催化燃燒一體化設備-50000m3/h活性炭吸附+催化燃燒一體化設備

1．概況
1.1 項目名稱
50000m3/hr VOCs 廢氣處理裝置
1.2 工程范圍及內容
本工程的范圍及包括：工藝設計、總體布局、設備設計和制造、現場安裝和調試及人員培訓。本工程含設備基礎改造，但不包括：廢氣收集風管以及水、電、壓縮空氣、排水等一次側工程。
1.3 背景資料
依據業主提供的資料，擬處理廢氣為生產工藝過程中排放的有機廢氣。
a. 污染物種類：正丁醇、乙醇等混合溶劑。
b. 污染物排放量為：濃度的正丁醇為19噸/年；50%濃度的正丁醇為98噸/年；95%濃度的乙醇為120噸/年。
c. 廢氣排放總量：50000m3/hr。

2. 設計原則
本項目的設計原則，首先是保證尾氣的達標排放，其次是保證設備的處理能力。在此前提下，本方案充分考慮了處理工藝的先進性和合理性，盡可能采用新的節能技術，以降低設備投資和運行成本；系統采用合理的自動化技術及監測儀表，以確保設備運行，管理方便靈活。

3. 設計依據
3.1 業主提供的排放數據（見上）
3.2 相關規范：
《大氣污染物綜合排放標準》（GB16297-1996）
《爆炸和火災危險場所電力裝置設計規范》（GB50058-92）
《工業機械電器設備通用技術條件》（GB/T5226.1-1996）
《涂裝作業規程—有機廢氣凈化裝置技術規定》（GB16297-1996）
工業設備焊接及技術規范
其他有關設計規范。
3.3 尾氣排放標準
《大氣污染物排放標準》GB16297-1996新污染源極值二級執行
污染物
允許
排放濃度
允許排放速率
排氣筒
二級
甲苯
40mg/m3
15m
3.1kg/hr
二甲苯
70mg/m3
15m
1.0kg/hr
非甲烷總烴類
120mg/m3
15m
10kg/hr

4. 設計方案
4.1廢氣處理方法選擇
目前，有機廢氣處理主要有以下幾種方法：
吸收法：一般采用物理吸收，即將廢氣引入吸收液進行凈化，待吸收液飽和后經加熱、解析、冷凝回收；本法適用于大氣量、低溫度、低濃度的廢氣，但需要配置加熱解析回收裝置，設備體積大、投資高。
直接燃燒法：利用燃氣或者燃油等輔助燃料燃燒，將混合氣體加熱，使有害物質在高溫作用下分解為無害物質；本法工藝簡單、投資小，適用于高濃度、小風量的廢氣，但對技術、操作要求高。
催化燃燒：把廢氣加熱經催化燃燒轉化成無害的二氧化碳和水；本法起燃溫度低、節能、凈化率高、操作方便、占地面積、設備投資較大，適用于高溫或高濃度有機廢氣。
吸附法：有機廢氣經活性炭吸附，可達95%以上的凈化率，設備簡單、投資小，但活性炭更換頻繁，增加了裝卸、運輸、更換等工作程序，導致運行費用增加。
吸附-催化燃燒法：此法綜合了吸附法及催化燃燒法的優點，采用新型吸附材料（蜂窩狀活性炭）吸附，在接近飽和后引入熱空氣進行脫附、解析，脫附后廢氣引入催化燃燒床無焰燃燒，將其凈化，熱氣體在系統中循環使用，大大降低能耗。本法具有運行穩定可靠、運行成本低、維修方便等優點，適用于大風量、低濃度的廢氣治理。
通過計算得知：廢氣中正丁醇的濃度約為113mg/m3,乙醇的濃度約為44mg/m3，它屬于低濃度高風量的廢氣。
綜合以上各項考慮，本裝置的總體方案為：吸附濃縮+催化燃燒；
裝置包括：
吸附濃縮裝置：25000m3/hr×3套（2用1備）；
催化燃燒裝置：3000m3/hr×1套；
吸附濃縮采用活性炭吸附和在線脫附方式，吸附-脫附和催化燃燒為全自動運行。

