发布时间:2025-04-25 16:14:44
在废气处理措施中,活性炭吸附、脱附与催化燃烧的集成运用提供了一种有效的治理方案。针对问题一,为确保操作流程的控制与自动化,我们需要计算活性炭的饱和点与动态吸附能力。首先,根据废气设计风量60000m³/h及峰值浓度600mg/m³,结合蜂窝活性炭的截面积4.84㎡与装填高度800mm,计算单个活性炭吸附箱的装填量为3.872m³。结合实验室测试与工程经验,动态吸附量设定为4%,蜂窝活性炭的密度为450kg/m³,进而估算单个活性炭吸附箱的活性炭重量为1742.4kg。通过计算,单个活性炭吸附箱在动态吸附饱和状态下,理论上可吸附VOCs总量约为70kg。为了确保吸附效率,设定单个吸附床的净化效率为95%,据此计算出,600mg/m³的废气在经过95%净化后,剩余浓度为30mg/m³。结合实验数据,预测活性炭饱和时间为6.14小时,因此,程序设定每个床体的吸附时间不超过6小时,以实现自动切换到下一个床体。现场调试时,需根据实际情况进行调整。
在新建吸附脱附+催化燃烧处理装置时,考虑到HJ 2026-2013《吸附法工业有机废气治理工程技术规范》的指导,蜂窝活性炭的截面风速设计应不超过1.2m/s,据此设计每个箱体的处理风量为20000m³/h,截面积设计为4.84㎡。对于催化燃烧中废气的停留时间,参照《有机废气的净化技术》一书中的建议,当净化效率大于99%时,停留时间需达到0.25s;当净化效率大于95%时,停留时间需达到0.15s。基于工程经验,本项目催化燃烧炉的停留时间设定为0.2s。
催化燃烧过程的工作原理涉及预处理、吸附、脱附及催化氧化几个关键步骤。首先,废气经引风机处理,经过预处理过滤装置后,相对纯净的有机废气进入蜂窝活性炭吸附器进行吸附净化。当活性炭达到动态饱和状态,即出口浓度超过标准时,通过热气源进行脱附再生处理。在催化氧化阶段,经过脱附处理的高浓度、小风量废气通过换热区域升温至约200℃,再经过补温区域加热至约300℃,随后在催化氧化区域发生有机废气的催化分解反应,最终达标排放。
在吸附脱附效率与使用周期的考虑上,设定活性炭吸附效率为95%,入口浓度600mg/m³,吸附后浓度降至30mg/m³。催化燃烧炉效率设定为95%,以平均入口浓度40000mg/m³计算,催化氧化后的浓度为200mg/m³。烟囱排放值的计算结果为44.2mg/m³。根据工程经验,蜂窝活性炭的更换周期大约为2-2.5年,而贵金属催化剂的更换周期则约为2年或8000小时。这些数据为处理装置的维护与优化提供了重要依据。