福州某鞋廠有(you)兩(liang)條生(sheng)產線(xian), 主要(yao)產品為泡沫(mo)塑料沙灘(tan)鞋, 年產量為230 萬雙(shuang), 在生(sheng)產過程中由于(yu)使用(yong)含(han)有(you)甲苯(ben)的膠水膠合, 因此在刷膠及烘干工序產生(sheng) “三苯(ben)” 廢(fei)氣(qi), 污染了周圍(wei)的環境; 針對有(you)機(ji)廢(fei)氣(qi)具有(you)大風(feng)量、低濃度的特點, 該廠于(yu) 1999 年采用(yong)活性炭纖維吸附—催化燃燒新型裝置(zhi)來(lai)處理“三苯(ben)”廢(fei)氣(qi), 處理風(feng)量為14 000m 3/h。

1　工藝流程

圖1 是活性炭(tan)纖維(wei)吸附—催(cui)化燃(ran)(ran)燒工(gong)藝流程(cheng)框圖, 整(zheng)個系統(tong)集吸附、脫附、催(cui)化燃(ran)(ran)燒于一體(ti)。

為(wei)保證系(xi)(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)(de)連續運(yun)行, 吸(xi)附(fu)(fu)(fu)器(qi)采(cai)用多單(dan)元(yuan)分(fen)流組合式結構, 正常(chang)(chang)運(yun)行時(shi), 處在脫(tuo)附(fu)(fu)(fu)狀態(tai)的(de)(de)(de)只(zhi)有(you)一個(ge)(ge)單(dan)元(yuan), 而(er)其(qi)他單(dan)元(yuan)處于(yu)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)或冷(leng)卻狀態(tai); 有(you)機廢(fei)氣(qi)(qi)收集后經過濾器(qi)進(jin)入(ru)n- 1 個(ge)(ge)單(dan)元(yuan)吸(xi)附(fu)(fu)(fu), 凈(jing)化后的(de)(de)(de)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)排入(ru)大氣(qi)(qi)。正常(chang)(chang)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)前, 先將催(cui)化床(chuang)燃(ran)燒室預(yu)熱到300 ℃,一定(ding)時(shi)間(jian)后, 當某一單(dan)元(yuan)內的(de)(de)(de)活性炭纖維吸(xi)附(fu)(fu)(fu)飽和時(shi), 打開脫(tuo)附(fu)(fu)(fu)閥(fa)門(men), 用 120 ℃熱風(feng)進(jin)行脫(tuo)附(fu)(fu)(fu), 解吸(xi)出的(de)(de)(de)高濃(nong)度(du)有(you)機廢(fei)氣(qi)(qi)進(jin)到催(cui)化床(chuang)燃(ran)燒分(fen)解為(wei)CO2 和H2O , 凈(jing)化后的(de)(de)(de)高溫(wen)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)通(tong)過列(lie)管熱交換器(qi)預(yu)熱脫(tuo)附(fu)(fu)(fu)氣(qi)(qi)體(ti)(ti), 少部分(fen)經煙(yan)囪排放, 其(qi)余補(bu)充新鮮(xian)空(kong)氣(qi)(qi)后作為(wei)脫(tuo)附(fu)(fu)(fu)熱風(feng)返回, 此時(shi)可停止電加熱管預(yu)熱, 并通(tong)過放空(kong)閥(fa)和補(bu)冷(leng)風(feng)機來實現整(zheng)個(ge)(ge)催(cui)化燃(ran)燒系(xi)(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)(de)熱平衡。每個(ge)(ge)單(dan)元(yuan)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)和脫(tuo)附(fu)(fu)(fu)時(shi)的(de)(de)(de)蝶型氣(qi)(qi)動(dong)閥(fa)門(men)由PLC工業(ye)電腦可編程序控制器(qi)按設定(ding)的(de)(de)(de)時(shi)差有(you)序開關,整(zheng)個(ge)(ge)電控裝置分(fen)手(shou)動(dong)和自動(dong)兩(liang)組, 并配有(you)自動(dong)報警(jing)系(xi)(xi)統(tong)(tong)。

2　凈化裝置特點

(1) 吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)劑采用的(de)(de)活(huo)(huo)(huo)性炭(tan)(tan)(tan)(tan)纖(xian)維(wei)性能(neng)(neng)優越, 其比表面積(ji)(ji)大(da)(da)(da)(1 300～ 2 500m2/g) , 微孔(kong)(kong)發達(da)(微孔(kong)(kong)體(ti)積(ji)(ji)占總孔(kong)(kong)體(ti)積(ji)(ji)的(de)(de) 80%左右(you)), 孔(kong)(kong)徑分(fen)布(bu)廣(20～200A ), 吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)容(rong)量大(da)(da)(da)(比粒狀(zhuang)活(huo)(huo)(huo)性炭(tan)(tan)(tan)(tan)大(da)(da)(da)幾倍(bei)(bei)至幾十倍(bei)(bei)),吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)速度快(比顆(ke)粒活(huo)(huo)(huo)性炭(tan)(tan)(tan)(tan)要快2～3 個數量級), 而(er)且(qie)(qie)再生(sheng)容(rong)易快速(一般 3～5 min) , 脫附(fu)(fu)徹底, 經多次(ci)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)脫附(fu)(fu)后(hou)仍保(bao)持原有的(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)性能(neng)(neng), 特別是(shi)對(dui)10-6級的(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)質仍保(bao)持很高(gao)(gao)的(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)量(蜂窩炭(tan)(tan)(tan)(tan)或顆(ke)粒炭(tan)(tan)(tan)(tan)此(ci)時(shi)的(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)能(neng)(neng)力則大(da)(da)(da)大(da)(da)(da)降低) , 因(yin)此(ci)對(dui)有機廢氣(qi)的(de)(de)凈化(hua)率(lv)高(gao)(gao); 同時(shi)因(yin)活(huo)(huo)(huo)性炭(tan)(tan)(tan)(tan)纖(xian)維(wei)耐熱(re)性能(neng)(neng)好(在空氣(qi)中(zhong)著(zhu)火(huo)點達(da) 500 ℃以上) , 且(qie)(qie)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)層很薄, 不會產生(sheng)類(lei)似顆(ke)粒炭(tan)(tan)(tan)(tan)或蜂窩炭(tan)(tan)(tan)(tan)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)裝(zhuang)置因(yin)熱(re)積(ji)(ji)蓄而(er)易產生(sheng)燃(ran)燒爆炸(zha)的(de)(de)危險。

