催化燃燒設(shè)備的工藝特性及流程

工藝特性
1. 操作簡單，運(yùn)行穩(wěn)定；
2. 最大化設(shè)備安全；
3. 布局合理，投資低，運(yùn)行成本低；
4. 最可靠的處理工藝和最低的維護(hù)成本；
5. 追求最高的凈化效率。

工藝選擇說明
有機(jī)廢氣處理是指采用各種技術(shù)措施減少有機(jī)溶劑的使用量或凈化廢氣，以消除有機(jī)廢氣污染。有機(jī)廢氣污染源分布廣泛。為防止污染，除了減少有機(jī)溶劑的使用量以減少有機(jī)廢氣的產(chǎn)生和排放外，廢氣凈化是目前可行的處理方法；常用方法包括吸附、吸收、燃燒、冷凝和生物法。選擇凈化方法時，應(yīng)根據(jù)具體情況優(yōu)先選擇成本低、能耗低且無二次污染的方法，努力化害為利，充分回收組分和余熱；
根據(jù)業(yè)主要求及我公司長期有機(jī)廢氣處理經(jīng)驗(yàn)，采用“干式過濾+吸附解吸+催化燃燒裝置”工藝。工作模式為兩個吸附床，一個吸附，一個解吸。每個吸附床的實(shí)際工作風(fēng)量為10000立方米/小時，活性炭為蜂窩狀。吸附和解吸循環(huán)切換，連續(xù)運(yùn)行（工作時間根據(jù)具體生產(chǎn)情況調(diào)整）。
因廢氣源含少量顆粒物，廢氣進(jìn)入吸附罐前增加干式過濾。第一次過濾后去除小顆粒物，避免顆粒物進(jìn)入活性炭罐?？紤]到固化爐周圍煙氣溫度過高，干式過濾前需加噴淋冷卻。
活性炭進(jìn)出口閥及解吸再生氣體進(jìn)出口采用氣動/電動閥自動控制，電動執(zhí)行器采用進(jìn)口產(chǎn)品。
解吸再生采用催化燃燒裝置。其進(jìn)出口裝有阻火器，并設(shè)旁通電動閥。當(dāng)濃度過高時，閥門自動開啟并報警，補(bǔ)充新風(fēng)以降低進(jìn)入吸附床的溫度。
在吸附床、解吸管道及催化凈化裝置設(shè)有測溫點(diǎn)，整個過程中可安全了解吸附和解吸的溫度變化，信號傳輸至PLC進(jìn)行安全控制。
整個系統(tǒng)采用PLC控制。PLC使用西門子品牌，10英寸臺灣威綸觸摸屏顯示系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。主要電氣元件采用進(jìn)口施耐德產(chǎn)品。系統(tǒng)確保直排系統(tǒng)、吸附系統(tǒng)、解吸系統(tǒng)及風(fēng)機(jī)過載短路保護(hù)的安全運(yùn)行。
風(fēng)機(jī)采用國產(chǎn)風(fēng)機(jī)廠產(chǎn)品，進(jìn)出口連接軟管，配備減振裝置。
吸附床由碳鋼板制成，設(shè)有活性炭檢修門。催化裝置中的催化劑采用蜂窩陶瓷催化劑，關(guān)鍵部件采用不銹鋼制造。

