催化燃燒設備的工藝特點及流程

工藝特點
1、操作簡便，運行平穩(wěn)；
2、最大限度的增加設備安全性；
3、合理的布置，投資低，運行費用低；
4、最可靠的治理工藝，最低的維護費用；
5、追求最高的凈化效率。

工藝選擇說明
有機廢氣治理，是指用多種技術措施，通過不同途徑減少有機溶劑用量或排氣凈化以消除有機廢氣污染，有機廢氣污染源分布廣泛，為防止污染，除減少有機溶劑用量以減少有機廢氣的產(chǎn)生和排放外，排氣凈化是目前切實可行的治理途徑；常用的方法有吸附法、吸收法、燃燒法、冷凝法、生物法等，選用凈化方法時，應根據(jù)具體情況優(yōu)先選用費用低、耗能少、無二次污染的方法，盡量做到化害為利，充分回收利用成分和余熱；
根據(jù)業(yè)主要求及我公司長期治理有機廢氣的經(jīng)驗，采用“干式過濾＋吸附脫附+催化燃燒裝置”工藝，工作方式為2個吸附床，其中1個吸附工作、1個脫附工作，實際每個吸附床工作風量為1萬m³/h,活性炭采用蜂窩狀。吸附與脫附之間循環(huán)切換，連續(xù)運行（工作時間根據(jù)具體生產(chǎn)情況調(diào)節(jié)）。
由于廢氣源含有少量的顆粒物，故在廢氣進吸附箱之前加干式過濾。小顆粒物質(zhì)經(jīng)過一級過濾被去除，則活性炭箱體內(nèi)無顆粒物進入?？紤]到固化爐周邊煙氣溫度過高，需在干式過濾前加噴淋降溫。
活性炭進出口閥門和脫附再生氣體進出口采用氣動/電動閥門來實行自動控制，電動執(zhí)行器采用進口產(chǎn)品。
脫附再生采用催化燃燒裝置，它的進出口均安裝阻火器，并裝有旁通電動閥門，當濃度超高時，自動打開閥門并報警，同時補充新鮮空氣，降低進入吸附床的溫度。
在吸附床、脫附管路、催化凈化裝置均設有測溫點，在整個過程中可以安全地了解吸附和脫附的溫度變化，同時將信號傳遞給PLC，實行安全控制。
整個系統(tǒng)采用PLC 控制，PLC采用西門子品牌，10寸的臺灣威綸通觸摸屏上顯示系統(tǒng)運行狀態(tài)，主要電器元件采用進口施耐德產(chǎn)品。整個系統(tǒng)確保直排系統(tǒng)、吸附系統(tǒng)、脫附系統(tǒng)、風機過載短路保護安全運行。
風機采用國內(nèi)風機廠產(chǎn)品，進出口用軟管連接，配減振裝置。
吸附床采用碳鋼板制作，設有活性炭檢修門。催化裝置中催化劑采用蜂窩陶瓷催化劑，關鍵部位采用不銹鋼制作。

工藝流程圖

工藝流程說明
有機廢氣治理工程工藝流程主要包括四部分：廢氣收集---過濾---吸附氣體流程---脫附氣體流程---控制系統(tǒng)
1噴淋、過濾裝置：
廢氣處理過程：廢氣進入---干式過濾段（去除細微粉塵顆粒）---出口至活性炭吸附裝置；
設備組成：由進氣段、干式過濾器、檢修門、出風段等組成。
2吸附氣體流程：
待處理的有機廢氣由風管引出后進活性炭吸附床，氣體進入吸附床后，氣體中的有機物質(zhì)被活性炭吸附而著附在活性炭的表面，從而使氣體得以凈化，凈化后的氣體再通過風機排向大氣(最終排出氣體濃度達環(huán)保標準，凈化效率60-90%左右)；
3控制系統(tǒng)：
控制系統(tǒng)對系統(tǒng)中的風機、預熱器、溫度、電動閥門進行控制。當系統(tǒng)溫度達到預定的催化溫度時，系統(tǒng)自動停止預熱器的加熱，當溫度不夠時，系統(tǒng)又重新啟動預熱器，使催化溫度維持在一個適當?shù)姆秶划敶呋驳臏囟冗^高時，開啟補冷風閥，向催化床系統(tǒng)內(nèi)補充新鮮空氣，可有效地控制催化床的溫度，防止催化床的溫度過高； 
采用安裝PLC程序控制, 觸摸屏顯示,自動化切換進排氣及輪流使用的閥門吸附時間,脫附時間等參數(shù)可進行設定調(diào)整。確保連續(xù)，可靠，穩(wěn)定的達標。

