熱門關(guān)鍵詞: 耐高溫除濕機(jī) 耐低溫除濕機(jī) 恒溫恒濕機(jī) 轉(zhuǎn)輪除濕機(jī) 家用除濕機(jī) 商用除濕機(jī) 工業(yè)除濕機(jī)
沸石轉(zhuǎn)輪—催化氧化VOCs治理裝置在包裝行業(yè)中的應(yīng)用
原標(biāo)題:沸石轉(zhuǎn)輪—催化氧化VOCs治理裝置在包裝行業(yè)中的應(yīng)用
摘要:介紹了一種將沸石轉(zhuǎn)輪與催化氧化技術(shù)協(xié)同組合并用于揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs)廢氣治理的裝置。通過對包裝行業(yè)所排放的VOCs廢氣風(fēng)量
因涂裝
包裝廢氣具有以下特點(diǎn):(1)廢氣成分復(fù)雜
隨著新環(huán)保法規(guī)的修訂出臺與各地對VOCs排放限制的嚴(yán)控
01
沸石轉(zhuǎn)輪-催化氧化裝置原理
目前國內(nèi)包裝行業(yè)廢氣具有排放風(fēng)量大
1.1沸石轉(zhuǎn)輪-催化氧化裝置工藝流程
VOCs沸石轉(zhuǎn)輪-催化氧化裝置采用沸石濃縮與催化劑氧化組合技術(shù),由多級過濾器
含有VOCs的有機(jī)廢氣先經(jīng)過初步多級過濾后
,由鼓風(fēng)機(jī)送至沸石轉(zhuǎn)輪分段裝置吸附區(qū)(A區(qū))進(jìn)行吸附處理,生成的潔凈空氣被直接排出。隨著沸石轉(zhuǎn)輪的不停旋轉(zhuǎn),已飽和的轉(zhuǎn)輪吸附區(qū)部分轉(zhuǎn)至再生區(qū)(R區(qū)),接受來自反向高溫再生空氣的吹洗并進(jìn)行脫附。脫附后的高質(zhì)量濃度有機(jī)廢氣直接進(jìn)入催化氧化裝置進(jìn)行氧化分解。經(jīng)過脫附區(qū)的VOCs廢氣隨后旋轉(zhuǎn)進(jìn)入冷卻區(qū)(P區(qū)),降溫后返回吸附區(qū)進(jìn)行循環(huán)操作。由于脫附再生區(qū)的空氣風(fēng)量一般僅為處理區(qū)風(fēng)量的1/10,因此再生后廢氣中的VOCs質(zhì)量濃度約為濃縮前的10倍。沸石轉(zhuǎn)輪再生濃縮后的高質(zhì)量濃度有機(jī)廢氣被吹入下游催化氧化裝置
,并由燃燒器對其進(jìn)行升溫,預(yù)熱至350℃后進(jìn)行催化氧化反應(yīng)。催化氧化全過程采用蜂窩狀鉑(Pt)觸煤,廢氣中VOCs經(jīng)催化氧化反應(yīng)生成無毒無害的二氧化碳與水。通過催化氧化工段后,被排出的凈化氣體溫度約為360℃;為充分利用余熱
,將催化氧化設(shè)備凈化后的氣體與再生用廢氣進(jìn)行熱交換1.2沸石轉(zhuǎn)輪濃縮分段裝置結(jié)構(gòu)與原理
1.2.1沸石轉(zhuǎn)輪的結(jié)構(gòu)與組成
當(dāng)廢氣具有大風(fēng)量低質(zhì)量濃度的特性時(shí)
沸石濃縮轉(zhuǎn)輪結(jié)構(gòu)分為吸附區(qū)(A區(qū))、再生區(qū)(R區(qū))與冷卻區(qū)(P區(qū))
1.2.2沸石轉(zhuǎn)輪適用風(fēng)量與VOCs質(zhì)量濃度
針對不同VOCs質(zhì)量濃度的廢氣
,所采用的處理方式不盡相同,而沸石轉(zhuǎn)輪常被用于大風(fēng)量低質(zhì)量濃度有機(jī)物廢氣的濃縮處理。不同質(zhì)量濃度VOCs氣體的處理方法見表1。對于VOCs質(zhì)量濃度低于600mg/m3的大風(fēng)量廢氣
,采用沸石轉(zhuǎn)輪濃縮裝置可達(dá)到后續(xù)節(jié)能處理的目的。根據(jù)目前轉(zhuǎn)輪的直徑與厚度,在質(zhì)量濃度低于600mg/m3的情況下,可處理風(fēng)量范圍為0.4~18m3/h。1.2.3沸石轉(zhuǎn)輪對包裝印刷廢氣中VOCs的吸附曲線
包裝行業(yè)廢氣中主要含有鄰二甲苯
、異丙醇、乙酸乙酯、己二酸等苯系物,醇類及酯類物質(zhì),因此需要對沸石轉(zhuǎn)輪上的疏水性分子篩進(jìn)行吸附效率評價(jià)。根據(jù)吸附效率與時(shí)間的關(guān)系對沸石轉(zhuǎn)輪分子篩的吸附性能進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn),分別采用質(zhì)量濃度為500mg/m3的苯系物、400mg/m3的醇類物以及300mg/m3的酯類物質(zhì)作為處理廢氣成分。結(jié)果見圖2。圖2表明
