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催化燃燒設備

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沸石轉輪吸附濃縮+催化燃燒

采用吸附分離法對低濃度、大風量工業廢氣中的VOC進行分離濃縮，對濃縮后的高濃度、小風量的污染空氣采用燃燒法進行分解凈化，通稱吸附分離濃縮+燃燒分解凈化法。

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產品詳情

1 技術介紹
其原理是：采用吸附分離法對低濃度、大風量工業廢氣中的VOC進行分離濃縮，對濃縮后的高濃度、小風量的污染空氣采用燃燒法進行分解凈化，通稱吸附分離濃縮+燃燒分解凈化法。
具有蜂窩狀結構的吸附轉輪被安裝在分隔成吸附、再生、冷卻三個區的殼體中，在調速馬達的驅動下以每小時3～8轉的速度緩慢回轉。吸附、再生、冷卻三個區分別與處理空氣、冷卻空氣、再生空氣風道相連接。而且，為了防止各個區之間串風及吸附轉輪的圓周與殼體之間的空氣泄漏，各個區的分隔板與吸附轉輪之間、吸附轉輪的圓周與殼體之間均裝有耐高溫、耐溶劑的氟橡膠密封材料。含有VOC的污染空氣由鼓風機送到吸附轉輪的吸附區，污染空氣在通過轉輪蜂窩狀通道時，所含VOC成分被吸附劑所吸附，空氣得到凈化。隨著吸附轉輪的回轉，接近吸附飽和狀態的吸附轉輪進入到再生區，在與高溫再生空氣接觸的過程中，VOC被脫附下來進入到再生空氣中，吸附轉輪得到再生。再生后的吸附轉輪經過冷卻區冷卻降溫后，返回到吸附區，完成吸附/脫附/冷卻的循環過程。由于該過程再生空氣的風量一般僅為處理風量的1/10，再生過程出口空氣中VOC濃度被濃縮為處理空氣濃度的10倍。因此，該過程又被稱為VOC濃縮除去過程。
1.1 工藝及其流程圖

