废气处理设备

吸附浓缩-蓄热催化燃烧工艺过程研究数据

摘 要: 我们建立了一套 VOCs 气体吸附浓缩-蓄热催化燃烧中试设备并对其工艺条件进行了优化研究。该设备可实现 VOCs 的连续脱附且保持较高的脱附浓度水平,此浓缩气体经过预热后可直接进入蓄热催化燃烧系统进行矿化处理。实验采用二甲苯和活性炭分别作为 VOCs 气体和吸附剂,评价了吸附浓缩设备和蓄热催化燃烧设备的主要工艺条件参数。结果表明,当控制吸附浓缩设备的切换时间为 60 min、吸附气浓度为 1 500 ~ 4 000 mg /m3、脱附气流量为 8 L /min、脱附温度为 170℃、冷却气流量为40 L /min 时,吸附尾气中 VOCs 含量基本为零,同时脱附浓度可满足起活温度为 180℃、换向半周期为 30 min 的蓄热催化燃烧设备自热稳定运行,且 VOCs 去除率在 95%以上。

催化燃烧

关键词: VOCs; 吸附; 脱附; 蓄热催化燃烧设备; 自热

市场痛点分析

挥发性有机物 ( volatile organic compounds,VOCs) 是石油化工、制药、印刷、制鞋和喷漆等工业行业排放量较大且危害性严重的大气污染物,这类工业企业排放的 VOCs 具有典型的低浓度、大风量的特征。转轮式吸附塔具有 VOCs 吸附效率高、可在线连续脱附、压力损失小的优点,但同时也存在床体易窜气、吸附剂脱落后难修复和整体更换成本高的问题。

本文中实验采用 3 座独立的吸附固定床并通过气体管道的电磁阀切换替代转轮式吸附塔,实现了VOCs 吸附、脱附和冷却连续循环的过程; 脱附浓缩后的 VOCs 气体进入蓄热催化燃烧塔进行矿化处理。此工艺流程克服了转轮吸附装置的窜气问题[1],而且蓄热催化燃烧设备的采用能够达到减少能耗的目的[2]。多孔性活性炭有很强的化学活性以及较高的吸附容量[3],并且具有吸附速度快、易 再生等特点,常被用于处理含 VOCs 的废气[4-5]。因 此,本文中实验以二甲苯为待处理 VOCs,以活性炭为吸附剂,以铂钯催化剂作为蓄热催化燃烧过程的催化剂,对整个吸附浓缩-蓄热催化燃烧工艺过程进行了优化研究。

1 实验部分

1. 1 实验装置

图 1 是 VOCs 气体净化装置的工艺流程,实验装置由 3 部分组成。气体发生设备可以提供一定浓度的 VOCs 气体、高温干空气和室温干空气。吸附浓缩设备由 3 座吸附塔组成,每座吸附塔内都装有700 g 活性炭,可以持续不断地浓缩 VOCs 气体。蓄热催化燃烧设备由装有壁加热系统的催化燃烧塔及其两侧的蓄热塔组成,催化燃烧塔内装有铂钯催化剂,蓄热塔内装莫来石蜂窝陶瓷

图1

实验数据

具体请查看PDF文档:吸附浓缩-蓄热催化燃烧工艺过程研究.pdf

研究结论

对影响吸附浓缩-蓄热催化燃烧设备的因素进行了实验研究。结果表明,吸附气浓度和流量影响吸附塔的吸附穿透时间,而控制切换时间小于吸附穿透时间,可使吸附尾气 VOCs 含量基本为零; 脱附气流量和温度影响着活性炭再生效率和脱附浓度,控制脱附气流量为 8 L /min、脱附温度为 170℃ 可使活性炭再生效率较高且脱附浓度较大; 控制蓄热催化燃 烧 设 备 换 向 半 周 期 为 30 min、起 活 温 度 为180℃,当进气浓度为 7 430 ~ 10 620 mg /m3 时,能自热运行并有较好的去除效果,否则可能出现飞温或熄火现象; 吸附浓缩设备在最优操作条件下可以连续处理浓度在 1 500 ~ 4000 mg /m3 的二甲苯气体,浓缩气体可以使得换向半周期为 30 min、起活温度为 180℃的蓄热催化燃烧设备自热稳定运行,且去除率在 95%以上。

 

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