有機廢氣處理廠家有機廢氣處理的四要素

 

1.廢氣處理工藝的比較和選擇要素

常見的有機廢氣處理工藝包括活性炭/棉吸附、生物洗滌吸收、等離子體、光催化氧化、冷凝回收、催化燃燒、熱燃燒等。但需要根據實際情況選擇合適有效的處理工藝。

正常情況下，***先要考慮污染因素、廢氣的濃度和排放量；其次，應考慮所需的去除效率；在理解了以上兩個方面的基礎上，這個過程要重新考慮。但需要進一步分析廢氣的溫度、濕度、污染因子(熔點、沸點、可燃性、水溶性、鹵素含量和粘度)和非有機污染因子(如顆粒物)的***性。同時，還應考慮處理過程的安全性、經濟性和穩定性。

2.活性炭吸附過程

有機廢氣處理工藝的原理及應用范圍

活性炭是活性炭，具有比表面積***、孔隙多的***點，使其具有很強的吸附能力。一般來說，顆粒碳的比表面積可達700-1200m2/g，孔徑在1.5納米至5微米之間。吸附的方式有兩種:一是活性炭和氣體分子之間的范德華力。當氣體分子通過活性炭表面，范德華力起主導作用時，氣體分子***先被吸附到活性炭的外表面，小于活性炭孔徑的分子通過內部擴散轉移到內表面，從而達到吸附效果，這就是物理吸附；二是吸附質與吸附劑表面原子之間的化學鍵合成，即化學吸附。活性炭吸附一般適用于風量***、濃度低、濕度低、含塵量低的有機廢氣。

2.2影響有機廢氣處理吸附效果的因素

活性炭的吸附能力主要受其比表面積、孔徑、分子間作用力和化學鍵合成的影響，在實際應用中，活性炭裝置設計的關鍵是活性炭的過濾面積、過濾風速和層厚。

活性炭過濾的風速見《吸附法工業有機廢氣處理工程技術規范》(HJ2026—2013)。顆粒吸附劑的氣速應低于0.6m/s，纖維狀吸附劑的氣速應低于0.15m/s，蜂窩狀吸附劑的氣速應低于1.2m/s；過濾面積可根據處理風量和過濾風速計算。

碳層厚度的設計需要結合廢氣濃度、去除效率和活性炭更換時間等因素。碳層厚度的計算一般有兩種方式:一是根據活性炭的更換周期確定活性炭的總裝載量，然后根據過濾面積計算碳層厚度；其次，考慮吸附箱尺寸、碳層風阻和過濾風速，根據經驗直接選擇一個厚度值。

上述設計是基于活性炭的吸附速率為定值或無窮***到可以忽略不計的條件。在實踐中，目前無法有效計算吸附率。不同的碳、不同的過濾風速、不同的風壓等。會影響碳層的吸附速率。

實踐中，影響炭層吸附速率的因素有:吸附質濃度、風壓、溫度、活性炭比表面積等。各種條件和參數之間的關系可以表示為以下公式:

停留時間確定后，可根據設計過濾風速計算活性炭厚度。

在相同條件下，活性炭層越厚，其去除效率越高。但在實際應用中，為了提高設備的經濟性，通常認為活性炭層的厚度不能無限加厚。因此，活性炭層厚度的選擇需要根據去除效率的要求和碳本身的吸附速率進行有效的設計和計算。從圖1可以看出:(1)當碳層厚度較小時，碳層容易被穿透，吸附速率較慢，導致去除效率降低；(2)如果碳層厚度***，吸附速度快，碳層就不容易滲透，可以長期使用。

3.催化燃燒過程

3.1工藝原理和適用范圍

催化燃燒是利用貴金屬催化劑降低廢氣中有機物的活化能，使有機物在較低溫度下(一般在250 ~ 300°C左右，不同組分有機物的催化燃燒溫度不同)無焰燃燒。其原理是廢氣通過催化劑時，***先吸附在催化劑表面，然后在一定溫度下催化燃燒，達到凈化的目的。目前常用于有機廢氣處理的催化劑有蜂窩狀鈀金屬催化劑和鉑金屬催化劑。催化燃燒方式有電加熱和燃氣加熱，燃燒類型有直接催化燃燒(CO)和再生催化燃燒(RCO)。催化燃燒一般適用于空氣體積小、濃度高、溫度高的氣態有機物，廢氣中不能含有硫、鉛、汞、砷和鹵素，會使催化劑中毒。