(2) 采用(yong)獨(du)特的多單(dan)元(yuan)分流組(zu)合(he)式吸附(fu)(fu)(fu)(fu)床, 假設吸附(fu)(fu)(fu)(fu)床有n 個(ge)(ge)單(dan)元(yuan), 剛開始時(shi)是第1～第(n- 1)個(ge)(ge)單(dan)元(yuan)在吸附(fu)(fu)(fu)(fu), 第n個(ge)(ge)單(dan)元(yuan)在脫附(fu)(fu)(fu)(fu); 一定時(shi)間后, 切換(huan)為第 2～第n個(ge)(ge)單(dan)元(yuan)在吸附(fu)(fu)(fu)(fu), 第1個(ge)(ge)單(dan)元(yuan)在脫附(fu)(fu)(fu)(fu);如此反復(fu)循環運行(xing)。 這樣一方面保證生(sheng)產(chan)的連(lian)續(xu)性(xing),另一方面利用(yong)多單(dan)元(yuan)的循環交替切換(huan)可(ke)使吸附(fu)(fu)(fu)(fu)劑(ji)用(yong)量大大減少, 不但使吸附(fu)(fu)(fu)(fu)床的體積大大減少, 而(er)且高價炭(tan)纖(xian)維因使用(yong)量少也不會(hui)造成造價高的問題, 因此設備重量輕(qing), 投資小, 占地(di)少, 結構(gou)緊湊。

(3) 在催化燃燒床的進口以及貴金屬催化劑層之間布置電加熱管, 結合內循環管路, 可使床層的預熱時間短(電加熱管一般在開機時預熱 30 m in 左右后停止加熱, 以后利用催化燃燒熱量來維持整個系統的熱平衡) , 同時采用高效率的熱交換器, 并用高
性(xing)能的輕質耐火材料保溫(wen), 這樣不僅(jin)使廢氣的催化(hua)燃燒徹底(di), 同時(shi)熱利用效率(lv)高(gao), 運行成本低。

(4) 采(cai)用PLC 電(dian)(dian)腦(nao)(nao)(nao)可(ke)編程序控制器, 通(tong)過氣(qi)動(dong)元(yuan)件系統(tong)實現(xian)(xian)工藝過程的(de)全部自(zi)動(dong)化, 整個(ge)系統(tong)運行(xing)過程中電(dian)(dian)腦(nao)(nao)(nao)實行(xing)適時(shi)記憶, 如遇(yu)突然停電(dian)(dian)或(huo)下(xia)(xia)班停機(ji)時(shi), 電(dian)(dian)腦(nao)(nao)(nao)會記憶當(dang)時(shi)的(de)工作(zuo)狀態(tai)(tai), 待來電(dian)(dian)或(huo)下(xia)(xia)次開機(ji)時(shi), 電(dian)(dian)腦(nao)(nao)(nao)會自(zi)動(dong)指令延續上次的(de)狀態(tai)(tai)運行(xing)下(xia)(xia)去,這樣(yang)可(ke)以避免出(chu)現(xian)(xian)某(mou)些單(dan)元(yuan)過飽和現(xian)(xian)象, 達到最佳(jia)治理效果, 同時(shi)出(chu)現(xian)(xian)異(yi)常故(gu)障(zhang)時(shi)電(dian)(dian)腦(nao)(nao)(nao)會指令自(zi)動(dong)停機(ji)并發出(chu)聲光報警, 因此, 操作(zuo)簡單(dan)、安全、可(ke)靠, 自(zi)動(dong)化水(shui)平(ping)較高, 可(ke)實現(xian)(xian)無人操作(zuo)。

3　實際應用效果

表(biao)1 結果表(biao)明, 經(jing)新型凈化(hua)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)處理(li)后主要廢氣出口濃(nong)度(du)低于40mg/m3,符合(he)國家(jia)及地方排(pai)放標(biao)準, 凈化(hua)效率達95.6%～97%。在處理(li)同(tong)樣風(feng)量的情況下, 此(ci)套裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)與目(mu)前常用的以蜂窩炭為吸附(fu)劑的吸附(fu)—催化(hua)燃燒裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)相比(bi)較具有明顯的優點, 具體數據見表(biao)2。

4　結論

(1) 本新(xin)型(xing)有機(ji)廢氣凈化(hua)裝置對于大風量、低濃度的有機(ji)廢氣凈化(hua)效(xiao)果(guo)好, 無二(er)次污染, 投資及運行(xing)費用低, 占地少(shao), 操作(zuo)安(an)全、簡單、可靠, 自(zi)動化(hua)水平高, 是一種值(zhi)得推廣應用的技術(shu)。

(2) 本處理(li)裝置在實際應用過程中針對(dui)不同種類、不同濃度和溫度的有(you)機廢氣(qi), 所(suo)采(cai)取的催化劑種類、活性炭纖(xian)維用量、吸附單元(yuan)數(shu)以及單元(yuan)切換的周期也不同。

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