工藝流程圖

工藝流程說明
有機(jī)廢氣處理項(xiàng)目工藝流程主要包括四部分：廢氣收集---過濾---吸附氣流---解吸氣流---控制系統(tǒng)
1. 噴淋及過濾裝置：
廢氣處理工藝：廢氣進(jìn)入---干式過濾段（去除細(xì)微塵粒）---出口至活性炭吸附裝置；
設(shè)備組成：由進(jìn)口段、干式過濾器、檢修門及出口段組成。
2. 吸附氣流：
待處理的有機(jī)廢氣由管道引入活性炭吸附床。氣體進(jìn)入吸附床后，氣體中的有機(jī)物被活性炭吸附并附著于活性炭表面，從而凈化氣體。凈化后的氣體由風(fēng)機(jī)排放至大氣（最終排放氣體濃度符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，凈化效率約為60-90%）；
3. 控制系統(tǒng)：
控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)中的風(fēng)機(jī)、預(yù)熱器、溫度及電動閥。當(dāng)系統(tǒng)溫度達(dá)到預(yù)定催化溫度時，系統(tǒng)自動停止加熱預(yù)熱器。溫度不足時，系統(tǒng)重新啟動預(yù)熱器以維持催化溫度在適當(dāng)范圍內(nèi)；當(dāng)催化床溫度過高時，開啟冷風(fēng)閥補(bǔ)充新風(fēng)進(jìn)入催化床系統(tǒng)，有效控制催化床溫度，防止催化床溫度過高；
采用PLC程序控制，觸摸屏顯示，進(jìn)出口及閥門自動輪換切換?？稍O(shè)置和調(diào)整吸附時間及解吸時間參數(shù)。確保連續(xù)、可靠、穩(wěn)定的達(dá)標(biāo)排放。

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催化燃燒凈化設(shè)備介紹

干式過濾
過濾---初級過濾層-中效過濾層；
根據(jù)客戶生產(chǎn)工藝，為確保廢氣源（含塵及油漆霧氣體）進(jìn)入吸附凈化裝置系統(tǒng)，保證吸附處理系統(tǒng)的氣源清潔、干燥、無顆粒；廢氣首先進(jìn)入干式過濾段，經(jīng)初步凈化后含有有機(jī)溶劑的氣體進(jìn)入活性炭吸附裝置。
? 過濾殼體采用Q235 t=3mm鋼板制造，外部連續(xù)焊接，無氣泡、夾渣等，整體外觀美觀；
? 過濾材料采用折疊濾層，具有大風(fēng)量、低阻力及大塵容量的特點(diǎn)；
? 過濾段安裝差壓表（指針式），當(dāng)設(shè)備內(nèi)部差壓超過300Pa時，提示清洗或更換濾棉；

活性炭吸附裝置
? 吸附罐由碳鋼制成，外部噴漆，內(nèi)裝一定量活性炭。設(shè)有高溫檢測裝置。當(dāng)含有有機(jī)物的廢氣在風(fēng)機(jī)作用下通過整齊堆放的活性炭吸附層時，活性炭獨(dú)特的作用力將有機(jī)物留存其中，凈化氣體排出；一段時間后，當(dāng)活性炭達(dá)到飽和，停止吸附，此時有機(jī)物已集中在活性炭中；（飽和時間需根據(jù)原始測量濃度計(jì)算或經(jīng)驗(yàn)設(shè)定）；
? 吸附罐的外殼采用Q235 t=3mm鋼板制造，外部連續(xù)焊接，無氣泡、無夾渣等，整體外觀美觀；
? 內(nèi)循環(huán)管道：內(nèi)循環(huán)管道采用t=1.5mm鍍鋅鋼板，折邊卡扣連接，整體外觀美觀，密封性能良好，法蘭連接采用螺栓；
? 廢氣收集管道采用鍍鋅鋁板，折邊卡扣連接，整體外觀美觀，密封性能良好，法蘭連接采用螺栓；（如有需要）
? 主排風(fēng)機(jī)采用優(yōu)質(zhì)國產(chǎn)產(chǎn)品，具體要求如下：
　　? 風(fēng)機(jī)采用4-72離心風(fēng)機(jī)，兩臺，無耐溫要求，皮帶輪驅(qū)動；
　　? 機(jī)殼材料采用優(yōu)質(zhì)鋼材，葉輪材料為16Mn；
　　? 風(fēng)機(jī)的平衡等級在5.6以上；噪音不超過85dB（A）；對廠外無影響。
　　? 風(fēng)機(jī)的風(fēng)量和壓力參數(shù)滿足設(shè)計(jì)要求，性能穩(wěn)定；
? 煙囪：煙囪采用t=4mm碳鋼板制造；煙囪高度為+15米；
? 活性炭采用煤質(zhì)蜂窩狀活性炭，堆積密度為400-450kg/m3；