催化燃燒凈化設備簡介

干式過濾
過濾---初效過濾層-中效過濾層；
根據(jù)客戶的生產(chǎn)工藝情況，為了廢氣源（氣體中含有灰塵、漆霧）進入到吸附凈化裝置系統(tǒng)，以確保吸附處理系統(tǒng)的氣源干凈、干燥、無顆粒；采用廢氣先進入干式過濾段，經(jīng)過初步凈化后的含有有機溶劑的氣體進入活性炭吸附裝置。
? 過濾箱體外殼采用Q235 t=3mm鋼板制成，外部連續(xù)焊接，無氣泡、夾渣等現(xiàn)象，整體美觀；
? 過濾器過濾材料采用過濾層制成褶皺狀，具有通風量大、阻力小、容塵量大等特點；
? 過濾段上裝有壓差計（指針式），當設備內(nèi)部壓差超過300Pa時，提示清理或更換過濾棉；

活性炭吸附裝置
♦ 吸附箱采用碳鋼制作，外涂油漆，內(nèi)部裝有一定量的活性炭，并設置高溫檢測裝置，當含有機物的廢氣經(jīng)風機的作用，經(jīng)過活性炭吸附層（整齊堆放），有機物質(zhì)被活性炭特有的作用力截留在其內(nèi)部，潔凈氣體排出；經(jīng)過一段時間后，活性炭達到飽和狀態(tài)時，停止吸附，此時有機物已被濃縮在活性炭內(nèi)；(需根據(jù)原始測定的濃度來測算飽和時間,或經(jīng)驗值來設定)；
♦ 吸附箱體外殼采用Q235 t=3mm鋼板制成，外部連續(xù)焊接，無氣泡、夾渣等現(xiàn)象，整體美觀；
♦ 內(nèi)部循環(huán)管道：內(nèi)部循環(huán)管道采用t=1.5mm鍍鋅鋼板制作，折邊卡口連接，整體美觀，密封性能好，法蘭采用螺栓連接；
♦ 廢氣收集管道采用鍍鋁鋅板制作，折邊卡口連接，整體美觀，密封性能好，法蘭采用螺栓連接；（如需要）
♦ 主排風機選用國內(nèi)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，具體要求如下：
　　• 風機采用4-72離心風機，兩臺 無耐溫要求，皮帶輪驅(qū)動；
　　• 機殼材料采用優(yōu)質(zhì)鋼材制作，葉輪材質(zhì)為16Mn；
　　• 風機的平衡等級在5.6級以上；噪音不大于85dB（A）；對廠界外沒有影響。
　　• 風機風量、風壓等參數(shù)滿足設計要求，且性能穩(wěn)定；
♦ 煙  囪：煙囪采用t=4mm碳鋼板制作；煙囪高度為+15米；
♦ 活性炭選用煤質(zhì)類、蜂窩狀活性炭，活性炭容重為400-450kg/m³；

催化凈化裝置
催化凈化裝置內(nèi)設天然氣加熱室，啟動加熱裝置，進入內(nèi)部循環(huán)，當熱氣源達到有機物的沸點時，有機物從活性炭內(nèi)跑出來，進入催化室進行催化分解成CO2和H2O，同時釋放出能量，利用釋放出的能量再進入吸附床脫附時，此時加熱裝置完全停止工作，有機廢氣在催化燃燒室內(nèi)維持自燃，尾氣再生，循環(huán)進行，直至有機物完全從活性炭內(nèi)部分離，至催化室分解，活性炭得到了再生，有機物得到催化分解處理；間隙式每次脫附均需啟動加熱裝置，可以連續(xù)脫附就不需要加熱功率。
催化燃燒：利用催化劑做中間體，使有機氣體在較低的溫度下，變成無害的水和二氧化碳氣體，即：

將飽和的活性炭解析出來的有機氣體通過脫附引風機作用送入凈化裝置，（活性炭脫附下來的有機溶劑為氣體）首先通過除塵阻火器系統(tǒng)，然后進入換熱器，再送入到加熱室，通過加熱裝置，使氣體達到燃燒反應溫度，再通過催化床的作用，使有機氣體分解成二氧化碳和水，再進入換熱器與低溫氣體進行熱交換，使進入的氣體溫度升高達到反應溫度，如達不到反應溫度，這樣加熱系統(tǒng)就可以通過自控系統(tǒng)實現(xiàn)補償加熱，使它完全燃燒，這樣節(jié)省了能源，廢氣有效去除率達標排放，符合國家排放標準；催化凈化效率97%以上。
本裝置由主機、引風機及電控柜組成，凈化裝置主機由換熱器、催化床、電加熱元件、阻火阻塵器和防爆裝置等組成，阻火除塵器位于進氣管道上，防爆裝置設在主機的頂部，其工藝流程示意圖如下：