,對于包裝行業(yè)廢氣中含有的VOCs物質(zhì)(即苯系物、醇類與酯類物質(zhì)),疏水性分子篩均能進(jìn)行有效吸附。1.3催化氧化分段裝置結(jié)構(gòu)與原理
催化氧化分段裝置采用貴金屬Pt作催化劑,對沸石轉(zhuǎn)輪處理后的高質(zhì)量濃度廢氣進(jìn)行預(yù)熱并將其催化氧化分解
溫度不同時(shí)
,催化劑對VOCs的處理活性效率也不同,因此需要尋找催化劑的最佳使用溫度。根據(jù)VOCs廢氣中含有的主要有機(jī)揮發(fā)物(正己烷、二甲苯、苯、乙醇等物質(zhì)),在不同入口溫度條件下對其進(jìn)行轉(zhuǎn)化率測試評價(jià),結(jié)果見圖3。由圖3可知
,在350℃下,主要的揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)基本可被催化劑氧化去除。02
包裝行業(yè)廢氣的組成與測試排放標(biāo)準(zhǔn)
2.1包裝行業(yè)VOCs廢氣主要成分
包裝行業(yè)所產(chǎn)生的VOCs廢氣中主要含有鄰二甲苯
、異丙醇、甲氧基丙醇、乙酸乙酯、乙酸丙酯、己二酸等苯系物、酯類與醇類物質(zhì)。2.2包裝行業(yè)測試排放標(biāo)準(zhǔn)
當(dāng)前我國各省采用的VOCs控制標(biāo)準(zhǔn)不盡相同
,最常用的標(biāo)準(zhǔn)為天津地標(biāo)DB12/524—2014《工業(yè)企業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物排放控制標(biāo)準(zhǔn)》,其中對苯、甲苯03
沸石轉(zhuǎn)輪-催化氧化裝置的效果分析與經(jīng)濟(jì)性對比
3.1應(yīng)用案例
某包裝生產(chǎn)線所排放的廢氣中含VOCs,質(zhì)量濃度約為53.03mg/m3
由于包裝生產(chǎn)線VOCs廢氣的質(zhì)量濃度偏低(<600mg/m3)
,需采用沸石轉(zhuǎn)輪-催化氧化裝置對廢氣進(jìn)行濃縮后再作加熱催化氧化處理。6條生產(chǎn)線入口風(fēng)量Q1=m3/h,每天生產(chǎn)16h根據(jù)實(shí)際測量結(jié)果可知,沸石轉(zhuǎn)輪-催化氧化裝置對大風(fēng)量低質(zhì)量濃度包裝印刷廢氣中VOCs的去除效率高達(dá)98.01%
3.2不同燃料經(jīng)濟(jì)性對比
沸石轉(zhuǎn)輪-催化氧化設(shè)備中的催化氧化工段可采用液化天然氣(LNG)、液化石油氣(LPG)或電能作為裝置運(yùn)行能源
包裝生產(chǎn)線廢氣(有組織排放)的排放量:m3/h;VOCs初始質(zhì)量濃度:53.03mg/m3(主要成分為丙酮
工況:入口氣體溫度T1=28℃
設(shè)需要熱量為Q;LNG使用量為G
Q=250(m3/min)×60(min/h)×(360-218)℃×1.293(kg/m3)×1.005[kJ/(kg·℃)]=.45kJ/h
G=.45(kJ/h)/.84(kJ/m3)=75.1m3/h
費(fèi)用G1=75.1(m3/h)×3.6(元/m3)×330(d/a)×24(h/d)=元/a
P=.45(kJ/h)/.44(kJ/m3)×1.96(kg/m3)=106.78kg/h
費(fèi)用P1=106.78(kg/h)×4.2(元/kg)×330(d/a)×24(h/d)=元/a
E=.45(kJ/h)/3600.68(kJ/kW)=768.6kW/h
費(fèi)用E1=768.6(kW/h)×0.7[元/(kW·h)]×330(d/a)×24(h/d)=元/a
G1∶P1∶E1=1∶1.7∶2
不同能源的運(yùn)行費(fèi)用對比結(jié)果表明
沸石轉(zhuǎn)輪-催化氧化裝置在初期投資與能源消耗方面具有明顯的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢,并且裝置的低溫燃燒安全性好
04
結(jié)語
針對大風(fēng)量低VOCs質(zhì)量濃度的包裝涂裝廢氣治理
在工業(yè)迅速發(fā)展及環(huán)境保護(hù)形勢日益嚴(yán)峻的今天
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