催化燃燒設(shè)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(shè)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(shù)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(yīng)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(fēng)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(shè)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(fēng)機過載短路保護安全運行。
風(fēng)機采用國內(nèi)風(fēng)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(shè)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(guān)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(shè)備組成：由進氣段、干式過濾器、檢修門、出風(fēng)段等組成。
2吸附氣體流程：
待處理的有機廢氣由風(fēng)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(fēng)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(fēng)機、預(yù)熱器、溫度、電動閥門進行控制。當系統(tǒng)溫度達到預(yù)定的催化溫度時，系統(tǒng)自動停止預(yù)熱器的加熱，當溫度不夠時，系統(tǒng)又重新啟動預(yù)熱器，使催化溫度維持在一個適當?shù)姆秶?；當催化床的溫度過高時，開啟補冷風(fēng)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(shè)定調(diào)整。確保連續(xù)，可靠，穩(wěn)定的達標。

催化燃燒凈化設(shè)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(fēng)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(shè)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(shè)置高溫檢測裝置，當含有機物的廢氣經(jīng)風(fēng)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(shè)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(fēng)機選用國內(nèi)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，具體要求如下：
　　• 風(fēng)機采用4-72離心風(fēng)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(fēng)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(fēng)機風(fēng)量、風(fēng)壓等參數(shù)滿足設(shè)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(shè)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(fēng)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(yīng)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(yīng)溫度，如達不到反應(yīng)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(fēng)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(shè)在主機的頂部，其工藝流程示意圖如下：

設(shè)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(shè)施完備：設(shè)有阻火除塵器、泄壓口、超溫報警、氮氣保護等保護設(shè)施。
♦ 耗用功率：開始工作時，預(yù)熱15～30分鐘全功率加熱，正常工作時只消耗風(fēng)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(shè)備設(shè)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(shè)備占地面積小、重量較輕。吸附床采用抽屜式結(jié)構(gòu)，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(xué)性能，低阻低耗，高吸附率等，極適合于大風(fēng)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(fēng)機就可以正常運轉(zhuǎn)，不但耗電少而且噪音低。
♦ 催化燃燒裝置的風(fēng)量是廢氣源風(fēng)量的十分之一（系指催化凈化裝置作為脫附供熱風(fēng)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(shè)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(shè)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(shè)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(shè)備連接風(fēng)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(fēng)機選用國內(nèi)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，具體要求如下：
　　• 風(fēng)機采用4-72離心風(fēng)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(fēng)機的平衡等級在5.6級以上；噪音不大于85dB（A）；
　　• 風(fēng)機風(fēng)量、風(fēng)壓等參數(shù)滿足設(shè)計要求，且性能穩(wěn)定；
♦ 設(shè)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(shè)備電加熱管采用碳鋼光管加熱，易清理、加熱效果好；

整套設(shè)備技術(shù)性能及特點
A、該設(shè)備設(shè)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(shè)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(xué)性能，低阻低耗，高吸附率等，極適合于大風(fēng)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(fēng)機就可以正常運轉(zhuǎn)，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(shè)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(fēng)機：采用后引風(fēng)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(fēng)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(jié)構(gòu)，它的作用是利用催化反應(yīng)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(jié)構(gòu)件，濟南歐銘環(huán)保設(shè)備有限公司自行設(shè)計、制造）
? 預(yù)熱室：由加熱器加熱交換器預(yù)熱后的廢氣，提高進氣溫度達到催化反應(yīng)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(shè)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(shè)備內(nèi)部生銹氧化情況；
? 脫附風(fēng)機：采用后引風(fēng)式，使本裝置在負壓下工作。

整套設(shè)備安全措施
? 阻火除塵器：催化凈化裝置前設(shè)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(shè)備之間的危險。
? 泄壓口：為膜片泄壓方式，當設(shè)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(shè)備運行安全和設(shè)備使用壽命。
? 溫度超溫報警：催化凈化裝置內(nèi)部設(shè)有溫度超溫報警，設(shè)備試運行時設(shè)定安全溫度，當設(shè)備運行溫度超溫時會自動打開補新風(fēng)閥門關(guān)閉電加熱，以稀釋進氣溫度，以保證設(shè)備的安全運行；
? 控制系統(tǒng)：整套設(shè)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(fēng)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(fēng)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(shè)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(shè)備和風(fēng)管均良好接地，以消除靜電。
（3）裝置設(shè)有溫度報警、自動控制系統(tǒng)，嚴格控制各設(shè)備運行溫度。
（4）設(shè)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(shè)置多重安全保護措施，并結(jié)合自動保護和報警。