催化凈化裝置
催化凈化裝置配備有天然氣加熱室。當(dāng)加熱裝置啟動并進(jìn)入內(nèi)循環(huán)時，當(dāng)熱氣源達(dá)到有機(jī)物的沸點(diǎn)時，有機(jī)物從活性炭中逸出進(jìn)入催化室進(jìn)行催化分解成CO2和H2O，同時釋放能量。釋放的能量隨后用于吸附床的解吸，此時加熱裝置完全停止工作，有機(jī)廢氣在催化燃燒室內(nèi)維持自燃，廢氣得到再生，循環(huán)繼續(xù)，直到有機(jī)物完全從活性炭中分離并在催化室中分解，活性炭得到再生，有機(jī)物被催化分解；對于間歇解吸，每次需啟動加熱裝置，連續(xù)解吸則不需加熱電源。
催化燃燒：利用催化劑作為中介，有機(jī)氣體在較低溫度下轉(zhuǎn)化為無害的水和二氧化碳?xì)怏w，即：

從飽和活性炭中解吸出的有機(jī)氣體在解吸引風(fēng)機(jī)的作用下送入凈化裝置（從活性炭解吸出的有機(jī)溶劑為氣態(tài)）。首先通過除塵和阻火系統(tǒng)，然后進(jìn)入換熱器，再送入加熱室。通過加熱裝置，氣體達(dá)到燃燒反應(yīng)溫度，隨后在催化床的作用下，有機(jī)氣體分解為二氧化碳和水，然后進(jìn)入換熱器與低溫氣體進(jìn)行熱交換，使進(jìn)氣溫度升高達(dá)到反應(yīng)溫度。如果未達(dá)到反應(yīng)溫度，自動控制系統(tǒng)可補(bǔ)償加熱，確保完全燃燒，從而節(jié)能，廢氣有效去除率符合排放標(biāo)準(zhǔn)并符合國家排放標(biāo)準(zhǔn)；催化凈化效率超過97%。
該裝置由主機(jī)、引風(fēng)機(jī)和電控柜組成。凈化裝置主機(jī)由換熱器、催化床、電加熱元件、阻火器和除塵器及防爆裝置等組成。阻火器和除塵器位于進(jìn)氣管道上，防爆裝置位于主機(jī)頂部。工藝流程圖如下：

設(shè)備特點(diǎn)
? 貴金屬鈀和鉑鍍覆于蜂窩陶瓷載體上作為催化劑，凈化效率高，催化劑使用壽命長，氣流順暢，阻力小。
? 完善的安全設(shè)施：配備阻火器和除塵器、泄壓口、超溫報警、氮?dú)獗Ｗo(hù)等保護(hù)設(shè)施。
? 功耗：啟動工作時，滿功率預(yù)熱15-30分鐘，正常運(yùn)行時僅消耗風(fēng)機(jī)功率。廢氣濃度低時，采用自動間歇補(bǔ)償加熱。

設(shè)備優(yōu)勢
? 本設(shè)備設(shè)計(jì)先進(jìn)，材料獨(dú)特，性能穩(wěn)定，操作簡便，安全可靠，無二次污染。設(shè)備占地面積小，重量輕。吸附床采用抽屜式結(jié)構(gòu)，便于裝填和更換。
? 采用新型活性炭吸附材料——蜂窩活性炭。與顆粒（棒狀）活性炭相比，具有優(yōu)越的熱力學(xué)性能、低阻力和低消耗、高吸附率，適合大風(fēng)量使用。
? 催化燃燒室采用貴金屬催化劑蜂窩陶瓷結(jié)構(gòu)，阻力小，可用低壓風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行，不僅耗電少且噪音低。
? 催化燃燒裝置的風(fēng)量為廢氣源風(fēng)量的十分之一（指催化凈化裝置的解吸加熱風(fēng)量）。
? 吸附有機(jī)廢氣的活性炭床可利用催化燃燒廢氣產(chǎn)生的熱量進(jìn)行解吸和再生。解吸氣體隨后送入催化燃燒室凈化，無需外部能源，運(yùn)行成本低，節(jié)能效果好。