設備特點
♦ 用貴金屬鈀、鉑鍍在蜂窩陶瓷載體上作催化劑，凈化效率高，催化劑使用壽命長，氣流通暢，阻力小。
♦ 安全設施完備：設有阻火除塵器、泄壓口、超溫報警、氮氣保護等保護設施。
♦ 耗用功率：開始工作時，預熱15～30分鐘全功率加熱，正常工作時只消耗風機功率即可。當廢氣濃度較低時，自動間歇補償加熱。

裝置優(yōu)點
♦ 該設備設計原理先進，用材獨特，性能穩(wěn)定，操作簡單，安全可靠，無二次污染。設備占地面積小、重量較輕。吸附床采用抽屜式結構，裝填方便，更換容易。
♦ 采用新型的活性炭吸附材料——蜂窩狀活性炭，其與粒（棒）狀相比具有優(yōu)勢的熱力學性能，低阻低耗，高吸附率等，極適合于大風量下使用。
♦ 催化燃燒室采用陶瓷蜂窩體的貴金屬催化劑，阻力小，用低壓風機就可以正常運轉，不但耗電少而且噪音低。
♦ 催化燃燒裝置的風量是廢氣源風量的十分之一（系指催化凈化裝置作為脫附供熱風量
♦ 吸附有機物廢氣的活性炭床，可用催化燃燒處理廢氣產(chǎn)生的熱量進行脫附再生，脫附后的氣體再送催化燃燒室凈化，不需要外加能量，運行費用低，節(jié)能效果好。

整套裝置材質(zhì)要求
♦ 設備外部框架采用Q235 t=1.2mm鍍鋁鋅板材制作，外部附著油漆，整體美觀；
♦ 設備面板采用Q235 t=1.2mm鍍鋁鋅板材制作，外部附著油漆，整體美觀；
♦ 設備保溫采用100kg/m³巖棉保溫，保溫厚度為100mm，保溫效果優(yōu)秀；
♦ 催化燃燒燃燒室采用Q235 t=4mm碳鋼板制成，整體耐溫性能良好；
♦ 換熱器采用Q235 t=1.2mm碳鋼板制成，外部連續(xù)焊接，內(nèi)部密封性能好，換熱效率高；
♦ 設備連接風管采用Q235 t=1.2mm厚鍍鋁鋅板材制成，外部連續(xù)焊接，整體美觀；
♦ 主排風機選用國內(nèi)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，具體要求如下：
　　• 風機采用4-72離心風機，可長期在250℃以下使用，皮帶輪驅(qū)動；
　　• 機殼材料采用優(yōu)質(zhì)鋼材制作，葉輪材質(zhì)為16Mn，軸承采用NSK軸承；
　　• 風機的平衡等級在5.6級以上；噪音不大于85dB（A）；
　　• 風機風量、風壓等參數(shù)滿足設計要求，且性能穩(wěn)定；
♦ 設備催化劑外形尺寸為100×100×50mm，空速高、耐溫效果好，可長期在200-300℃下工作；
♦ 設備電加熱管采用碳鋼光管加熱，易清理、加熱效果好；

整套設備技術性能及特點
A、該設備設計原理先進，用材獨特，性能穩(wěn)定，操作簡單，安全可靠，無二次污染。設備占地面積小、重量較輕。
B、采用新型的活性炭吸附材料——蜂窩狀活性炭，其與粒（棒）狀相比具有優(yōu)勢的熱力學性能，低阻低耗，高吸附率等，極適合于大風量下使用。
C、催化燃燒室采用陶瓷蜂窩體的貴金屬催化劑，阻力小，用低壓風機就可以正常運轉，不但耗電少而且噪音低。
D、吸附有機物廢氣的活性炭床，可用催化燃燒處理廢氣產(chǎn)生的熱量進行脫附再生，脫附后的氣體再送催化燃燒室凈化，不需要外加能量，運行費用低，節(jié)能效果顯著。

整套設備主要部件描述

活性炭吸附系統(tǒng)
? 活性炭吸附：整套裝置中的核心部分，利用自身吸附性能凈化有機廢氣；
? 吸附風機：采用后引風式，使本裝置在負壓下工作；
? 超溫報警系統(tǒng)：保證活性炭在脫附過程中整套系統(tǒng)的安全運行；
? 熱電偶：采用不銹鋼保護管測量脫附時碳層溫度；
? 風向調(diào)節(jié)閥門：采用電動閥門，電動執(zhí)行器為優(yōu)質(zhì)品牌；
? 控制系統(tǒng)：整套系統(tǒng)采用PLC控制，安全、可靠；

