒后的廢氣進行脫附再生,脫附后的氣體再送催化燃燒室進行凈化,不需外部能量,節(jié)能。缺點是,活性炭使用壽命短,運行成本高。
2.2.2、脫附凈化裝置
沸石的主要成分為:硅、鋁,具有吸附能力,可作為吸附劑使用;沸石轉輪就是利用沸石特定孔徑對于有機污染物具有吸附、脫附能力的特性,使原本具低濃度、大風量的VOC廢氣,經沸石轉輪濃縮轉換成小風量、高濃度的氣體,可以降低后端終處理設備的運行成本。其裝置特性適合處理大流量、低濃度、含多種有機成分的廢氣。缺點是前期投資高。
沸石轉輪吸附-凈化裝置是一種可連續(xù)進行吸附和脫附操作的氣體凈化裝置。沸石轉輪兩側由特制的密封裝置分成三個區(qū)域:吸附區(qū)、解吸(再生)區(qū)及冷卻區(qū)域。該系統的工作過程是:沸石轉輪以較低的速度連續(xù)轉動,循環(huán)通過吸附區(qū)和解吸(再生)區(qū)及冷卻區(qū)域;低濃度、大風量的廢氣連續(xù)不斷地通過轉輪的吸附區(qū)時,廢氣中的VOC被轉輪的沸石吸附,被吸附凈化后的氣體直接排放;輪子吸附的有機溶劑隨著轉輪的轉動被送到解吸(再生)區(qū),再用小風量熱風連續(xù)地通過解吸區(qū),被吸附到轉輪上的VOCs在解吸區(qū)受熱脫附實現再生,VOC廢氣隨熱風一起排出;轉輪轉至冷卻區(qū)域進行冷卻降溫后可重新進行吸附,隨著轉輪的不斷轉動,吸附、解吸、冷卻循環(huán)進行,確保廢氣處理持續(xù)穩(wěn)定的運行。
沸石轉輪裝置實質上是一個濃縮器,經過轉輪處理后的含有機溶劑的廢氣被分成兩個部分:可以直接排放的潔凈空氣和含高濃度有機溶劑的再生空氣。可以直接排放的潔凈空氣,可以進入噴漆空調通風系統進行循環(huán)使用;高濃度的VOCs氣體,其濃度大約為進入系統前VOCs濃度的10倍左右,濃縮后的氣體再通過TNV回收式熱力焚燒系統(或其他設備)進行高溫焚燒處理,焚燒產生的熱量分別為烘干室供熱和沸石轉輪脫附供熱,熱量被充分利用,達到節(jié)能減排的效果。
技術性能及特點:結構簡單,維護方便,使用壽命長;高吸、脫附效率,使原本高風量、低濃度的VOCs廢氣,轉換成低風量、高濃度的廢氣,降低后端終處理設備的成本;沸石轉輪吸附VOCs所產生的壓降極低,可大大減少電力能耗;整體系統采預組及模塊化設計,具備了最小的空間需求,且提供了持續(xù)性及無人化的操控模式;經過轉輪濃縮后的廢氣,可達到國家排放標準;吸附劑使用不可燃性疏水沸石,使用更安全;缺點是一次性投資較高。