整機(jī)材料要求
? 設(shè)備外框架采用Q235 t=1.2mm鍍鋅鋁板制造，外部噴漆，整體外觀美觀；
? 設(shè)備面板采用Q235 t=1.2mm鍍鋅鋁板制造，外部噴漆，整體外觀美觀；
? 設(shè)備保溫采用100kg/m3巖棉保溫，保溫厚度100mm，保溫效果優(yōu)良；
? 催化燃燒室采用Q235 t=4mm碳鋼板制造，整體耐溫性能良好；
? 換熱器采用Q235 t=1.2mm碳鋼板制造，外部連續(xù)焊接，內(nèi)部密封性能良好，換熱效率高；
? 設(shè)備連接管道采用Q235 t=1.2mm厚鍍鋅鋁鋅板，外部連續(xù)焊接，整體美觀；
? 主排風(fēng)機(jī)采用優(yōu)質(zhì)國產(chǎn)產(chǎn)品，具體要求如下：
　　? 風(fēng)機(jī)采用4-72離心風(fēng)機(jī)，可在250℃以下連續(xù)使用，皮帶驅(qū)動；
　　? 機(jī)殼材料采用優(yōu)質(zhì)鋼材，葉輪材料為16Mn，軸承為NSK軸承；
　　? 風(fēng)扇的平衡等級高于5.6；噪音不超過85dB(A)；
　　? 風(fēng)扇的風(fēng)量、風(fēng)壓及其他參數(shù)符合設(shè)計(jì)要求，性能穩(wěn)定；
? 設(shè)備的催化劑外形尺寸為100×100×50毫米，具有高空間速度和良好的耐溫性，可在200-300℃下連續(xù)工作；
? 設(shè)備的電加熱管采用碳鋼亮管加熱，易于清潔且加熱效果良好；

整套設(shè)備的技術(shù)性能與特點(diǎn)
A. 本設(shè)備設(shè)計(jì)先進(jìn)，材料獨(dú)特，性能穩(wěn)定，操作簡便，安全可靠，無二次污染。設(shè)備占地面積小，重量輕。
B. 采用新型活性炭吸附材料——蜂窩活性炭。與顆粒狀（棒狀）活性炭相比，具有優(yōu)越的熱力學(xué)性能、低阻力和低消耗，高吸附率，適合大風(fēng)量使用。
C. 催化燃燒室采用貴金屬催化劑，陶瓷蜂窩結(jié)構(gòu)，阻力小，可配低壓風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行，功耗低，噪音小。
D. 吸附有機(jī)廢氣的活性炭床可利用催化燃燒處理廢氣產(chǎn)生的熱量進(jìn)行解吸和再生。解吸氣體隨后送入催化燃燒室凈化，無需額外能源，運(yùn)行成本低，節(jié)能顯著。

整套設(shè)備主要部件說明

活性炭吸附系統(tǒng)
? 活性炭吸附：整個裝置的核心部分，利用其自身吸附性能凈化有機(jī)廢氣；
? 吸附風(fēng)機(jī)：采用后引風(fēng)式，使裝置在負(fù)壓下運(yùn)行；
? 超溫報警系統(tǒng)：確保解吸過程中的系統(tǒng)安全運(yùn)行；
? 熱電偶：采用不銹鋼保護(hù)管測量解吸過程中的碳層溫度；
? 氣流調(diào)節(jié)閥：采用電動閥，配備優(yōu)質(zhì)品牌電動執(zhí)行器；
? 控制系統(tǒng)：整個系統(tǒng)采用PLC控制，安全可靠；

催化凈化裝置的解吸系統(tǒng)
? 阻火器：由特殊多層金屬網(wǎng)組成，能防止火焰通過并過濾氣體中的較大顆粒（雜質(zhì)），是該凈化裝置的安全裝置之一。
? 換熱器：板式換熱結(jié)構(gòu)。其功能是利用催化反應(yīng)釋放的熱量加熱進(jìn)入的廢氣，提高熱能利用率，降低加熱能耗。（板式換熱器為催化凈化裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)件，由濟(jì)南歐盟環(huán)保設(shè)備有限公司設(shè)計(jì)制造。）
? 預(yù)熱室：加熱由加熱器和換熱器預(yù)熱的廢氣，使其達(dá)到催化反應(yīng)條件。
? 熱敏電阻：采用不銹鋼保護(hù)管測量進(jìn)氣加熱溫度和凈化溫度。
? 催化床：由多層蜂窩狀催化劑組成，是該裝置的核心。
? 防爆裝置：采用隔膜泄壓方式。設(shè)備運(yùn)行異常時，能及時泄壓，防止事故發(fā)生。
? 氮?dú)獗Ｗo(hù)系統(tǒng)：采用惰性氣體高溫保護(hù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)噴淋保護(hù)，最大限度保護(hù)催化劑活性和使用壽命，有效防止設(shè)備內(nèi)部因噴淋引起的銹蝕和氧化；
? 解吸風(fēng)機(jī)：采用后引風(fēng)式，使裝置在負(fù)壓下運(yùn)行。

