活性炭吸附与催化焚烧工艺的存在的问题及留意要点

September 11, 2018 830

1有机废气处理工艺比选要素

常见的有机废气处理工艺有:活性炭/棉吸附、生物洗刷吸收、等离子、光催化氧化、冷凝收回、催化焚烧、热力焚烧等。但挑选哪种适宜有用的处理工艺,就需求依据实践状况进行工艺比选。

正常状况下,首要需求考虑废气中的污染因子、发作浓度、废气排放量,其次就是要考虑需求的去除功率,在了解上述两方面的基础上,再考虑选用何种工艺。但详细选用哪种工艺适宜,还需求进一步对废气的温度、湿度、污染因子特性(熔点、沸点、易燃易爆性、水溶性、是否含有卤素、粘性)以及非有机性污染因子(如:颗粒物)等,做进一步的剖析。一起也要统筹处理工艺的安全性、经济性以及稳定性等。

2活性炭吸附工艺

2.1工艺原理及适用规模

活性炭是通过活化处理后的碳,其具有比外表积大,孔隙多的特色,使其具有较强吸附才能。颗粒碳比外表积一般可达700—1200m2/g,其孔径巨细规模在1.5nm一5um之间。其吸附办法首要通过2种途径:一是活性炭与气体分子间的范德华力,当气体分子通过活性炭外表,范德华力起主导作用时,气体分子先被吸附至活性炭外外表,小于活性炭孔径的分子经内部分散转移至内外表,然后到达吸附的作用,此为物理吸附;二是吸附质与吸附剂外表原子间的化学键组成,此为化学吸附。活性炭吸附一般适用于大风量、低浓度、低湿度、低含尘的有机废气。

2.2影响吸附作用的要素

活性炭的吸附才能首要是受其自身的比外表积、孔隙巨细、分子间力、化学键组成等要素影响;而在实践运用中,对活性炭设备的规划,要害是活性炭的过滤面积、过滤风速、活性炭的层厚。


活性炭过滤风速在《吸附法工业有机废气管理工程技能规范》(HJ2026—2013)中,可以查到固定床吸附,选用颗粒状吸附剂气体流速宜低于0.6m/s,选用纤维状吸附剂气体流速宜低于0.15m/s,选用蜂窝状吸附剂气体流速宜低于1.2m/s;过滤面积即可依据处理风量和过滤风速核算得出。

碳层厚度的规划,就需求结合废气的发作浓度、去除功率、活性炭的替换时长等要素进行。一般会选用2种办法核算碳层厚度:一是,依据活性炭需求的替换周期,来断定活性炭的总的装填量,之后再依据过滤面积核算碳层厚度;二是,在考虑吸附箱尺度巨细、碳层风阻、过滤风速的状况下,按照经历直接选定一个厚度值。

以上规划依据活性炭的吸附速率为一个稳定值或许无限大到可忽略不计的状况下规划的。而实践中吸附速率现在还不能有用核算出,不同的碳、不同的过滤风速、不同的风压等等,都会影响碳层的速率吸附速率。

实践中影响碳层吸附速率的要素有:吸附质浓度、风压、温度、活性炭比外表积等等,各条件参数之间的联系可以表明为以下公式:

停留时间断定后,活性炭的厚度即可依据规划的过滤风速核算得出。

相同的条件下,一般活性炭层的厚度越厚,其去除功率也会越高,但实践运用中,为进步设备的经济性,通常要考虑碳层厚度不能无限制的加厚,因而关于活性炭层厚度的挑选,需求依据去除功率要求和碳自身的吸附速率,进行有用规划核算。通过图1可以看出,(1)碳层厚度挑选小,吸附速率慢,碳层就会简单被穿透,导致去除功率下降;(2)碳层厚度挑选大,吸附速率快,碳层就不简单被穿透,碳可以长期运用。

3催化焚烧工艺

3.1工艺原理及适用规模

催化焚烧是运用贵金属催化剂下降废气中有机物的活化能,使有机物在较低的温度(一般在250~300oC左右,不同成分的有机物,其催化焚烧温度不一样)下发作无火焰焚烧。其原理是废气通过催化剂时,先被吸附至催化剂外表,然后在必定的温度下发作催化焚烧,到达净化的意图。现在有机废气处理中常用的催化一般为蜂窝状钯金属催化剂和铂金属催化剂,催化焚烧办法有电加热和燃气加热,焚烧类型有直接催化焚烧(CO)和蓄热式催化焚烧(RCO)。催化焚烧一般适用于小风量、高浓度、高温的气态有机物,且废气中不能含有硫、铅、汞、砷及卤素等可使催化剂中毒的因子。

