有机废气治理系统工艺设计案例

项目介绍

项目概况

采用最新工艺设计, 即干式过滤+活性炭吸附脱附+催化燃烧方式，在治理VOCs污染中效果十分显著，对环境保护、劳动保护和保护人体健康有良好的实用价值。

设计依据

　　(1)废气量：30000Nm3/h;

　　(2)操作温度：常温;

　　(3)废气输送压力：3000Pa;

　　(4)处理效率：80%;

　　(5)入口浓度：≤200mg/m3

　　(6)出口浓度：≤50mg/m3

设计原则

当气体分子运动到固体表面时，由于气体分子与固体表面分子之间相互作用，使气体分子暂时停留在固体表面，形成气体分子在固体表面浓度增大，这种现象称为气体在固体表面上的吸附。被吸附物质称为吸附质，吸附质的固体物质称为吸附剂。而活性炭吸附法是以活性炭作为吸附剂，把废气中有机物化合物吸附到固相表面进行吸附浓缩，从而达到净化废气的方法。

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大风量、低浓度有机废气经过前端初效三级干式过滤器去除漆雾和粉尘，然后通入活性炭吸附床，与蜂窝活性炭充分接触，再进行脱附再生后转换成小风量、高浓度的有机废气。该部分气体进入后端的催化燃烧氧化设备进行氧化反应，使废气中的挥发性有机物在催化氧化室中氧化分解成二氧化碳和水，并放出热量，经过换热器预热进入催化床前的脱附气体后经过烟囱高空排放。同时系统利用部分热气体对活性炭进行再生过程，保证活性炭得到重复使用。

污染来源

喷漆房产生的有机废气。

处理工艺

本装置工作过程可分为四个阶段：废气收集阶段、初效干式过滤阶段、活性炭吸附阶段和活性炭脱附再生阶段。

　　废气收集阶段：

　　在喷漆房内设置专门的废气收集罩和管道系统，将废气集中收集。

　　初效干式过滤阶段

　　来自喷漆房的废气首先进入到初效干式过滤器进行预处理，经过初效干式过滤器的三级过滤，拦截住有机废气中的颗粒物，为后续活性炭吸附过程提供了有力条件，并保证活性炭的使用寿命。

　　活性炭吸附过程：

　　经过初效干式过滤器后的有机废气进入到活性炭吸附装置。有机废气通过活性炭层时，有机废气中的有机组分被吸引到活性炭的表面并浓集保持其上。有机组分从而与其他组分分开，其他组分(洁净气体)经风机排空。

　　活性炭脱附过程：

　　活性炭使用一段时间，吸附了一定量的溶剂后，会降低或失去吸附能力，此时活性炭需要脱附再生，再生后活性炭重新恢复吸附能力，可继续使用。再生时，启动催化燃烧装置预热室电源，将空气预热，预热后的气体送入吸附箱，箱中的活性炭受热后，活性炭吸附的溶剂挥发出来，溶剂经风机送入催化燃烧室燃烧，分解生成CO2和H2O等热空气，热空气一部分回到活性炭吸附箱继续给活性炭加热，另一部分排空，热空气内部循环多次活性炭即可得到再生。

本工艺的主要特点

　　(1)生产环境好，无污染。

　　(2)工艺设备可靠性强，故障与维修量小，维修费用低，减少维修人员的工作量。

　　(3)由于自动化程度比较高，操作人员少，劳动强度小。

　　(4)能够充分回收余热、节能。

　　(5)系统投资小，运行成本低。

有机废气处理工艺总图布置

　　(1)初效干式过滤器：布置在厂房内。本方案选用1台DN1000初效干式过滤器;

　　(2)活性炭吸附箱：布置在厂房内。本方案选用3台活性炭吸附箱，运行方式：2开1备;

　　(3)催化燃烧器：布置在厂房内。本方案选用1台2500Nm3/h催化燃烧器;

　　(4)烟囱：在室外露天布置。烟囱设计直径DN1000，高度16米;

　　(5)主排风机：布置在厂房内。配置1台排风机。型号：4-72-9 右45°，流量35700Nm3/h,全压2914Pa,电机：45KW;

　　(6)脱附风机：布置在厂房内。配置1台脱附风机。型号：6-35-4右0°，流量2314Nm3/h,全压2512Pa,电机：3KW;

　　(7)补冷风机：布置在厂房内。配置1台补冷风机。型号：4-72-2.8右0°，流量1141Nm3/h,全压963Pa,电机：1.5KW;

　　(8)有机废气的处理厂房应与其他生产厂房分开布置，其间距应符合现行国家标准《建筑设计防火防范》的有关规定;

　　(9)有机废气的处理区内的消防车道，应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》的有关规定;

　　(10)有机废气处理工艺总图布置，具体详见图4-1有机废气处理工艺总图。

处理指标

(1)适用范围广。催化燃烧器几乎可以处理所有的烃类有机废气及恶臭气体。对于有机化工、涂料、绝缘材料等行业排放的低浓度、多成分、无回收价值的废气，采用吸附—催化燃烧器法的处理效果更好。

　　(2)处理效率高，无二次污染。用催化氧化法处理有机废气的净化率一般都在95%以上，最终产物为无害的 CO2 和 H2O，且由于燃烧温度低，能大量减少 NOx 的生成，因此不会造成二次污染。

　　(3)有机混合废气的处理由自动控制系统控制，操作工艺简单，启动、停炉简单，故障率低，运行周期性长，安全性好。

结论

　　伴随国家对环境保护的要求和力度不断加大，工业有机废气(VOCs)的治理得到了迅速发展。市场上也出现了几种比较成熟的处理工艺。本文所阐述的工艺设计, 即采用干式过滤+活性炭吸附脱附+催化燃烧的方式。该设计工艺主要是针对大风量、低浓度、不需要回收的VOCs治理。该工艺在治理VOCs污染中效果明显，优势显著,对环境保护和保护人体健康都有良好的实用价值。该技术投资省，运行成本低、操作简单、使用寿命长，比较利于在工厂喷漆车间VOCs治理技术领域推广应用。