噴漆廢氣處理催化燃燒工藝的研討與運(yùn)用

 

工廠企業(yè)有噴漆和烤漆工藝，在部分產(chǎn)品的噴漆與烤漆生產(chǎn)進(jìn)程中，會(huì)呈現(xiàn)許多的工藝尾氣排放，這些尾氣對(duì)自然環(huán)境的危害較***，給操作工人的健康帶來(lái)較***的要挾。詳細(xì)來(lái)說(shuō)，噴漆、烤漆等工藝需求運(yùn)用許多苯、甲苯、乙苯、乙酸乙酯等蒸騰性化合物，作為涂料溶劑以及稀釋劑等。這些有機(jī)溶劑在噴涂時(shí)不會(huì)吸附在工件外表，會(huì)悉數(shù)蒸騰到空氣中變?yōu)橛袡C(jī)廢氣。這些廢氣具有沸點(diǎn)低、常溫下簡(jiǎn)略蒸騰等***征，對(duì)周邊環(huán)境以及操作人員的身體健康發(fā)生較***的影響。

我***一些***城市的空氣中蒸騰性有機(jī)物含量是美***城市的數(shù)倍，工業(yè)生產(chǎn)排放的有機(jī)廢氣已經(jīng)成為我***城市***氣污染的***要因素。這些氣體蒸騰時(shí)會(huì)發(fā)生刺激性氣味，對(duì)操作人員的身體危害很***，短期觸摸后會(huì)引發(fā)厭惡、頭暈等，許多吸收后會(huì)危害人體的內(nèi)臟、神經(jīng)體系等。因而，在工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中，除了選用必要的防護(hù)辦法外，還要盡量防止有機(jī)廢氣的排放，全面收集與凈化有機(jī)廢氣。

一、根本原理

本方案將蜂窩狀活性炭作為吸附劑，經(jīng)過(guò)吸附凈化、脫附再生并濃縮蒸騰性有機(jī)物(VOCs)以及催化燃燒的原理，行將***風(fēng)量、低濃度的有機(jī)廢氣經(jīng)過(guò)蜂窩狀活性炭吸附完成空氣凈化的方針。在活性炭吸附飽滿后，再經(jīng)過(guò)熱空氣脫附使得活性炭再生，脫附得到的濃縮有機(jī)物被送到催化燃燒床進(jìn)行催化燃燒，內(nèi)部的有機(jī)物質(zhì)被氧化成為無(wú)害的CO2以及H2O。燃燒后的熱廢氣經(jīng)過(guò)熱交換器加熱冷空氣，熱交換后降溫氣體部分排放，部分用于蜂窩狀活性炭的脫附再生，完成節(jié)能的方針。整套設(shè)備含有預(yù)濾器、吸附床、催化燃燒床和風(fēng)機(jī)等設(shè)備。

比較其他有機(jī)廢氣處理辦法，該辦法是一種歸納處理形式，汲取了其他形式的***勢(shì)，技能較為老練牢靠，關(guān)于處理***風(fēng)量、低濃度的有機(jī)廢氣具有較******勢(shì)，在催化燃燒的效果下，凈化效果能夠到達(dá)***。

二、處理工藝設(shè)計(jì)

2.1預(yù)處理

關(guān)于有機(jī)廢氣，人們應(yīng)***要展開(kāi)水噴淋，去除廢氣內(nèi)部的雜塵、可溶性有機(jī)物。噴淋后，氣體內(nèi)部具有許多水分和少數(shù)粉塵，為防止水分與粉塵影響活性炭吸附床的有用運(yùn)轉(zhuǎn)，人們需求在處理時(shí)運(yùn)用高效率的過(guò)濾器進(jìn)行過(guò)濾。

2.2吸附操作

經(jīng)過(guò)預(yù)處理的有機(jī)廢氣，在風(fēng)機(jī)的效果下引進(jìn)吸附床，將其均勻地散布在活性炭外表。根據(jù)分子間的范德華力，活性炭會(huì)將有機(jī)廢氣吸附在外表，這一進(jìn)程耗時(shí)較少，但時(shí)刻越長(zhǎng)，吸附越完全。二者之間沒(méi)有現(xiàn)較***的化學(xué)反應(yīng)，而有機(jī)廢氣卻到達(dá)較高的凈化效果。經(jīng)過(guò)凈化后的潔凈廢氣能夠到達(dá)相關(guān)***氣污染物的排放標(biāo)準(zhǔn)，在風(fēng)機(jī)的效果下，其能夠到達(dá)15m高排氣筒的排放標(biāo)準(zhǔn)。每套廢氣凈化處理體系含有個(gè)等級(jí)的吸附床，兩套用來(lái)吸附，一套用來(lái)脫附，三套設(shè)備能夠完成輪番操作。