整套設(shè)備的安全措施
? 阻火器和除塵器：催化凈化裝置前安裝阻火器和除塵器。一方面清除入口的大顆粒，另一方面防止火焰通過，隔離生產(chǎn)線與處理設(shè)備。
? 泄壓口：采用隔膜泄壓方式。設(shè)備運(yùn)行異常時，能及時泄壓，防止事故發(fā)生。
? 整體氮?dú)獗Ｗo(hù)系統(tǒng)：采用惰性氣體（氮?dú)猓┐鎮(zhèn)鹘y(tǒng)噴淋系統(tǒng)，根本保證設(shè)備運(yùn)行安全和使用壽命。
? 溫度超溫報警：催化凈化裝置內(nèi)部設(shè)有溫度超溫報警。設(shè)備調(diào)試時設(shè)定安全溫度，當(dāng)設(shè)備運(yùn)行溫度超過設(shè)定溫度時，補(bǔ)充新風(fēng)閥自動開啟，電加熱關(guān)閉，稀釋入口溫度，確保設(shè)備安全運(yùn)行；
? 控制系統(tǒng)：整套設(shè)備采用PLC控制，自動化程度高，安全可靠；

自動控制
1. 采用PLC程序?qū)υ偕?催化氧化過程進(jìn)行全自動控制。
2. 設(shè)備在中央控制室控制，無需現(xiàn)場人工操作。
3. 自動控制系統(tǒng)有兩種控制模式：遠(yuǎn)程手動操作和控制室自動控制操作。自動控制操作具備自動啟動、運(yùn)行、停止和報警功能；手動控制用于設(shè)備調(diào)試和維護(hù)。
4. 具備運(yùn)行數(shù)據(jù)記錄等功能。
5. 控制內(nèi)容
(1) 根據(jù)時間控制，手動或自動切換吸附床；
(2) 自動啟動解吸程序，飽和吸附床進(jìn)入解吸再生-催化氧化過程；
(3) 根據(jù)解吸和催化氧化溫度判斷解吸完成，自動切換或停機(jī)；
(4) 自動監(jiān)控解吸-催化氧化過程，異常時報警并啟動保護(hù)措施。
(5) 自動風(fēng)量控制。當(dāng)車間排風(fēng)量減少或增加時，系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)主風(fēng)機(jī)頻率，使排風(fēng)量與車間排風(fēng)匹配。
(6) 控制系統(tǒng)可根據(jù)業(yè)主需求接入車間DCS控制系統(tǒng)。

安全措施
由于凈化系統(tǒng)處理易燃易爆氣體，本設(shè)計(jì)采用以下安全措施以確保系統(tǒng)的安全運(yùn)行：
（1）嚴(yán)格控制系統(tǒng)中廢氣“VOC”的濃度低于爆炸下限的1/5（約10g/m3）。由在線濃度檢測器完成。
（2）所有系統(tǒng)設(shè)備和管道均良好接地，以消除靜電。
（3）設(shè)備配備溫度報警和自動控制系統(tǒng)，嚴(yán)格控制各設(shè)備的運(yùn)行溫度。
（4）設(shè)置吸附床安全裝置。當(dāng)吸附罐處于高溫高壓時，進(jìn)行防爆泄壓，系統(tǒng)自動報警。
（5）系統(tǒng)采用PLC自動控制，自動控制運(yùn)行過程，并記錄運(yùn)行數(shù)據(jù)。
（6）系統(tǒng)設(shè)置多重安全保護(hù)措施，結(jié)合自動保護(hù)和報警。