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。
在工业VOCs 废气治理行业中, 将浓度低于1000 mg/m3 的有机废气称为低浓度有机废气。
对于低浓度有机废气的治理, 活性炭+催化燃烧工艺得到广泛应用, 即采用活性炭将废气中的低含量VOCs 气体吸附净化,经一段时间的吸附累积后,再用高温来解析脱附,脱附出来的高浓度有机废气用高温分解方式进行无害化处理。
沸石转轮吸附+催化燃烧工艺
转轮+RTO工艺是传统吸附法与高温氧化法相结合的一种经典工艺,选用吸附、脱附效果好的材料,将大风量、低浓度的VOCs 气体, 经过吸附材料吸附后,VOCs 富集在吸附材料上,再采用高温脱附的方式,将吸附材料上的VOCs 脱附下来进行热力分解。
国内外近几年的研究发现, 由疏水性沸石制作成的分子筛转轮具有很好的吸附脱附效果。
1.沸石转轮吸附浓缩+催化燃烧工艺中沸石的结构和特性
沸石是沸石族矿物的总称,是含水碱金属或碱土金属的铝矿石。现 已经发现的沸石达36种,它们具有架状结构的共同性质,即在它们的结晶中分子像搭架一样连接,在中间形成了很多空洞。 沸石具有吸附性、离子交换性、催化剂和耐酸耐热性等性能,被广泛用作吸附剂、离子交换剂和催化剂等材料,也可用于气体的干燥、净化、污水处理等。
2.沸石转轮吸附浓缩+催化燃烧工艺的工作原理
有机废气吸附在沸石轮上的目的是将VOCs废气从大风量浓缩到小风量高浓度,因此在小风量的情况下,高浓度的VOCs气体可以更有效地在燃烧炉中处理
大风量、低浓度的VOCs废气进入的沸石转轮中,废气中的VOCs的大部分被转轮上的沸石吸附,废气中的VOCs的含量大幅度减少,变成比较清洁的气体排放到大气中,经过转轮吸附再高温脱附出高浓度废气,可降低后续处理成本。
利用沸石浓缩转轮,将大风量、低浓度废气浓缩成小风量、高浓度废气,再通过催化燃烧工序,使有机成分转化变成无害的和水,达到了去除VOCs的目的。 有机废气成分的去除效率可达到95%以上。
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。
1、沸石分子筛是结晶酸盐,以其规整的晶体结构、均匀一致的孔分布和可调变的表面性质,标志着他有着很强的吸附能力,沸石转轮是将基材浸入沸石液或是将沸石材料、玻璃纤维等原材料,按照一定的配方比例,粘结压制成型材,并裁装整齐做成沸石模块,利用沸石分子筛的吸附能力对废气中的VOCs进行吸附净化,达标排放。
2、催化燃烧技术可以在较低温度(300~500℃)下实现对VOCs 进行氧化分解反应,生成CO2和H2O,是一种节能的废气处理技术,VOCs催化剂活性组分可降低反应的能垒,促进自由基的生成,使VOCs的催化氧化能在较低温度下进行,降低处理所需能耗。
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