3、吸附催化燃烧工艺
从喷涂车间来的含有漆雾、有机溶剂的废气,首先进入净化系统的预过滤器,进一步除去漆雾。除去漆雾后的有机废气,进入1#活性炭吸附床,利用活性炭将有机废气吸附下来。吸附可使有机废气净化效率高达95%以上,经吸附净化的废气可直接排放。
当设置于活性炭吸附床出口管内的有机废气浓度监测装置显示,有机废气浓度即将超标时,2#活性炭吸附床自动开启,对废气进行吸附;而1#活性炭吸附床废气进出伐门关闭,而脱附进出口伐门自动开启,转入有机废气脱附过程。此时,脱附风机、催化燃烧床内的电加热器同步开启。脱附气在活性炭吸附床、脱附风机、热交换器、催化燃烧床等设备间管道内闭路循环。通过控制脱附过程流量,将有机废气浓度浓缩10-20倍。脱附气体经催化床内设的电加热装置加热至300℃左右时,在催化剂作用下起燃。催化燃烧过程净化效率可达97%以上。燃烧后生成CO2和H2O并释放出大量热量,热量可通过热交换器回收,用来预热进催化燃烧床的脱附气。一般达到脱附~催化燃烧自平衡过程须启动电加热器1~2小时左右,达到热平衡后可关闭电加热装置。此后,催化燃烧系统就靠废气中有机溶剂燃烧时产生的热能,在无须外加能源基础上使催化燃烧达到自平衡。当脱附气中的有机气体燃烧完毕后,其催化燃烧床温度会逐渐下降至200℃左右,即可视为催化燃烧过程结束,系统仃止运行。
整套吸附和催化燃烧过程由PLC实现自动控制,系统内装有阻火伐、浓度监测仪、烟火喷灭装置等。为了防止活性炭吸附床温度过高发生自燃,补充催化燃烧所需要的空气,系统内装有补冷风机。
考虑到净化系统需要维修,在漆雾预过滤口器前加装有旁路排空管路。
4、净化工艺特点
与普通的吸附催化燃烧净化有机废气工艺相比,本工艺中有几个新特点,可确保系统运行安全和废气达标排放。
4.1、保证车间生产能正常进行。
在漆雾过滤器前,加装一安有电动风阀的放空旁路。在净化设备正常运行时,该风阀关闭;当净化设备需维修时,该风阀自动开启,不会因净化系统故障而影响车间的正常生产;
4.2、系统运行费用节省。
吸附材料采用蜂窝状活性炭和活性炭纤维两种材料,并将活性炭纤维置于蜂窝状活性炭前。利用活性炭纤维吸附容量大、阻力小和吸附速度、脱附速度快的特点,以减小系统运行阻力,缩短脱附时间,节省运行费用,拦截透过漆雾过滤器的微小颗粒,防止污染蜂窝活性炭吸附材料,降低吸附材料的更换费用;
4.3、系统吸附功能得到最大程度的发挥。
在吸附床出口管内设置有机废气浓度监测装置,当废气出口浓度因吸附床达到饱和即将超标排放时,指示吸附床自动进行切换,确保废气达标排放,以充分发挥吸附材料的吸附功能,避免脱附时间的盲目性;
4.4、系统运行更有安全保障。
一是在吸附床前、后,脱附风机后,催化燃烧床前、后等处加装有阻火阀,防止燃烧火焰回串;二是在吸附床内、催化燃烧床内设有烟火探头和喷淋系统,确保系统安全运行;三是在脱附床、催化燃烧床等处设置高温热电偶,及时反应出各床温度。
5、运行期经济性能
运行期内的经济性能是工艺选型的重要一环。除了尽可能增长吸附时间,缩短催化燃烧时间,减少电加热器的启用次数;选择相匹配的动力;增强系统的预处理能力,在确保达标排放的前提下延长活性炭、催化剂的使用寿命外,充分利用催化燃烧过程中产生的大量热量尤其重要。为此,我司在系统中增添了浮头式换热器,热回收率在70%以下,将其热量用于回收加热进入催化燃烧床的脱附气体,以减少辅助燃料的消耗。
6、系统的安全生产
任何可燃物与氧或空气的混合物都有两种临界组成,即爆炸下限和爆炸上限。从理论上讲,在这两个极限之间的混合气体是可燃的或爆炸性的,因为当一定浓度范围内的氧和可燃组分混合物被点着后,在有控制的条件下就形成火焰,维持燃烧,而在一个有限的空间内无控制地迅速发展则会形成爆炸。因此,严格控制可燃物浓度和氧气含量极为重要。由于各种碳氢化合物在空气中爆炸浓度下限时,其燃烧的热值及燃烧时的升温大致相同,因而常将可燃物浓度与热值、温升联系起来,把可燃物浓度用爆炸浓度下限的百分数来表示,为1%LEL(LowerExpsiveLimit)。大多数碳氢化合物每1%LEL所含热值,大约可以使混合气体温升15.3℃。为安全计,通常将可燃物浓度冲淡在爆炸浓度下限以下燃烧,即将废气中可燃物浓度控制在25%LEL以下,以防止由于混合物比例及爆炸范围的偶然变化,可能引起的爆炸或回火。为此,我司在系统中的脱附风机、补冷风机进口,均装有新鲜空气进口管道。