圖1 轉輪吸附濃縮-催化燃燒工藝流程圖
相關說明如下：
1號風機帶動含VOCs廢氣經過轉輪a區域（藍1線路），a區域為吸附區，根據不同的目標物可在轉輪中填充不同的吸附材料。吸附了VOCs的a區域隨轉輪轉動來到b區域進行脫附（紅2）。流經傳熱1的高溫氣流將吸附于轉輪上的VOCs脫附下來，并經過傳熱2達到起燃溫度，隨后進入催化燃燒室進行催化氧化反應。由于轉輪脫附之后要又要進行吸附，所以在脫附區域旁邊設冷卻區域c，以空氣進行冷卻（藍2），冷卻之后的溫空氣經傳熱1變成脫附用熱空氣。催化燃燒反應之后的熱氣流（紅3）將部分熱量傳遞給傳熱2、傳熱1后排至空氣。為了防止催化燃燒室溫度過高，設置第三方冷卻線路（紫4）用于催化燃燒室的緊急降溫。整個系統由2個監控系統組成，PC1（綠點線）負責監控催化燃燒室、傳熱器的溫度（其內部設電輔熱裝置以平衡溫度波動），PC2（黃點線）負責風機控制，根據實際情況調節進氣流量。PC2屬于PC1的子級系統，當PC1監測到溫度波動超過允許范圍時立刻將信息傳遞給PC2，PC2將收到的信息轉成指令傳遞給各風機。
1.2轉輪吸附的影響因素
當吸附材料確實后，影響轉輪裝置吸附性能的主要因素是轉輪運行參數和進氣參數。一定范圍內進氣負荷的變化可通過轉速、濃縮比、再生風溫度等轉輪運行參數調節，以維持預定的性能；當處理高排放濃度時，將入流速度降至1.5m/s，濃縮比降至8，轉速增至6.5r/h，再生風溫度升至220℃，系統去除效率可達90%以上；最佳轉速由再生風熱容量與吸附劑熱容量平衡決定。
1.3 濃縮比
轉輪通過吸附-脫附以獲得低流量的濃縮氣體，因此濃縮比是轉輪性能的一個重要指標，低濃縮比雖然可以保證高去除效率，但增加再生風量的同時也增加了脫附能耗，而且濃縮氣體的濃度亦隨著脫附風量的增加而降低。因此，在確保系統設定的去除率前提下，合理選擇濃縮比是至關重要的。工程應用上，濃縮比應兼顧效率與能耗，對于高濃度廢氣，可選擇低濃縮比以確保去除率；而對于低濃度廢氣，適當選擇高濃縮比有利于系統整體能效比提高。
1.3 轉輪轉速
吸附與脫附在轉輪運行周期中是同步進行的，兩者互為影響并共同決定轉輪
的去除效率，而轉速的大小意味著吸附和脫附時間長短。當轉速低于最佳轉速時，相應的運行周期變長，其脫附區的再生充分，但是其相對吸附能力箍著轉速的減小而減小，在溫度分布曲線上表現為吸附區的曲線下降明顯，這是由吸附放熱少引起的，反映了吸附率的降低。而當轉速大于最佳轉速時，溫度曲線表現為只有脫附區前段少部分能被加熱到再生溫度，因此最佳轉速是脫附與吸附的最佳平衡。因此，最佳轉速本質上是吸附和脫附時間的控制，以實現轉輪去除率最大。實際應用時，因受多因素影響，轉輪轉速為配合其他參數變化可控制在一區間值。
1.4 再生風溫度
吸附劑的解析再生存在一個特征溫度(最低清洗溫度)，高于該溫度可以獲得更快的解析速率同時消耗更小的脫附風量。
1.5進氣參數
1.5.1 進氣濕度
實際工程中，有機廢氣一般都含有水分，部分相對濕度甚至達到80%。而水分可能與污染物形成吸附競爭，占據轉輪吸附空間而降低污染物去除效率，因此抗濕性是衡量吸附性能的重要指標之一。
1.5.2 進氣流速
在一定條件下，最佳轉速與進氣流速成正比，當進氣流速提高時，轉速應相應的提高，如果轉速未根據流速進行相應的提高，運行值低于最佳轉速其相對吸附能力隨著轉速的減小而減小，在溫度分布曲線上表現為吸附區的曲線下降明顯，反映了吸附率的降低。因此對于高濃度有機廢氣，控制低進氣流速是十分必要的，或可相應的提高轉速。

2、轉輪吸附濃縮+催化燃燒的關鍵點
吸附分離濃縮+燃燒分解凈化法的核心技術是高效吸附分離濃縮過程以及所采用的具有蜂窩狀結構的吸附轉輪。
2.1 沸石型號選擇及性能研究
疏水性沸石轉輪的研制。需要把加工成波紋形和平板形陶瓷纖維紙用無機粘合劑粘接在一起后卷成具有蜂窩狀結構的轉輪，并將疏水性分子篩涂敷在蜂窩狀通道的表面制成吸附轉輪，應用于工業廢氣中VOC的凈化處理過程。
2.2 轉輪工藝參數及結構優化
濃縮比——轉輪通過吸附-脫附以獲得低流量的濃縮氣體，因此濃縮比是轉輪性能的一個重要指標，定義為進氣流量與再生風流量的比值。
轉輪轉速——吸附與脫附在轉輪運行周期中是同步進行的，兩者互為影響并共同決定轉輪的去除效率，而轉速的大小意味著吸附和脫附時間長短。
再生風溫度——吸附劑的解析再生存在一個特征溫度(最低清洗溫度)，高于該溫度可以獲得更快的解析速率同時消耗更小的脫附風量。
密封性不佳是轉輪應用上存在的竄風的問題，結構的密封是一個非常重要的控制點。
催化劑的選擇。性能良好的催化劑應滿足下列基本要求: 1)具有優良的低溫活性，并適應較高空速，因其直接關系到裝置的建設費用和運行費用；2)熱穩定性好，在廢氣濃度過高而產生大量反應熱的情況下，催化劑的溫度會急劇上升，此時催化劑應不發生顯著的物理化學變化；3)具有一定的機械強度和較小的壓力降。

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