2.3脫附與催化燃燒

詳細(xì)的反應(yīng)方程式為：

在活性炭吸附到飽滿程度后，切換到脫附床，脫附需求外加的熱量，加熱設(shè)備裝置在催化氧化床內(nèi)部，敞開(kāi)后一起預(yù)熱催化劑。催化氧化床到達(dá)設(shè)定的溫度后，將熱空氣引進(jìn)脫附床內(nèi)部，有機(jī)廢氣在加熱的效果下從活性炭外表悉數(shù)解析出來(lái)。

高濃度的有機(jī)廢氣在外力的效果下進(jìn)入氧化床中，經(jīng)過(guò)金屬鉑的催化效果，被燃燒分解為H2O與CO2，廢氣經(jīng)過(guò)這一操作得到凈化。這一燃燒進(jìn)程的***征為低溫、快速以及無(wú)焰，并發(fā)生較***的熱量，人們能夠?qū)⒒钚蕴吭俅位赜玫接袡C(jī)廢氣的脫附與燃燒氧化中，然后下降能源消耗。詳細(xì)的反應(yīng)進(jìn)程如圖1所示。

在有機(jī)廢氣濃度較***時(shí)，燃燒發(fā)生的熱量過(guò)多會(huì)導(dǎo)致催化氧化床的溫度較***，然后影響整個(gè)廢氣辦理體系的安全性、為此，本文設(shè)計(jì)的體系含有冷空氣彌補(bǔ)設(shè)備，它能夠引進(jìn)新鮮空氣來(lái)下降反應(yīng)溫度，然后確保體系操作的安全性。

2.4污水處理

水噴淋預(yù)處理之后，含有雜質(zhì)與有機(jī)物的廢水被引進(jìn)噴漆車間的污水處理池內(nèi)展開(kāi)沉積，去除***顆粒的雜物。含有有機(jī)物的廢水呈現(xiàn)出弱酸性，為下降污水回用對(duì)設(shè)備的腐蝕，人們需求添加少數(shù)片堿，展開(kāi)中和反應(yīng)，調(diào)理其酸堿度。在經(jīng)過(guò)較為完全的凈化后，廢水能夠循環(huán)運(yùn)用，能夠再次用于水噴淋預(yù)處理模塊，污水處理單元根本沒(méi)有污水外排現(xiàn)象。污水離心剖析的產(chǎn)品以及沉積發(fā)生的漆渣沉積物作為風(fēng)險(xiǎn)廢物，根據(jù)***家的相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)廢棄物的辦理要求，應(yīng)托付具有資質(zhì)的風(fēng)險(xiǎn)廢物處置單位展開(kāi)安全處理操作。

本方案具有許多***勢(shì)。***要，選用新式高效的活性炭，吸附床結(jié)構(gòu)安穩(wěn)、合理，吸附效果***幅度提高其次，經(jīng)過(guò)金屬鉑展開(kāi)催化燃燒，將有機(jī)廢氣分解為無(wú)毒無(wú)害的H2O與CO2，完成高效的完全凈化;再次，燃燒進(jìn)程溫度較低、安全，燃燒進(jìn)程發(fā)生的熱量能夠循環(huán)運(yùn)用，熱量丟失較少，能耗***幅度下降;***終，體系設(shè)備的設(shè)計(jì)裝置選用多種辦法來(lái)根***安全隱患，操作簡(jiǎn)略，便于后期的運(yùn)用和辦理。

三、各個(gè)組成模塊的操作辦法

3.1漆霧過(guò)濾器

噴漆廢氣***要呈現(xiàn)在工件涂改的噴漆工作臺(tái)，高壓空氣噴發(fā)的油漆許多停留在工件上，其他都隨廢氣排，變成漆霧。這些漆霧粉塵含量較低，顆粒較小，******部分直徑小于10mm。假如不處理睬很快阻塞活性炭的微孔，使其失掉原有的功用。因而，噴漆廢氣必須先進(jìn)行粗過(guò)濾處理。

