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蜂窝沸石催化燃烧原理

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一、蜂窝沸石催化燃烧的原理‌主要包括吸附、脱附和催化燃烧三个步骤。
‌吸附过程‌:大风量、低浓度的有机废气通过蜂窝沸石转轮时,废气中的VOCs(挥发性有机化合物)被沸石吸附剂吸附,从而净化废气。吸附剂通常采用蜂窝状沸石转轮,这种结构能够高效地吸附VOCs,并且压降低,浓缩倍数高,运行能耗低‌。
‌脱附过程‌:当沸石转轮吸附饱和后,将其转到脱附区域,使用180~220℃的高温空气进行脱附,使VOCs从沸石中释放出来。脱附后的高浓度有机废气进入催化燃烧设备‌。
‌催化燃烧过程‌:脱附后的高浓度有机废气进入催化燃烧设备,通过电加热升温至300多℃,在催化剂的作用下,有机废气被氧化分解成二氧化碳和水。这个过程释放的热量可以通过热交换器回收利用,用于沸石转轮的脱附再生,实现热能循环利用,节能环保。
二、应用范围和特点
该技术主要适用于大风量、低浓度的VOCs废气治理,如涂装行业、油墨印刷、橡胶行业等。其特点包括:
‌高吸附和脱附效率‌:吸附效率可达90%,脱附效率高‌。
‌低能耗‌:沸石转轮吸附VOCs产生的压降低,运行能耗低。
‌模块化设计‌:维护方便,使用寿命长,维护成本低。
‌安全稳定‌:沸石不燃,安全性能高‌。
三、转轮常用吸附剂
       吸附材料是转轮技术的核心,常用的有活性炭和沸石分子筛两种 活性炭有丰富的微孔,较 大的比表面积,吸附能力强,速度快,被广泛用于转轮技术中 活性炭作为吸附剂处理废气时, 其吸附容量大,成本低,但是其孔道易堵塞,并且活性炭本身具有 定的可燃性,在脱附时易着 火,会构成 定的安全隐患,不符合安全生产的要求,在实际的应用中会受到影响 沸石分子筛是一种具有特定骨架结构的结晶铝硅酸金属盐的水合物材料,化学通式为:Mx/m[(AI02)X(Si02)y]zH2O其中代表阳离子,表示其价态数,表示水合数, X是整数,改结构被活化后,里头的水分子会消失,剩下的成分就会自动形成笼形结构,孔径为-10沸石分子筛其选择吸附能力主要得力于规整的结构 沸石分子筛孔径排列规则,分布均匀,选择吸附性主要是因为不同沸石的孔径大小不同。
四、催化燃烧过程
催化燃烧过程是在催化燃烧装置中进行的 有机废气先通过热交换器预热到200℃- 400℃ ,再进入燃烧室,通过催化剂床时,碳氢化合物的分子和混合气体中的氧分子分别被吸附在催化剂的表面而活化。由于表面吸附降低了反应的活化能,碳氢化合物与氧分子在较低的温度下迅速氧化,产生二氧化碳和水。
五、沸石转轮浓缩催化燃烧技术的基本构思
      采用吸附分离法对低浓度、大风量工业废气中的 VOCs 进行分离浓缩对浓缩后的高浓度、小风量的污染空气采用燃烧法进行分解净化,通称吸附分离浓缩+燃烧分解净化法。具有蜂窝状结构的吸附转轮被安装在分隔成吸附、再生、冷却三个区的壳体中,在调速马达的驱动下以每小3-8转的速度缓慢回转吸附、再生、冷却三个区分别与处理空气、冷却空气、再生空气风道相连接。而且,为了防止各个区之间窜风及吸附转轮的圆周与壳体之间的空气泄漏,各个区的分隔板与吸附转轮之间、吸附转轮的圆周与壳体之间均装有耐高温、耐熔剂的氟橡胶密封材料。
六、 转轮吸附浓缩催化燃烧工艺流程
     1号风机带动含 VOCs 废气经过转轮a区域,a区域为吸附区,根据不同的目标物可在转轮中填充不同的吸附材料。吸附了VOCs的a区域随转轮转动来到 b区域进行脱附,并流经传热高温气流将吸附于转轮上的VOCs脱附下 ,并经过传热达到起燃温度,随后进入催化燃烧进行催化氧化反应。由于转轮脱附之后又要进行吸附,所以在脱附区域旁边设冷却区域 ,以空气进行冷却 ,冷却之后的温空气经传热变成脱附用热空气 催化燃烧反应之后的热气流将部分传递给传热后排至空气。
七、 转轮吸附浓缩一催化燃烧工艺特点
(1) 吸附区旁路内循环的建立。 当废气经过吸附区吸附后不达标,进入旁路内循环,再次进行吸附处理。此旁路内循环的基本思路为消灭现有污染再吸纳新的污染。
(2) 冷却风旁路建立。在工况十分复杂的情况下,VOCs浓度有可能陡然升高,此时将部分冷却风引人到吸附区以降低脱附风量,同时在传热后补充新风,以维系进入催化反应器的风在预设范围以内此旁路的基本思想是以新风对高浓度 VOCs 进行稀释,因而从效果上看,此法也会延长治理时间
八、工作原理
1.先用沸石模块对挥发性有机废气(VOCs)进行吸附、压缩,提高浓度;
2.把高浓度的废气分子脱附后送入催化氧化炉进行无焰燃烧,分解成CO2和H2O,达到对有机废气净化的目的。
九、性能特点
1. 净化效率高,可达95%以上;
2. 选择性吸附、防水、耐高温、吸附均匀、脱附效率高;
3. 可高温脱附,对部分易聚合物可高温分解;
4. 安全性高,脱附彻底无溶剂残留,同时材料本身为无机材料,杜绝着火隐患;
5. 选用特殊成型的蜂窝沸石分子筛作为吸附材料,吸附剂寿命长,吸附系统阻力小;
6. 可同时去除多种有机污染物,具有工艺流程简单、设备紧凑、运行可靠等优点;
7. 具有运行费用低的优点,其热回收效率一般可达95%以上;
8. PLC控制柜模块智能化控制,多点触控,远程化控制,人性化操作界面;
9. 整个过程无废水产生,净化过程不产生NOX等二次污染。
十、适用范围
1. 适用于常温、大风量、中低浓度,易挥发的有机废气,包括一些有机溶剂如苯类、酮类、醛类、醚类、烷烃及其混合类等;
2. 废气中含有氮、硫、氯等杂质的排气处理等;
3.各种喷漆车间、印刷车间、铝型材生产、镀膜加工、电子制品制造、半导体集成电路、液晶显示屏(LCD)制造、锂离子电池制造、树脂、橡胶、轮胎等制品生产过程的排气处理 。