5．工藝流程
本裝置工藝流程為：吸附濃縮——解吸脫附——催化燃燒的工藝流程。采取單氣路工作（參見圖1）方式，由2個活性炭吸附器，一個催化燃燒器（輔之低壓風機、閥門等構成）。廢氣經預處理除去粉塵、顆粒狀物質后，送入活性炭吸附器A，當活性炭吸附器A接近飽和時，首先將處理氣體自動切換到活性炭吸附器B（活性炭吸附器A停止吸附操作），然后用熱氣流對活性炭吸附器A進行解吸脫附，將有機物從活性炭上脫附下來。在脫附過程中，有機廢氣已被濃縮,濃度較原來提高幾十倍，達2000ppm以上，濃縮廢氣送到催化燃燒裝置，被成為CO2與H2O排出。
完成解吸脫附以后活性炭吸附器A進入待用狀態，待活性炭吸附器B接近飽和時，系統再自動切換回來，同時對活性炭吸附器B進行解吸脫附，如此循環工作。
當有機廢氣的濃度達到2000ppm以上時，催化床內可維持自燃，不用外加熱。這個方案不僅大大節省了能量的消耗，而且由于催化燃燒器的處理能力僅需原廢氣處理量的1/10（3000m3/hr！），所以同時也降低了設備投資。本方案既適合于連續工作，也適合于間斷工作。
單臺活性炭吸附器的解吸脫付大約需要2-3小時。
吸附風機用變頻器控制，可以依照需要的風量或者裝置入口的凈負壓來進行調節。


6. 設備的技術性能與特點
● 本裝置凈化效率高，沒有二次污染。凈化效率經中國環境科學研究院大氣環境研究所檢測，其結果為：苯>96%；甲苯>98%；二甲苯>99%；臭氣>92%。
● 本裝置的活性炭吸附器為多層設計，氣流分布均勻、穩定，吸附性能好；采用蜂窩狀活性炭，空塔風速為0.65-0.8m/s時，實測阻力小于50mmAq，床層具有優越的動力學性能，適合在大風量下使用。
● 催化燃燒器裝填的催化劑，具有阻力小，活性高，穩定性好的特點，當有機廢氣（如甲苯）濃度達到2000ppm時，就可維持自燃。催化燃燒器的轉換效率高，性能穩定。
● 利用余熱，節省能源。本裝置中活性炭的解吸脫附均以熱空氣作為解吸介質，而此熱氣流均來自于系統內催化燃燒后的余熱。脫附后的濃縮有機廢氣再進入催化燃燒器進行凈化處理，不需另加能源，運行費用大大降低。就同樣的處理量而言，約為直接催化燃燒法的1/10左右，活性炭吸附的1/5。
● 本系統自動化程度高，運行操作方便。系統采用PLC控制，所有閥門均為氣動控制閥。當一套活性炭吸附器接近飽和時，由氣動閥自動切換到另一套設備，并自動開啟催化燃燒裝置及其脫附風機，實現整個設備的自動化。
●催化燃燒加熱部分為自動，脫附時由溫度信號反饋來實現脫附溫度自動控制。
●活性炭吸附器的脫附過程為自動程序控制。
7. 工藝流程簡圖

圖1

8．設備參數表:
處理風量 50000 m3/h
廢氣進口濃度 ≤200mg/m³
廢氣進口溫度 ≤50℃
吸附風機功率：37kW
脫附風機功率:7.5kW
電動比例閥功率:1.1kW
加熱室功率:75kW
活性炭填充量:10m3
催化劑填充量:0.2m3
占地面積（m） 14.0×7.0×3.5
設備裝機總功率: 120kW

9. 廢氣凈化裝置的配套設施
配套設施有以下幾點：（以下設施需業主提供，蘇州喬尼負責安裝連接）
三相四線；380V；120kW；
循環冷卻水：常溫，流量1噸/小時；

• RTO沸石轉輪一體機設備 2萬風量沸石轉輪設備安裝完畢
• 蜂窩狀活性炭吸附濃縮 炭吸附催化燃燒設備
• 10000風量沸石分子篩設備 一體機催化燃燒設備
• 脈沖布袋除塵器設備發往山西 單機脈沖布袋除塵器發貨
• 天津6萬風量催化燃燒設備廠家定制 天津國企催化燃燒設備