催化凈化裝置脫附系統(tǒng)
? 阻火器：由特制的多層金屬網(wǎng)組成，可阻止火焰通過，過濾掉氣體中較大的顆粒（污物），是本凈化裝置的安全裝置之一。
? 換熱器：板式換熱結構，它的作用是利用催化反應放出的熱量，加熱進口廢氣，提高熱能利用率，減少加熱電能。（板式換熱器為催化凈化裝置內(nèi)部結構件，濟南歐銘環(huán)保設備有限公司自行設計、制造）
? 預熱室：由加熱器加熱交換器預熱后的廢氣，提高進氣溫度達到催化反應條件。
? 熱電阻：采用不銹鋼保護管測量進氣加熱溫度及凈化溫度。
? 催化床：由多層蜂窩狀催化劑組成，為本裝置的核心。
? 防爆器：為膜片泄壓方式，當設備運行出現(xiàn)異常時，可及時裂開泄壓，防止意外事故發(fā)生。
? 氮氣保護系統(tǒng)：采用惰性氣體高溫保護代替?zhèn)鹘y(tǒng)的噴淋保護，最大程度上保護催化劑的活性和使用壽命，同時有效避免因噴淋造成的設備內(nèi)部生銹氧化情況；
? 脫附風機：采用后引風式，使本裝置在負壓下工作。

整套設備安全措施
? 阻火除塵器：催化凈化裝置前設置阻火除塵器，一用來清潔進氣口中大顆粒，二是可阻止火焰通過，隔斷生產(chǎn)線和處理設備之間的危險。
? 泄壓口：為膜片泄壓方式，當設備運行出現(xiàn)異常時，可及時裂開泄壓，防止意外事故發(fā)生。
? 整體氮氣保護系統(tǒng)：用惰性氣體（氮氣）代替?zhèn)鹘y(tǒng)的噴淋系統(tǒng)，從根源保證設備運行安全和設備使用壽命。
? 溫度超溫報警：催化凈化裝置內(nèi)部設有溫度超溫報警，設備試運行時設定安全溫度，當設備運行溫度超溫時會自動打開補新風閥門關閉電加熱，以稀釋進氣溫度，以保證設備的安全運行；
? 控制系統(tǒng)：整套設備采用PLC控制，自動化程度高，安全可靠；

自動控制
1、采用PLC程序?qū)υ偕呋趸^程采用PLC全自動控制。
2、在集中控制室對裝置進行控制，無需現(xiàn)場手動操作。
3、自動控制系統(tǒng)具有控制室遠程手動操作和自動控制操作兩種控制方式。自動控制操作具有自動啟動、運行、停機、報警功能；手動控制用于裝置調(diào)試及維修。
4、具有運行數(shù)據(jù)記錄等功能。
5、控制內(nèi)容
（1）根據(jù)時間控制，手動或自動切換吸附床；
（2）自動啟動脫附程序，吸附飽和的吸附床進入脫附再生－催化氧化工序；
（3）根據(jù)脫附和催化氧化溫度，確定脫附完成，自動切換或停機；
（4）自動監(jiān)控脫附－催化氧化過程，遇異常情況報警并啟動保護措施。
（5）風量自動控制，當車間排氣量減小或增大時，系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)主風機頻率，使排氣量與車間排氣相匹配。
（6）可根據(jù)業(yè)主需要，將控制系統(tǒng)聯(lián)到車間生產(chǎn)的DCS控制系統(tǒng)。

安全措施
由于凈化系統(tǒng)處理的是易燃易爆氣體，本設計采取以下安全措施，確保系統(tǒng)安全運行：
（1）嚴格控制系統(tǒng)中廢氣“VOC”濃度低于爆炸下限1/5（約10g/m3）。由在線濃度檢測儀完成。
（2）全系統(tǒng)設備和風管均良好接地，以消除靜電。
（3）裝置設有溫度報警、自動控制系統(tǒng)，嚴格控制各設備運行溫度。
（4）設置吸附床安全裝置，當吸附箱高溫壓力過高時，進行防爆泄壓，同時系統(tǒng)自動報警。•
（5）系統(tǒng)采用PLC自動控制，自動控制運行過程，并記錄運行數(shù)據(jù)。
（6）系統(tǒng)設置多重安全保護措施，并結合自動保護和報警。