活性炭吸附催化一體設備在汽車涂裝噴漆廢氣處理中的應用

時間：2021-08-18

汽車涂裝噴漆廢氣因VOCs濃度較低，排放溫度低的特性一般采用活性炭吸附法進行處理，這是一種成熟、有效、設備成本較低的工藝方法，其原理是目采用吸附濃縮+催化燃燒組合工藝，活性炭對VOCs吸附濃縮，脫附后可重復使用，脫附下來的濃縮VOCs通過催化劑電加熱實現(xiàn)低溫燃燒，達到處理污染物的目的，燃燒熱風循環(huán)使用于活性炭脫附，達到節(jié)能目的。

1、背景

汽車工業(yè)的涂裝廢氣主要來源是噴漆、烘干、儲漆調漆間。烘干廢氣的VOCss濃度高，一般采用蓄熱式熱力焚燒直接處理；噴漆廢氣，包括流噴漆室、流平室、儲調漆間廢氣，其濃度相對較低，通過排氣筒高空排放，因環(huán)保要求日趨升級，**已明確提出噴漆廢氣經過處理后才能排放，本文討論的就是這部分噴漆廢氣如何進行處理的。

廢氣處理多采用兩種處理方式，一種是化學燃燒，一種是物理吸附?；瘜W燃燒需要廢氣中的VOCs（揮發(fā)性化合物）含量達到一定濃度，噴漆廢氣經過了漆霧捕集，濃度較低，不具備直接燃燒條件，因此一般采用物理吸附方案。

吸附處理技術的**是吸附劑的性能，高性能的吸附劑應具有均勻孔道、較大的吸附容量、良好的疏水性以及再生等特性。

目前在工業(yè)應用中，廢氣吸附處理工藝較常用的吸附劑是活性炭和分子篩沸石兩種。“沸石濃縮轉輪吸附+催化燃燒”是近年來國外引進的新技術，沸石具有耐高溫(1000℃)，不可燃，對濕度的適應性較大RH<90％)等特點，使用壽命長，不過其一次性投入成本高；“活性炭吸附／脫附+催化燃燒”工藝較為成熟，結構簡單，安全，缺點是活性炭使用壽命短，運行成本較高。

江淮納威司達柴油發(fā)動機公司因其涂裝線廢氣產生量相對較小，結合成本考慮，使用的是一種活性炭吸附催化一體設備。

2、排放特性

某生產汽車公司采用的活性炭吸附催化一體，其應用范圍針對的是發(fā)動機涂裝車間噴漆室、流平室、儲漆調漆間產生的廢氣。

廢氣主要成分為苯、甲苯、二甲苯等混合物；廢氣總量為55000m3/h；VOCs濃度為350mg/m3；廢氣溫度≤40℃。

3、吸附催化一體設備

3.1原理

本項目（廢氣吸附催化一體設備）由活性炭吸附和催化燃燒脫附兩個基本原理設計的。即使用活性炭對送進來的廢氣進行物理吸附，從而達到降低VOCs濃度的目的；當活性炭吸附達到飽和時，對其進行熱氣流沖刷脫附，使其恢復活性，達到循環(huán)使用的目的，對脫附下來的高濃度VOCs被加熱燃燒處理。

3.2工藝流程

**為過濾裝置，過濾級數(shù)為2級，其中一級過濾為漆霧過濾器，二級過濾為初效過濾棉。經過過濾后廢氣進入吸附箱（活性炭組成），經過時VOCs被吸附。本套設備包含3個吸附箱（可交替使用）。當設備使用一段時間后，活性炭快達到飽和時停止吸附操作，用熱氣流將物從活性炭上脫附下來使活性炭再生。脫附下來的物（已被濃縮，濃度較原來提高幾十倍）送入催化燃燒室進行電加熱，燃燒轉化成CO2和H2O排出。

當廢氣濃度達到2000PPm以上時，廢氣在催化床可維持自然，不用外加熱，燃燒后的尾氣一部份通過煙囪排出大氣，大部份送往吸附床，用于活性炭的脫附再生。這樣可能滿足燃燒和脫附所需熱能，達到節(jié)能的目的，再生后的活性炭用于下次吸附。

在脫附時，凈化操作可用另一個吸附床進行，既適合于連續(xù)操作，也適合于間斷操作。

項目采用吸附濃縮+催化燃燒組合工藝，活性炭對VOCs吸附濃縮，脫附后可重復使用，脫附下來的濃縮VOCs通過催化劑電加熱實現(xiàn)低溫燃燒，達到處理污染物的目的，燃燒熱風循環(huán)使用于活性炭脫附，達到節(jié)能目的。設備具體特性如下：

a）項目設置了三個吸附床，可同時使用也可以交替使用，目的在于一個吸附床進行脫附操作時，另外兩個可以正常進行吸附操作。

b）吸附箱采用抽屜式結構，裝填方便、便于換。采用新型的活性炭吸附材料——蜂窩狀活性炭，與粒狀相比具有優(yōu)越的動力學性能。適合于大風量下使用。

由于其比重為條形活性炭纖維的8-10倍，再生前吸附溶劑可以達到活性炭總重量的25%，具有使用壽命長，吸附系統(tǒng)運行阻力低，凈化等特點。

c）催化燃燒室采用陶瓷蜂窩體的貴金屬催化劑，阻力小，活性高，當蒸汽濃度達到2000PPm以上時，可維持自燃，加熱時間大約1小時左右電加熱自行停止，不用外加熱，節(jié)約能耗。

d）燃燒后的尾氣一部份排出大氣，大部份再送回吸附箱，用于活性炭的脫附，熱能又能實現(xiàn)循環(huán)使用，達到節(jié)能的目的。

e）整個系統(tǒng)實現(xiàn)了全封閉循環(huán)，加熱方式采用電加熱，過程中不產生二次污染。

f）設備采用微機集中控制系統(tǒng)，設備運行、操作過程實現(xiàn)全自動化。具有自動順序啟動、運行、切換、停機功能，能實現(xiàn)定時吸附、脫附功能。脫附過程中，當加熱室內的溫度過設定的參數(shù)時電加熱裝置自動停止；當加熱室的溫度設定數(shù)值時，加熱裝置啟動加熱；當脫附出口氣流溫度升高，過設定的數(shù)值時，模擬閥開啟補新風；當脫附出口氣流溫度下降，設定的數(shù)值時，模擬閥關閉；當催化燃燒室的溫度過設定數(shù)值時，旁通閥打開；當催化燃燒室的溫度設定數(shù)值時，旁通閥關閉。

g）活性炭的燃點相對較低，自燃的風險大，因此設備消防是關鍵且是的。本設備的吸附床內設置有溫度檢測裝置和自動噴淋裝置，當吸附床內溫度大于90℃(吸附)或180℃（脫附）時，啟動噴淋裝置，防止活性炭自燃，確保設備安全

活性炭吸附／脫附+催化燃燒工藝是目前汽車涂裝噴漆廢氣處理應用較多的一種工藝，其性能穩(wěn)定，結構簡單，成熟，經濟環(huán)保。

本項目采用的吸附催化一體設備就是在基本工藝原理不變的前提下優(yōu)化了使用功能，簡化了操作程序，提高了安全性能，降低了能耗水

詞條
詞條說明
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