1、概述

    隨著非金屬材料在電訊、電子、機(jī)械、化工等行業(yè)的廣泛應(yīng)用，其在著色增光的噴漆過程中所產(chǎn)生的苯系列有機(jī)廢氣的凈化處理已愈來愈引起人們的重視。吸附催化燃燒凈化可謂是一種較為理想的方法。

    吸附催化燃燒凈化是利用工業(yè)廢氣中污染物可以燃燒的特性，將污染物中含碳?xì)涞幕衔铮?jīng)活性炭吸附濃縮后，在催化劑和較低溫度（250～450℃）下進(jìn)行氧化分解，使其轉(zhuǎn)化為二氧化碳與水蒸汽；或者將分子結(jié)構(gòu)中含有鹵素及其他元素的有機(jī)物轉(zhuǎn)化成鹵化氫、二氧化硫、二氧化氮或其它金屬氧化物，再經(jīng)過吸收等凈化措施，將有害氣體徹底轉(zhuǎn)化為無害氣體的一種凈化方法。

    吸附催化燃燒的獨特優(yōu)勢，使其具有以下特點：

    1)、可再生使用。吸附劑飽和后通過脫附，催化劑可通過活化長期使用。

    2）、起燃溫度低。含烴類物質(zhì)的廢氣在通過催化劑床層時，碳?xì)浞肿雍脱醴肿臃謩e被吸附在催化劑表面并被活化，因而能在較低溫度下迅速完全氧化分解成二氧化碳和水蒸汽，且在達(dá)到起燃溫度后，無需外界供熱，與直接燃燒法相比，其起始溫度可低一倍，因而能耗要少得多；

    3）、適應(yīng)濃度、成分范圍廣?？蛇m用于幾乎所有的含烴類有機(jī)廢氣及惡臭氣體的治理，可用于眾多的有機(jī)化工、造漆、涂裝、印刷、印鐵、家用電器、絕緣材料、油炸食品等行業(yè)排放的各種有機(jī)廢氣。

    4)、不會造成二次污染。由于凈化率一般都在95%以上，加之溫度低，能大量減少NOX生成。

    2、吸附劑、催化劑的選擇

    2.1、吸附劑的選擇

    根據(jù)吸附對象的不同，可選用的吸附劑有活性炭，浸漬活性炭，活性氧化鋁，浸漬活性氧化鋁，硅膠、分子篩，泥煤、褐煤、風(fēng)化煤，浸漬泥煤、褐煤、風(fēng)化煤，焦炭粉粒，白云石粉，蚯蚓類。

    但用于工業(yè)的吸附劑應(yīng)能滿足如下要求：

    1）、比表面積和孔隙率大；

    2）、吸附能力強(qiáng)；

    3）、選擇性好；

    4）、具有一定的顆粒度，較好的機(jī)械強(qiáng)度、化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性；使用壽命長，價格低廉，原料來源充足。

    除了以上的要求外，還應(yīng)考慮吸附質(zhì)的性質(zhì)、吸附質(zhì)分子的大小、吸附質(zhì)濃度，以及凈化要求、吸附劑來源等因素。

    目前我司在治理某一苯類有機(jī)廢氣項目時，采用的是活性炭纖維和蜂窩狀活性炭共裝，以減少系統(tǒng)阻力，增大吸附容量。

    2.2、催化劑的選擇

    元素周期表中過渡族元素及第Ⅷ族元素中的貴金屬具有催化氧化的性能，它們及其氧化物常被用作催化燃燒催化劑的活性成分，例如鈦、釩、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅的氧化物及鉑、鈀、釕等。目前國內(nèi)催化劑可分為貴金屬催化劑、復(fù)合氧化物催化劑、稀土元素氧化物等三類。貴金屬催化劑起燃溫度低，資源稀少，價格昂貴，易中毒；復(fù)合氧化物催化劑降低了成本，清除效果也很好；稀土元素氧化物具有助催化作用，能提高催化活性及熱穩(wěn)定性。

    蜂窩載體是比較理想的載體型式，它具有很高的比表面。壓力降較片粒柱狀低，機(jī)械強(qiáng)度大，耐磨，耐熱沖擊。

    催化燃燒催化劑會發(fā)生中毒現(xiàn)象。為防止催化劑中毒，可在廢氣進(jìn)入反應(yīng)器前設(shè)廢氣預(yù)處理裝置，清除廢氣中粉塵和毒物，并定期進(jìn)行再生和清洗等。

    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。

    凈化工藝流程圖如下：

    苯類有機(jī)廢氣吸附－脫附－催化燃燒凈化裝置流程圖

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