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活性炭吸脫附+催化燃燒百科

文章出處：鑫藍環保鑫藍動態網責任編輯：蔡作者：蔡人氣：-發表時間：2023-09-25 00:00:00【大中小】

VOCs污染來源及其危害

環境中VOCs擁有來源廣，種類多的特征，國內已經監測出的VOCs已經有300多種，主要首要來自人類生產生活中，分布在建筑裝飾，有機化工，石油石化，包裝印刷，表面涂裝等行業。

常用的VOCs治理方法

VOCs污染如此嚴重，相應法規標準陸續出臺，助推廢氣治理行業快速發展。各種含VOCs排放的廢氣處理技術得到運用，下面就介紹當前主要的治理技術：

（1）UV高效光解凈化法

凈化技術原理：利用高能UV紫外線的光能裂解和氧化有機物質的分子鏈，改變物質結構的原理。

適應工況及凈化效率：小風量，低濃度，不含粉塵的常溫廢氣，正常情況凈化效率為50%左右。

投資費用及運行費用：中高等投資，系統用電量大，運行維護成本較高。

（2）等離子凈化法

凈化技術原理：利用高壓電極發射的等離子及電子，裂解和氧化有機物質分子結構。

適應工況及凈化效率：小風量，低濃度及濕度，不含粉塵的干燥常溫廢氣，正常情況凈化效率為40%左右。

投資費用及運行費用：中高等投資，系統用電量大，運行維護成本較高。

（3）活性炭吸附法

凈化技術原理：利用活性炭內部孔隙結構發達，比表面積大，對各種有機物具有高效吸附能力原理。

適應工況及凈化效率：各種風量，低濃度及濕度，不含粉塵的干燥常溫廢氣，初期凈化效率可到90%，以后逐步衰減。

投資費用及運行費用：一次性投資相對較小，活性炭吸附飽和后要做危廢處理，后期處理費用高。

（4）直接燃燒法

凈化技術原理：利用有機物在高溫條件下的可燃性將其通過化學氧化反應進行凈化的方法。

適應工況及凈化效率：各種風量，高濃度，不含粉塵的干燥廢氣，凈化效率可到99%以上。不適合處理含硅樹脂，硫，氯等物質的有機廢氣。

投資費用及運行費用：一次性投資較大，運行費用需要視廢氣濃度確定，一般可以接受。

（5）催化燃燒法

凈化技術原理：利用催化劑的催化作用來降低有機物的化學氧化反應的溫度條件，從而實現節能、安全的目的。

適應工況及凈化效率：各種風量，高濃度的干燥廢氣，凈化效率可到90%以上。不適合處理含硅樹脂，硫，氯等物質的有機廢氣，一般進催化爐前需加中效干式過濾器。

投資費用及運行費用：中等投資，運行費用較高，催化劑的使用壽命約為8000小時，到期需更換。

活性炭吸附脫附+催化燃燒組成及運行剖析

1、活性炭箱的選型

炭箱里面活性炭的選擇非常重要，因為要反復經過吸脫附，所以其質量要比吸附即拋型活性炭要好，其使用時間可達8000小時。應選用以優質無煙煤作為原料、經過高溫石墨化預制，外形蜂窩狀為宜。蜂窩活性炭具有空氣動力性能好，床層阻力小，吸脫附速度快，適合處理大風量，低濃度有機廢氣。

碳床宜選用3mm厚鋼板焊接，內外需做防銹處理，且外敷保溫棉，保溫厚度宜根據實際情況確定。空床氣速越大，碳床飽和時間越短，吸附氣速宜取1.2～1.8m/s。活性炭一般在里面敷設4~5層，層與層之間留有100～150mm空隙方便檢修及維護。

2、催化爐的選型

催化劑種類很多，目前VOCs處理一般選用較多的是蜂窩式貴金屬催化劑，催化劑的裝填量一般根據廢氣量和空速比決定，當然也與催化床層數有關系，一般設置4~5層為宜。考慮到經濟性與實用性，催化劑空速比選擇在10000h-1～15000h-1之間。空速比越高，成本就越高，反之亦然。催化劑的活性溫度在350℃左右，對有機廢氣處理效率可達97%，溫度越高活性越好，但超過600℃會造成貴金屬涂層的損壞。

催化床層預熱一般采用電加熱。如果采用燃燒器，需要與催化劑保持一定距離，以免對催化劑造成損害。現在催化爐較為普遍的做法是將催化床與換熱器做在一起，比較緊湊，方便運輸。

3、活性炭吸附脫附+催化燃燒工作原理

該組合運行流程為：低濃度VOCs有機廢氣進若干個活性炭箱，被活性炭充分吸附，凈化后有機廢氣直接從煙囪排出。吸附飽和的活性炭箱停止進入廢氣，來自催化燃燒爐的高溫潔凈氣體進入碳箱進行脫附，脫附出來的高濃度有機廢氣，進入催化燃燒爐凈化（由于是高濃度有機廢氣，所以運行費用很低），處理后的高濃有機廢氣被分解為潔凈氣體，通過煙囪排走。脫附完成的碳箱處于待命狀態，待其他碳箱吸附飽和開始脫附時候，其立即開始吸附工作，如此重復。

4、活性炭吸附脫附+催化燃燒運行的安全問題及相應措施

該種組合工藝，由于處理高效，運行穩定，投資成本低，在涂裝、噴漆、化工等行業，得到大量應用。

在實際運用也暴露出了一些問題，主要有：

（1）活性炭易發生堵塞；

（2）催化燃燒爐溫度過高，進活性炭箱脫附的潔凈氣體溫度不好控制，易發生火災；

（3）脫附濃度不好控制，容易造成催化爐溫度偏高；

針對以上出現的問題，作者根據長期積累的經驗，可以采取以下措施：

（1）在進活性炭箱前放置干式過濾器（G4+F8精度），可以過濾一些顆粒及漆霧，防止堵塞活性炭。

（2）在進活性炭箱的脫附管路設置熱電偶測溫，且開設新風口，配備新風風機，測溫元件與風機連鎖，自動運行.

（3）在脫附管路回路，增設新風口稀釋高濃度廢氣。增加新風閥及濃度檢測儀，濃度檢測儀與新風閥通過PLC連鎖自動控制。同時由于催化爐為負壓運行，因此催化爐主風機在選型時就應該加大風量。

如果發生安全事故，作者認為還可以增加以下設置，避免事故擴大：

（1）將活性炭箱接入消防噴淋水，如果活性炭燃燒起來，通過噴淋可以迅速滅火，有條件還可以采用充氮保護，需要購買制氮機，可以視情況定；

（2）催化爐增設防爆口，防爆膜可以用薄的不銹鋼代替。即便催化爐溫度過高，壓力過大，也可以通過防爆口立刻排出，對催化爐本事沒有影響，可以快速修復。

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