喷漆房有机废气治理系统工艺设计案例,喷漆废气是大气环境主要污染源之一。本装置采用最新工艺设计, 即干式过滤+活性炭吸附脱附+催化燃烧方式,在治理VOCs污染中效果十分显著,对环境保护、劳动保护和保护人体健康有良好的实用价值。下面以自己公司喷漆废气的治理设计方案为例展开说明。
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1、有机混合气体处理设计指标需求
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(1)废气量:30000Nm3/h;' |+ B1 x4 P- @5 ~6 V* k' N ~) J- s7 p
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(2)操作温度:常温;. T9 |& C% m; F! Y4 z# o
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(3)废气输送压力:3000Pa;
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(4)处理效率:80%;' x: d/ M. L9 k' J* x( n7 t
' a) ^8 S& T R1 }3 I0 P& p(5)入口浓度:≤200mg/m3
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(6)出口浓度:≤50mg/m31 @: |# n/ e6 x* v) l
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2、工艺原理及流程描述
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(1)工艺原理:
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" _3 H8 M/ L4 R" b3 `; r, X' C4 r当气体分子运动到固体表面时,由于气体分子与固体表面分子之间相互作用,使气体分子暂时停留在固体表面,形成气体分子在固体表面浓度增大,这种现象称为气体在固体表面上的吸附。被吸附物质称为吸附质,吸附质的固体物质称为吸附剂。而活性炭吸附法是以活性炭作为吸附剂,把废气中有机物化合物吸附到固相表面进行吸附浓缩,从而达到净化废气的方法。" e6 c" ?9 h! T0 }
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大风量、低浓度有机废气经过前端初效三级干式过滤器去除漆雾和粉尘,然后通入活性炭吸附床,与蜂窝活性炭充分接触,再进行脱附再生后转换成小风量、高浓度的有机废气。该部分气体进入后端的催化燃烧氧化设备进行氧化反应,使废气中的挥发性有机物在催化氧化室中氧化分解成二氧化碳和水,并放出热量,经过换热器预热进入催化床前的脱附气体后经过烟囱高空排放。同时系统利用部分热气体对活性炭进行再生过程,保证活性炭得到重复使用。
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1 E* q0 a: Q4 v* b4 b& g(2)工艺流程说明
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& J# P+ [# v$ p! I本装置工作过程可分为四个阶段:废气收集阶段、初效干式过滤阶段、活性炭吸附阶段和活性炭脱附再生阶段。! A: }' w1 D0 m! p* | `
, f+ x" J( l8 f0 t3 Y. J废气收集阶段:
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在喷漆房内设置专门的废气收集罩和管道系统,将废气集中收集。; g: B7 y7 o% w/ o' q# y7 I
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初效干式过滤阶段
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来自喷漆房的废气首先进入到初效干式过滤器进行预处理,经过初效干式过滤器的三级过滤,拦截住有机废气中的颗粒物,为后续活性炭吸附过程提供了有力条件,并保证活性炭的使用寿命。
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9 N7 S0 i# }8 Z3 c, }' e活性炭吸附过程:3 j1 x8 H) l8 e
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经过初效干式过滤器后的有机废气进入到活性炭吸附装置。有机废气通过活性炭层时,有机废气中的有机组分被吸引到活性炭的表面并浓集保持其上。有机组分从而与其他组分分开,其他组分(洁净气体)经风机排空。
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活性炭脱附过程:
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/ ]; d# r* X% l8 e活性炭使用一段时间,吸附了一定量的溶剂后,会降低或失去吸附能力,此时活性炭需要脱附再生,再生后活性炭重新恢复吸附能力,可继续使用。再生时,启动催化燃烧装置预热室电源,将空气预热,预热后的气体送入吸附箱,箱中的活性炭受热后,活性炭吸附的溶剂挥发出来,溶剂经风机送入催化燃烧室燃烧,分解生成CO2和H2O等热空气,热空气一部分回到活性炭吸附箱继续给活性炭加热,另一部分排空,热空气内部循环多次活性炭即可得到再生。
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. R3 q2 k# p- G8 x3、本工艺的主要特点8 C. y9 n" V# o! L7 W( `2 ] w) L
$ q* J; z& f5 E5 R5 P! h(1)生产环境好,无污染。3 S9 W/ v, U1 P/ J
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(2)工艺设备可靠性强,故障与维修量小,维修费用低,减少维修人员的工作量。
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(3)由于自动化程度比较高,操作人员少,劳动强度小。) N5 |- L. d) G- `0 B3 f
% h5 H* s0 M" l1 {. k(4)能够充分回收余热、节能。" z; |% r" y9 G8 _# A
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(5)系统投资小,运行成本低。- w+ m# a& T% H" |5 Y$ h
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4、有机废气处理工艺总图布置( [6 i4 }+ B% p# b
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(1)初效干式过滤器:布置在厂房内。本方案选用1台DN1000初效干式过滤器;* V) s0 p- T$ m0 }7 H0 C
$ [, \3 t( T7 @, {7 X( e* }# B(2)活性炭吸附箱:布置在厂房内。本方案选用3台活性炭吸附箱,运行方式:2开1备;! I( S K8 F9 L! A) F* E
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(3)催化燃烧器:布置在厂房内。本方案选用1台2500Nm3/h催化燃烧器;
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(4)烟囱:在室外露天布置。烟囱设计直径DN1000,高度16米;
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2 [' D6 {0 r" m% E(5)主排风机:布置在厂房内。配置1台排风机。型号:4-72-9 右45°,流量35700Nm3/h,全压2914Pa,电机:45KW;
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(6)脱附风机:布置在厂房内。配置1台脱附风机。型号:6-35-4右0°,流量2314Nm3/h,全压2512Pa,电机:3KW;
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(7)补冷风机:布置在厂房内。配置1台补冷风机。型号:4-72-2.8右0°,流量1141Nm3/h,全压963Pa,电机:1.5KW;
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(8)有机废气的处理厂房应与其他生产厂房分开布置,其间距应符合现行国家标准《建筑设计防火防范》的有关规定;
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(9)有机废气的处理区内的消防车道,应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》的有关规定;
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(10)有机废气处理工艺总图布置,具体详见图4-1有机废气处理工艺总图。
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(1)适用范围广。催化燃烧器几乎可以处理所有的烃类有机废气及恶臭气体。对于有机化工、涂料、绝缘材料等行业排放的低浓度、多成分、无回收价值的废气,采用吸附—催化燃烧器法的处理效果更好。
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(2)处理效率高,无二次污染。用催化氧化法处理有机废气的净化率一般都在95%以上,最终产物为无害的 CO2 和 H2O,且由于燃烧温度低,能大量减少 NOx 的生成,因此不会造成二次污染。
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7 ]3 D0 e$ p' | U, Q n: s L( c(3)有机混合废气的处理由自动控制系统控制,操作工艺简单,启动、停炉简单,故障率低,运行周期性长,安全性好。
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