3.2廢氣處理設計中的注意事項

(1)能耗:催化燃燒需要在一定溫度下進行，低溫氣體必須加熱。風量越***，能耗越***，運行成本越高；因此，在選擇這種工藝時，在保證收集效率的前提下，盡可能減少排風量，既能提高廢氣濃度和廢氣單位熱值，又能減少風量和能耗；同時要考慮熱量回收尾氣中的熱量。

(2)設備啟動預熱:設計時，設備預熱應是動態預熱，而不是靜態預熱；初始預熱階段使用的氣體一般為空氣，不是廢氣，只有系統達到設計溫度后才能切換為廢氣。

(3)安全性:有機廢氣一般易燃易爆。雖然高濃度可以回收有機燃燒產生的部分熱量，降低能耗，但在處理過程中必須將其濃度控制在爆炸極限以內。一般需要設置防爆板、可燃氣體探測器、緊急疏散閥、稀釋閥、防火閥等。

(4)熱量回收方式:在能耗可接受的范圍下，對于小風量一般采用簡單管直接換熱回收熱量；對于超出可接受范圍的能耗，***風量一般需要再生催化燃燒，可以提高熱回收效率。

4.活性炭吸附脫附與催化燃燒組合工藝

4.1工藝原理

在實際應用中，活性炭吸附和催化燃燒可以單***使用，也可以組合使用。組合使用主要利用兩者互補的***點:活性炭吸附適用于風量***、濃度低的廢氣，催化燃燒適用于風量小、濃度高的廢氣，活性炭高溫吸附的有機物可以脫附J..從另一個角度來看，這種組合工藝可以看作是活性炭的現場回收工藝，既降低了吸附飽和后活性炭的更換和處置成本，又避免了因吸附飽和未能及時更換活性炭而導致的超標排放風險。

4.2設計要點

隨著催化燃燒廢氣處理的應用越來越多，相關技術也日趨成熟。在設計方面，主要包括以下要點:一是加熱換熱和尾氣熱回收換熱的設計；二是催化劑填料層的設計和催化劑的選擇；三是設備運行控制和安全控制的設計。

4.3設計注意事項

目前氣體加熱、換熱、催化劑填料層的設計可以參考相關數據進行設計計算，但由于各設備廠家之間的市場競爭和技術保密，關鍵設計計算無法查閱。現將該系統在實際工程應用中發現的一些問題總結如下。

(1)活性炭加熱和催化燃燒室加熱控制。采用脫附+催化燃燒時，應先將催化燃燒室的溫度升至工作溫度，再將活性炭逐漸加熱脫附；但有些廠家設計，當催化燃燒室的溫度沒有達到設計溫度時，活性炭會被加熱脫附，導致脫附后的廢氣不能有效地燃燒通過催化燃燒室。

(2)預熱催化燃燒室。當催化室預熱時，催化室中的空氣是靜態加熱而不是動態加熱，這導致一旦廢氣進入催化燃燒室，催化室的溫度迅速下降，從而無法達到催化燃燒的溫度。

(3)利用催化燃燒的熱尾氣作為活性炭的脫附氣。催化燃燒尾氣溫度相對較高，一般在300℃左右。為了降低能耗，一些制造商設計使用處理后的尾氣作為脫附熱氣。活性炭的脫附溫度只需80-90℃，尾氣使用前必須冷卻。如果溫度不能降低到設計范圍，就會有活性炭著火的危險；而且脫附產生的有機廢氣是高濃度的濃縮廢氣，與高溫氣體接觸也有爆炸的危險。如果采用燃氣加熱，燃氣燃燒產生的廢氣和燃氣本身所含的一些因素也會對活性炭和催化劑產生不利影響；如果對燃氣的使用沒有很***的控制，天然氣會直接進入催化裝置而不燃燒，一旦點燃就會爆炸，比電加熱風險更***。