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吸附浓缩-催化燃烧工艺处理低浓度大风量有机废气

北极星VOCs在线  来源:《环境工程学报》  作者:李蕾 王学华等  2017/9/30 10:25:14  我要投稿  
所属频道: VOCs检测  关键词:有机废气 废气处理 催化燃烧

北极星VOCs在线讯:导读:对已运行的有机废气治理工程运行情况的进行分析研究,并对采用吸附浓缩-催化燃烧工艺处理低浓度大风量的有机废气工程中的各项数据进行监测,得出其最佳条件为:吸附时间18h,空床气速0.8m/s,吸附容量1.9%;解吸温度100~120℃,解吸时间4h。该工程实例的监测结果表明,催化燃烧的TVOC去除效率保持在99%以上,同时,该工艺对废气中甲苯、二甲苯和TVOC的总去除率分别能达到98.3%、99.6%和97.7%。

随着近年来我国化工行业的快速发展,有机化工产品的应用日渐广泛,低浓度、大风量有机废气的排放现象也越来越多,其含有的易挥发有机化合物(volatileorganiccompunds,VOCs),尤其是含苯系物,不仅对人体健康造成严重危害,而且影响自然环境,因此对VOCs的有效处理显得尤为重要。在低浓度、大风量含VOCs的有机废气处理工程中,吸附浓缩一催化燃烧工艺作为目前最实用的实用治理技术被广泛应用,该工艺中吸附解吸、催化燃烧的设计决定了设备能否稳定、低成本的运行。通过对吴江某喷涂有机废气工程实例中的运行参数及监测数据的分析对比,研究了吸附浓缩一催化燃烧工艺在工程实例中的运行条件和处理效果。

1工艺流程

工程采用活性炭吸附解吸与低温催化燃烧相结合的主体工艺来处理直接喷涂有机废气,工艺流程如图1,设计处理风量为65000m/h,分2套设备进行处理。为保证系统的连续运行,吸附系统采用多单元分流组合式吸附床,每套系统包括A、B、C和D4个吸附箱,规格3000mm×3000mm×3000mm,均装有紧急降温喷淋水装置,布风装置,均风板装在吸附箱废气进口一面,吸附箱上大气动阀门连接在一根主管道上,从而实现3吸1脱。所有进出气口阀门全部采用密封阀门,由气缸带动前后运动。所有电磁阀安装在一个控制盒内,在每个控制电磁阀上均标有相对应的识别号码。

压缩空气口安装了复合式空气过滤减压阀,可以根据气缸的压力要求调整压力,同时将空气的水份进行过滤,以保证进入气缸的压缩空气尽可能地减少水分,延长缸的使用寿命。电磁阀采用进口SMC产品,保证开启次数在100万次以上,电磁阀的形式为二位五通,排气口安装了截留阀,保证气缸运行时速度和缓冲。一只电磁阀控制2只气缸即吸附箱进口或出口阀门同时开关,主气路进出气阀门开,脱附气路进出气阀门关闭。吸附箱顶部设有一检修门,用来更换活性碳;门采用铰链加手动锁紧装置对门进行密封。

运行时,只有一个单元处于解吸或冷却状态,其余处于吸附状态,通过吸附系统的达标气体,经15m高排气管排人大气。在解吸过程前预热催化燃烧系统,为解吸提供热源,解吸出来的高浓度废气在催化燃烧系统反应,生成HO和CO的无害化气体。净化后的高温气体部分用来提供解吸温度,实现热量循环利用,工程采用PCL电脑程序来控制整个系统的连续运行,并配有相应的报警系统和保护程序。

2吸附系统运行参数的确定

在吸附过程中,活性炭类型、吸附时间及空床气速均对吸附效果产生重要影响,因此在工程调试阶段,甲苯和TVOC平均浓度分别为96.6mg/m和113.0mg/m,活性炭体积为5.4m。的条件下,以甲苯为研究对象,对不同条件下的吸附效果进行了研究,确定其最佳吸附条件。

2.1分析方法

2.1.1气相浓度测定方法

TVOC浓度采用TVOC在线浓度检测仪(华瑞)测定,甲苯、二甲苯采用GC一1100气相色谱分析仪测定固定床吸附器进出口浓度,进而分析蜂窝状活性炭的吸一脱附性能。

2.1.2定量计算方法

研究选取废气中含量最多的甲苯作为研究对象,并且选取浓度较高的一套设备进行调试实验,来确定活性炭吸附量和吸附率。通过测定不同吸附时问下甲苯的出口浓度,得到吸附过程穿透曲线,求出穿透曲线与横坐标时间(s)围成的积分面积S,然后再按式(1)计算出不同吸附时间下,蜂窝状活性炭对甲苯的平衡吸附量,其中吸附过程穿透曲线和积分面积S均由Origin7.5软件获得.

Q=(C0×t—S)×u×A×60(1)

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