3.2规划留意点

(1)能耗:催化焚烧需求在必定温度条件下进行,关于低温气体就有必要进行加热,风量越大其耗能越大,运转本钱也就进步;因而挑选此工艺时,在保证搜集功率的前提下,尽可能下降排风量,这样既可提高排气浓度提高废气单位热值,又可下降风量下降能耗;一起也要考虑热将尾气中热量进行收回。

(2)设备开机预热:规划时设备预热应为动态,而非静态预热;初始预热阶段运用的气体一般为空气,而非废气,待体系到达规划温度后方可切换为废气。

(3)安全:有机废气一般归于易燃易爆性气体,尽管浓度高可以收回运用有机物焚烧发作的部分热量,下降能耗,但在处理中有必要将其浓度操控在爆破限规模内。一般需求设置泄爆片、可燃气体探测仪、应急排空阀、稀释阀、防火阀等。

(4)热收回办法:在能耗可承受规模的状况下,小风量一般选用简易的列管直接热交换收回热;关于能耗超出承受规模的,大风量一般需求选用蓄热式催化焚烧,可进步热收回功率。

4活性炭吸脱附与催化焚烧组合工艺

4.1工艺原理

实践运用中,活性炭吸附与催化焚烧,两者除了可以独自运用外,也可以组合运用。组合运用首要运用两者之间具有互补性的特色:活性炭吸附适用于大风量、低浓度废气,催化焚烧适用于小风量、高浓度废气,且活性炭在高温下被吸附的有机物可以脱附出来J。从另一个视点看,此组合工艺可视为活性炭的现场再生运用工艺,既减少了活性炭吸附饱满后的替换处置本钱,一起定时的浓缩脱附也防止了因活性炭吸附饱满未及时替换形成的超支排放危险。

4.2规划要害

跟着催化焚烧废气处理中运用逐渐增多,相关技能也已趋于老练。在规划方面,首要是以下几个要害点:一是加热热交换与尾气热收回热交换的规划,二是对催化剂填料层的规划和催化剂选型,三是对设备运转操控和安全操控规划。

4.3规划留意点

现在气体加热、热交换、催化剂填料层的规划,都可以查阅相关材料进行规划核算,但将这些设备组合为一个体系进行规划,因各设备厂商之间存在市场竞争联系和技能保密,要害的规划核算还无法查阅。现就体系在实践工程运用中,发现的一些问题归纳如下。

(1)活性炭升温文催化焚烧室升温操控。在运用脱附+催化焚烧时,应将催化焚烧室温度升至工作温度后,然后再对活性炭进行逐步升温脱附;而有些厂家规划在催化焚烧室的温度没有到达规划温度时,就开端对活性炭进行升温脱附,此种状况形成脱附出的废气无法有用的通过催化焚烧室焚烧。

(2)催化焚烧室预热。催化室预热时,未对活动的气流进行动态加热,而是对催化室内的空气进行静态加热,导致一旦废气进入催化焚烧室,其催化室温度急速下降,形成达不到催化焚烧的温度。

(3)运用催化焚烧的热部分尾气作为活性炭脱附气体。催化焚烧的尾气温度较高,一般300℃左右,为下降能耗,部分厂家规划是运用处理后的尾气作为脱附热气。活性炭碳的脱附温度只需求80—90℃,运用尾气前有必要先对尾气进行降温处理,若不能将温度降至规划规模,就会存在活性炭着火的危险;而且脱附发作的有机废气是浓缩废气,其浓度较高,与高温气体接触也会存在爆破的危险。如果选用燃气加热,燃气焚烧发作的废气和燃气自身所含部分因子,也会对活性炭、催化剂形成不利影响;再有燃气运用若操控欠好,天然气未焚烧直接进入催化设备,一旦点火也会发作爆破,其危险比较电加热更大。

5结束语

综上所述,对活性炭吸脱附与催化焚烧组合工艺,规划时应采取相应对策防止上述问题的发作,从安全视点考虑,加热体系选用电加热,对脱附气体选用新风,其安全系数更高;从经济视点考虑,一般选用燃气加热,脱附气体选用尾气;但终究选用何种办法还需现场详细状况来断定。若独自运用催化焚烧工艺,其不需求脱附加热,相应危险也比组合T艺会下降许多,至于选用哪种办法加热,也需求结合企业实践状况来断定。独自运用活性炭工艺,其运转存在首要危险是活性炭的替换周期,现在还没有简单有用的办法去断定,只能在规划时按照经历和核算参数给定一个主张值。

文章来源:萍乡维多利亚线路测试网址RTO设备网

文章标题:活性炭吸附与催化焚烧工艺的存在的问题及留意要点

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