活性炭-催化燃燒

活性炭吸附及催化燃燒裝置

一、活性炭吸附：

活性炭是經(jīng)過活化處理后的碳，其具備比表面積大，孔隙多的特點，使其具有較強吸附能力。顆粒碳比表面積一般可達600—1200m2/g，其孔徑大小范圍在1.5nm一5um之間。

其吸附方式主要通過2種途徑：

一是活性炭與氣體分子間的范德華力，當(dāng)氣體分子經(jīng)過活性炭表面，范德華力起主導(dǎo)作用時，氣體分子先被吸附至活性炭外表面，小于活性炭孔徑的分子經(jīng)內(nèi)部擴散轉(zhuǎn)移至內(nèi)表面，從而達到吸附的效果，此為物理吸附;

二是吸附質(zhì)與吸附劑表面原子間的化學(xué)鍵合成，此為化學(xué)吸附?；钚蕴课揭话氵m用于大風(fēng)量、低濃度、低濕度、低含塵的有機廢氣。

活性炭的吸附能力主要是受其本身的比表面積、孔隙大小、分子間力、化學(xué)鍵合成等因素影響;而在實際應(yīng)用中，對活性炭裝置的設(shè)計，關(guān)鍵是活性炭的過濾面積、過濾風(fēng)速、活性炭的層厚。

活性炭過濾風(fēng)速在《吸附法工業(yè)有機廢氣治理工程技術(shù)規(guī)范》(HJ2026—2013)中，可以查到固定床吸附，采用顆粒狀吸附劑氣體流速宜低于0.6m/s，采用纖維狀吸附劑氣體流速宜低于0.15m/s，采用蜂窩狀吸附劑氣體流速宜低于1.2m/s;過濾面積即可根據(jù)處理風(fēng)量和過濾風(fēng)速計算得出。常見活性炭的類型有：

二、活性炭吸附+催化燃燒

工廠車間從事生產(chǎn)作業(yè)時會產(chǎn)生刺激性等有害氣體之污染物，對大自然生態(tài)與廠區(qū)環(huán)境都會造成空氣 污染之危害，該設(shè)備將所排放的廢氣加以收集后，利用活性炭吸附塔將廢氣處理至符合空氣污染物排 放標(biāo)準(zhǔn)后再排放至大氣中，以免造成環(huán)境與人員之危害。
活性炭吸附與脫附催化燃燒爐是將吸附濃縮單元和熱氧化單元有機地結(jié)合起來的一種方法，主要適用于較低濃度有機氣體且不宜采用直接燃燒或催化燃燒法和吸附回收法處理的有機廢氣，尤其對大風(fēng)量的處理場合，均可獲得滿意的經(jīng)濟效果和社會效果。 經(jīng)吸附凈化并脫附后轉(zhuǎn)換成小風(fēng)量、 高濃度的有 機廢氣， 對其進行熱氧化處理， 并將有機物燃燒釋放的熱量有效利用。
其工作原理是：活性炭經(jīng)過吸附運行一段時間后達到飽和，啟動系統(tǒng)的脫附-催化燃燒過程，通過熱氣流將原來已經(jīng)吸附在活性炭表面的有機溶劑脫附出來， 并經(jīng)過催化燃燒反應(yīng)轉(zhuǎn)化生成 CO2 和水蒸氣等無害物質(zhì)，并放出熱量，反應(yīng)產(chǎn)生的熱量經(jīng)過熱交換部分回用到脫附加熱氣流中，當(dāng)脫附達到一定程度時放熱跟 脫附加熱達到平衡，系統(tǒng)在不外加熱量的情況下完成脫附再生過程。

該設(shè)備采用多氣路連續(xù)工作，設(shè)備多個吸附床可交替使用。含有機物的廢氣經(jīng)風(fēng)機的作用，經(jīng)過活性炭吸附層，有機物質(zhì)被活性炭特有的作用力截留在其內(nèi)部，吸附去處效率達80%，吸附后的潔凈氣體排出；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)，之后按照PLC自動控制程序?qū)柡偷幕钚蕴看才c脫附后待用的活性炭床進行交替切換。CO（催化氧化設(shè)備）自動升溫將熱空氣通過風(fēng)機送入活性炭床使碳層升溫將有機物從活性炭中“蒸”出，脫附出來的廢氣屬于高濃度、小風(fēng)量、高溫度的有機廢氣，再進入CO爐進行氧化分解達標(biāo)排放。

三、催化燃燒法：VOC-AC/CO型有機氣體催化凈化裝置，是利用催化劑使有害氣體中的可燃組分在較低的溫度下氧化分解的凈化方法。對于有機溶劑氧化分解生成CO₂和H₂O并釋放出大量熱量。其反應(yīng)方程式為：

活性炭脫附出來的高濃度、小風(fēng)量、高溫度的有機廢氣經(jīng)阻火器后，進入特制的板式熱交換器，和催化反應(yīng)后的高溫氣體進行能量間接交換，此時廢氣源的溫度得到第一次提升；具有一定溫度的氣體進入預(yù)熱器，進行第二次的溫度提升；之后進入第一級催化反應(yīng)，此時有機廢氣在低溫下部份分解，并釋放出能量，對廢氣源進行直接加熱，將氣體溫度提高到催化反應(yīng)的最佳溫度；經(jīng)溫度檢測系統(tǒng)檢測，溫度符合催化反應(yīng)的溫度要求，進入催化燃燒室，有機氣體得到徹底分解，同時釋放出大量的熱量；凈化后的氣體通過熱交換器將熱能轉(zhuǎn)換給出冷氣流，降溫后氣體由引風(fēng)機排空。

有機物利用自身氧化燃燒釋放出的熱量維持自燃，如果脫附廢氣濃度足夠高，CO爐正常使用需要很少的電功率甚至不需要電功率加熱，做到真正的節(jié)能、環(huán)保，其優(yōu)點如下：

1、起燃溫度低,節(jié)省能源

   有機廢氣催化燃燒與直接燃燒相比,具有起燃溫度低、能耗低的顯著特點。在某些情況下,催化燃燒達到起燃溫度后便無需外界供熱。

2、適用范圍廣

   催化燃燒幾乎可以處理所有的烴類有機廢氣及惡臭氣體。對于涂裝、有機化工、涂料、絕緣材料等行業(yè)排放的低濃度、多成分、無回收價值的廢氣,采用吸附--催化燃燒法的處理效果更好。在中低濃度廢氣環(huán)境，前端通常采用活性炭或沸石轉(zhuǎn)輪濃縮后再進入催化燃燒，更節(jié)能。

3、處理效率高,無二次污染

   用催化燃燒法處理有機廢氣的凈化率一般都在95%以上,最終產(chǎn)物為無害的CO2 和H2O (雜原子有機化合物還有其他燃燒產(chǎn)物),且由于燃燒溫度低,能大量減少NOX 的生成,因此不會造成二次污染。但是其缺點是工藝條件要求嚴(yán)格，不允許廢氣中含有影響催化劑壽命和處理效率的塵粒和霧滴，也不允許有使催化劑中毒的物質(zhì)，以防催化劑中毒，因此采用催化燃燒技術(shù)處理有機廢氣必須對廢氣進行預(yù)處理。

四、產(chǎn)品外形結(jié)構(gòu)：