3.2吸附劑的挑選與參數(shù)設(shè)定

活性炭具有比外表***、吸附能力強(qiáng)以及本錢(qián)較低一級(jí)***勢(shì)，它是現(xiàn)在VOCs污染常見(jiàn)的吸附劑。粉末狀況的活性炭替換不便利，活性炭纖維含有規(guī)矩的微孑L結(jié)構(gòu)，具有較***的吸附容量，一起簡(jiǎn)略掉落，本錢(qián)較高。蜂窩狀的活性炭風(fēng)速高，阻力小，能夠運(yùn)用到***風(fēng)量的低濃度廢氣吸附中。本文挑選蜂窩狀活性炭，吸附床的結(jié)構(gòu)選用的為抽屜式的拼裝形式，便于運(yùn)用時(shí)的填裝與拆開(kāi)。

3.3催化燃燒設(shè)計(jì)

3.3.1換熱器

換熱器的結(jié)構(gòu)較為雜亂，為了下降生產(chǎn)本錢(qián)，便利后續(xù)裝置，本文選用結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)略的固定式管板式換熱器，冷氣體走殼體，熱氣體走管程。

3.3.2電加熱室

在本方案中，加熱室只是供給開(kāi)機(jī)時(shí)預(yù)熱氣體需求的熱量，苯催化燃燒后有許多的預(yù)熱能夠運(yùn)用，因而需求的熱功率較低，經(jīng)過(guò)電加熱即可，不需求天然氣或液化石油氣的額定加熱。

3.3.3保溫模塊的處理

催化燃燒一體化設(shè)備內(nèi)部的溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于常溫，需求添加保溫處理防止對(duì)工作人員構(gòu)成損傷。保溫運(yùn)用的保溫棉選用的資料為硅酸鋁纖維氈，根據(jù)燃燒室或許呈現(xiàn)的***溫度400oC來(lái)設(shè)計(jì)，保溫棉的厚度取值為64mm。

3.4阻火器的設(shè)計(jì)

阻火器是由許多細(xì)微通道或孑L隙組成的，當(dāng)火焰進(jìn)入這些細(xì)微通道后就構(gòu)成許多細(xì)微的火焰流。因?yàn)橥ǖ阑蚩紫兜膫鳠崦娣e很***，火焰經(jīng)過(guò)通道壁進(jìn)行熱交換后，溫度下降，到必定程度時(shí)火焰即平息。阻火器是用來(lái)阻撓燃燒的氣體或者是易燃性液體蒸騰火焰延伸的設(shè)備，在VOCs催化燃燒的反應(yīng)器中，假如有火星的話會(huì)引發(fā)氣體火焰呈現(xiàn)然后促進(jìn)整個(gè)管網(wǎng)燃燒，所以阻火器的效果較***。阻火器的殼體尺度巨細(xì)與流體阻力有直接關(guān)系，一般殼體直徑為合作運(yùn)用的管道直徑的4倍左右，即D=4d。本文根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，運(yùn)用明火開(kāi)口端和沉默端進(jìn)行燃燒，本方案選用無(wú)火燃燒方法，假如根據(jù)D=4d的話，阻火器會(huì)過(guò)***，根據(jù)實(shí)踐的操作需求，本文設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)取值為D=2d，視點(diǎn)為60o。阻火器選用的為1mm不銹鋼，管道直徑為500mm×200mm，分散的視點(diǎn)為60o，殼體前半部分的高度取值為250×sin60o=433mm。

四、總結(jié)

本方案選用吸附一催化燃燒法處理噴漆廢氣，***要運(yùn)用干式過(guò)濾器去除漆霧，之后經(jīng)過(guò)體系控制，運(yùn)用蜂窩狀活性炭吸附床對(duì)其展開(kāi)接連吸附，一起對(duì)吸附飽滿的活性炭展開(kāi)脫附。經(jīng)過(guò)80%熱風(fēng)吹脫的效果，將***風(fēng)量、低濃度的有機(jī)廢氣濃縮為小風(fēng)量、高濃度的有機(jī)廢氣，一起運(yùn)用催化燃燒室將有機(jī)氣體轉(zhuǎn)化為CO2以及H2O，并保持安穩(wěn)的自燃燒。實(shí)踐證明，這種處理形式同傳統(tǒng)的工藝比較，具有凈化效率高、無(wú)二次污染以及運(yùn)轉(zhuǎn)本錢(qián)低一級(jí)***勢(shì)。