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活性炭吸脱附与催化燃烧组合工艺原理和设计要点

1工艺原理

在实际应用中,活性炭吸附和催化燃烧不仅可以单独使用,还可以组合使用。组合使用主要利用两者之间互补的特点:活性炭吸附适用于风量大、浓度低的废气,催化燃烧适用于风量小、浓度高的废气,活性炭吸附在高温下的有机物可以脱附J。从另一个角度来看,这种组合过程可以看作是活性炭的现场回收过程,不仅降低了活性炭吸附饱和后的更换和处置成本,而且定期浓缩脱附也避免了活性炭吸附饱和后未能及时更换引起的过度排放风险。

2设计要点

由于催化燃烧废气处理的应用越来越多,相关技术也越来越成熟。在设计方面,主要有以下几个关键点:一是加热热交换和废气热回收热交换的设计,二是催化剂填料层和催化剂选择的设计,三是设备运行控制和1控制设计。

3设计注意点

目前,气体加热、热交换和催化剂填料层的设计可以通过查阅相关数据进行设计和计算。然而,由于设备制造商之间存在市场竞争关系和技术保密,因此无法参考关键的设计和计算。现就系统在实际工程使用中,发现的一些问题归纳如下。

(1)活性炭升温和催化燃烧室升温控制。使用脱附+催化燃烧时,应将催化燃烧室的温度提高到工作温度,然后逐渐加热和脱附活性炭;当催化燃烧室的温度未达到设计温度时,一些制造商开始加热和脱附活性炭。在这种情况下,脱附废气不能通过催化燃烧室有效燃烧。

(2)催化燃烧室预热。催化室预热时,不动态加热流动的气流,而是静态加热催化室内的空气。因此,一旦废气进入催化燃烧室,催化室的温度迅速下降,导致无法达到催化燃烧的温度。

(3)利用催化燃烧的热部分尾气作为活性炭脱附气体。催化燃烧的废气温度较高,一般在300℃左右。为了降低能耗,一些制造商设计使用处理后的废气作为脱附热空气。活性炭碳的脱附温度仅为80-90℃。在使用废气之前,必须冷却废气。如果温度不能降低到设计范围,则存在活性炭着火的风险;此外,脱附产生的有机废气为浓缩废气,浓度高,与高温气体接触时存在爆炸风险。若采用气体加热,气体燃烧产生的废气和气体本身所含的某些因素也会对活性炭和催化剂产生不利影响;另外,如果气体没有得到很好的控制,天然气将在不燃烧的情况下直接进入催化装置。一旦点火,就会发生爆炸,这比电加热风险更大。