电气控制
沸石转轮吸附-热空气脱附催化燃烧对VOCs治理的实现还需要一套相对应的电控系统,控制系统采用PLC控制,具备设备自动/手动、本地/远程、吸附风机风速切换控制、同时还配备了设备工况监视、流程画面显示、参数显示及设置、报警显示、自动连锁保护、数据显示、数据传输等功能,并设有紧急停车,报警提示等功能。
PLC控制系统,对关键设备的运行状态、关键点的温度和压力进行监测,便于评估设备的运行情况;共设有吸附风机控制、沸石分子筛转轮单元控制、脱附风机控制、燃烧器催化氧化控制、安全应急控制、电路保护等控制单元。手动控制只能单控制一个控制单元进行操作,自动控制可以按照程序设定使整套设备进行连续性运行,保证设备稳定。
PLC自控系统包含以下几个特点:
节能控制:设备启动、停止、故障等不同状态下,PLC 能够自动执行不同控制模式,化降低设备的待机能耗。
预警防护:设备温度、压力等控制点发生异常时,发出声光报警信号,并自动做应急处理。
急停控制:设备PLC控制系统预留急停信号,当设备出现紧急情况时作为优先控制等级时间停止设备运行。
画面:实时监测设备上各个信号点的运行状态,通过画面运行状态对设备当下的运行性能有直观的了解。
印刷过程中产生的废气成分复杂、排放量大、废气浓度不稳定。在选择有机废气处理设备时应结合废气成分、排放浓度和场地空间等多种要素。如仅用UV光氧这种简单的废气处理设备治理根本达不到排放标准。接下来路博环保小编为大家重点介绍一种高净化效率的有机废气处理设备——沸石转轮吸附浓缩+催化燃烧工艺,可针对印刷废气净化,可实现持续达标排放。
沸石转轮吸附浓缩 + 催化燃烧工艺流程图,工业厂房的有机废气由收集管道送至预处理对粉尘、漆雾进行预处理避免引起沸石转轮的堵塞,有机废气进入转轮吸附区进行吸附浓缩,沸石转轮吸附区对有机废气进行吸附过滤后经吸附风机高空排放。通过冷却区的少量有机废气进入CO炉中的换热器升温至所需沸石转轮的脱附温度进入脱附区,被加热的有机废气将吸附于沸石转轮中的有机废气脱附下来,被脱附下来的高浓度有机废气进入CO炉进行催化燃烧后经换热器达标排放,经过预处理的少量有机废气进入沸石转轮的冷却区对沸石转轮的。系统中的压力传感器、温度传感器数据实时反馈PLC对系统进行调节,保证系统的安全运行。
转轮+RTO工艺:
大风量低浓度VOCs 废气经沸石转轮吸附净化,净化后气体经烟囱高空排放,当沸石转轮上吸附了较多VOCs 气体后,经马达转动,沸石转至脱附区进行高温脱附,脱附的高温气体就是由RTO 分解VOCs 产生的大量热能来进行换热脱附。
转轮可通过气体中含VOCs 的浓度大小来设置脱附区、脱附风量的大小,这样就可以根据风量大小、气体浓度大小来设计合理的浓缩比及相应的转轮、RTO 大小。
活性炭、活性氧化铝及沸石分子筛是目前常用的吸附材料。
在国内,活性炭是常用的有机废气吸附材料,但随着国内外针对吸附新材料的不断研究及探索, 针对VOCs 吸附的沸石分子筛逐步取代了活性炭,它具有吸附性强、不可燃及较大的吸附、脱附能力等特点,近几年在废气治理行业中得到认可并大量使用。
沸石转轮处理效果的影响因素分析:
选定治理工艺后,一旦确定吸附材料,转轮的运行参数、进气参数,会影响吸附能力。国外学者研究称要想调整转轮的运行,可以改变浓缩比、转速、再生风温度等指标。结合相关研究成果,处理高浓度的 VOCs时,将浓缩比降低至8,转速提高至6.5r/h ,再生风温度控制在220℃,此时去除效率维持在90% 以上。以下具体分析转轮吸附的影响因素。
1、浓缩比
转轮经过吸附、脱附,可以得到低流量的浓缩气体,浓缩比就是进气流量、再生风流量的比值,使用 F 表示。低浓缩比能提高去除效率,但也会增加再生风量,脱附能耗。结合实践,浓缩比从15降低至6 ,出口浓度从4.7mg/m³,降低至1.5mg/m³ ,不利于后续燃烧。因此,在保证去除率的前提下,合理设置浓缩比,才能兼顾效率、能耗两个指标,提高系统的整体能效。
2、转轮转速
在转轮运行过程中,吸附、脱附是同时进行的,两个动作相互影响,并且决定了去除效率。从本质上来看,转速的大小,会改变吸附时间、脱附时间的长短。以转速为准,如果实际转速较低,其运行周期变长,虽然增强了脱附区的再生能力,但吸附能力会降低。原因在于吸附放热,导致吸附率降低。如果实际转速较高,脱附区前段可以加热到再生温度,后段则达不到再生温度,继而影响去除效果。设置转速,就是控制吸附时间、脱附时间,上提高去除率。
3、进气参数
进气参数包含多个指标,其中影响转轮吸附性能的主要有两个:一是进气温度:对 VOCs处理时,废气中常含有一定水分,相对湿度能达到80% 以上。这些水分的存在,会和污染物相互吸附,不仅占据了转轮的吸附空间,还会降低去除效率。因此,控制进气温度,可以提高转轮吸附能力;二是进气流速:一定条件下,转轮的转速和进气流速之间呈现正比关系。随着进气流速提高,转速也会提高;如果转速没有提高,实际转速就会低于转速,导致吸附能力降低。因此,需要处理高浓度的VOCs时,一般提高转轮的转速,或者降低进气流速,均能提高吸附效率;三是预处理效果,就喷漆工况的废气而言废气中会含有漆雾、水分、粉尘,如果预处理效果不理想会直接造成转轮的堵塞,影响沸石转轮的吸附效果,以及会影响沸石转轮的整体使用寿命。
4、再生风温度
沸石转轮的脱附效果与脱附温度有着直接的关系,沸点低于220℃的有机物适合应用沸石转轮。不同 VOC 的沸点不同,例如的沸点是 20 ~ 160℃,三 164.7℃,对 138.3℃,邻 144.4℃,间 139.1℃,正丁酯 126.℃, 117.2℃,2−丁氧基 171 ℃,乙酯 ℃。现场使用的油漆与清洗剂中有机物的含量配比。
沸石浓缩转轮是以无机纤维为基材,转轮表面涂覆疏水性沸石做吸附剂,制成的蜂窝状的转轮。沸石转轮作为处理VOCs的核心材料,可有效吸附尾气中的VOCs有机废气,对废气净化效率能够达到95%以上,运行稳定性高,吸附材料为无机盐,无安全隐患。
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