1 改進(jìn)VOCs催化燃燒裝備的原因
揮發(fā)性有機(jī)物（Volatile Organic Compounds， 簡稱VOCs），是大氣污染控制的重要對象，近幾年針對VOCs排放出臺多項(xiàng)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。國內(nèi)工業(yè)VOCs凈化行業(yè)目前處于漸熱狀態(tài)，在有機(jī)揮發(fā)性廢氣催化燃燒裝備中，多數(shù)環(huán)保企業(yè)采用蓄熱式催化燃燒裝置，該技術(shù)方法采取兩室、三室及以上的蓄熱催化燃燒器，使VOCs 氣體發(fā)生催化氧化反應(yīng)，產(chǎn)生的熱量存儲于蓄熱載體中，通過頻繁切換閥體（切變氣體流動(dòng)管路），達(dá)到冷、熱流體熱量交換的目的。
蓄熱式催化燃燒裝備可以實(shí)現(xiàn)自給供熱，具有比較好的應(yīng)用效果。然而，裝備本身存在著運(yùn)行操作不能完全連續(xù)化、設(shè)備制造成本較高、裝備使用時(shí)占用體積較大、安裝調(diào)試中對電氣控制要求較高等缺點(diǎn)，對此，需要設(shè)計(jì)一種操作簡單、可實(shí)現(xiàn)連續(xù)化運(yùn)作、低成本的一體化VOCs廢氣凈化裝備。
2 改進(jìn)后的VOCs連續(xù)催化燃燒裝備
本公司結(jié)合生產(chǎn)、施工的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，對過程裝備進(jìn)行改進(jìn)，改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)中包括以下幾個(gè)部分：①有機(jī)廢氣進(jìn)口管、出口管；②廢氣進(jìn)口濃度檢測控制器、催化劑床層進(jìn)口溫度檢測控制器；③廢氣換熱器、電加熱棒、處理器上蓋板、氣流隔板；④催化劑床層、催化劑支撐板。
改進(jìn)后的催化燃燒器可以進(jìn)行連續(xù)化操作，有機(jī)廢氣進(jìn)（冷氣）和出口（熱氣）均經(jīng)過廢氣換熱器的進(jìn)出端，冷側(cè)流體與熱側(cè)流體在換熱器中進(jìn)行連續(xù)熱交換，利用熱量傳遞性質(zhì)，熱流體的熱量經(jīng)過壁傳熱、對流傳熱過程傳遞至冷流體中；廢氣換熱器的冷側(cè)出口氣，經(jīng)過電加熱棒區(qū)域，對含VOCs廢氣進(jìn)行加熱升溫；經(jīng)加熱的廢氣順著壓力梯度會越過氣流隔板進(jìn)入催化劑床層，廢氣在VOCs催化劑表面發(fā)生催化氧化作用，可以實(shí)現(xiàn)在較低溫度下廢氣催化燃燒，放出氧化反應(yīng)熱。氣流順著催化劑宏觀孔道流動(dòng)，經(jīng)支撐板后進(jìn)入廢氣換熱器，與冷流體間接接觸換熱，從廢氣換熱器的熱側(cè)出口流出，繼而完成排放。
工業(yè)催化燃燒廢氣凈化環(huán)保設(shè)備主要由阻火器、熱交換器、催化反應(yīng)床、風(fēng)機(jī)這幾個(gè)主要部件組成，與直接燃燒相比，催化燃燒溫度較低，燃燒比較完全。催化燃燒所用的催化劑為具有大比表面的貴金屬和金屬氧化物。催化燃燒法是將有機(jī)污染物的廢氣、在催化劑鉑、鈀等催化劑的作用下，可以在較低溫度下將廢氣中的有機(jī)污染物氧化成二氧化碳和水。
有機(jī)廢氣經(jīng)干式過濾器去除部分粉塵、顆粒物，然后將符合吸附條件的有機(jī)廢氣送入活性炭吸附箱進(jìn)行吸附凈化，凈化后的潔凈氣體由主排風(fēng)機(jī)排入大氣中。吸附裝置配有備用吸附箱1套，當(dāng)活性炭吸附飽和后通過控制閥門切換至催化燃燒脫附狀態(tài)；脫附再生系統(tǒng)采用在線脫附再生，即吸附過程為連續(xù)式處理工藝，在備用吸附裝置投入使用同時(shí)，飽和吸附箱則進(jìn)行脫附工作，脫附后活性炭箱預(yù)備至下次循環(huán)使用。
催化燃燒反應(yīng)原理是有機(jī)廢氣在較低溫度下在催化劑的作用下被完全氧化和分解，達(dá)到凈化氣體的目的。催化燃燒是典型的氣固相催化反應(yīng)，其原理是活性氧參與深度氧化作用。在催化燃燒過程中，催化劑的作用是降低反應(yīng)的活化能，同時(shí)使反應(yīng)物分子富集在催化劑表面上以提高反應(yīng)速率。借助于催化劑，有機(jī)廢氣可以在較低的起燃溫度下無焰燃燒并且在釋放大量熱量，同時(shí)氧化分解成CO2和H2O。
揮發(fā)性有機(jī)物（Volatile Organic Compounds， 簡稱VOCs），是大氣污染控制的重要對象，近幾年針對VOCs排放出臺多項(xiàng)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。國內(nèi)工業(yè)VOCs凈化行業(yè)目前處于漸熱狀態(tài)，在有機(jī)揮發(fā)性廢氣催化燃燒裝備中，多數(shù)環(huán)保企業(yè)采用蓄熱式催化燃燒裝置，該技術(shù)方法采取兩室、三室及以上的蓄熱催化燃燒器，使VOCs 氣體發(fā)生催化氧化反應(yīng)，產(chǎn)生的熱量存儲于蓄熱載體中，通過頻繁切換閥體（切變氣體流動(dòng)管路），達(dá)到冷、熱流體熱量交換的目的。
蓄熱式催化燃燒裝備可以實(shí)現(xiàn)自給供熱，具有比較好的應(yīng)用效果。然而，裝備本身存在著運(yùn)行操作不能完全連續(xù)化、設(shè)備制造成本較高、裝備使用時(shí)占用體積較大、安裝調(diào)試中對電氣控制要求較高等缺點(diǎn)，對此，需要設(shè)計(jì)一種操作簡單、可實(shí)現(xiàn)連續(xù)化運(yùn)作、低成本的一體化VOCs廢氣凈化裝備。
2 改進(jìn)后的VOCs連續(xù)催化燃燒裝備
本公司結(jié)合生產(chǎn)、施工的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，對過程裝備進(jìn)行改進(jìn)，改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)中包括以下幾個(gè)部分：①有機(jī)廢氣進(jìn)口管、出口管；②廢氣進(jìn)口濃度檢測控制器、催化劑床層進(jìn)口溫度檢測控制器；③廢氣換熱器、電加熱棒、處理器上蓋板、氣流隔板；④催化劑床層、催化劑支撐板。
改進(jìn)后的催化燃燒器可以進(jìn)行連續(xù)化操作，有機(jī)廢氣進(jìn)（冷氣）和出口（熱氣）均經(jīng)過廢氣換熱器的進(jìn)出端，冷側(cè)流體與熱側(cè)流體在換熱器中進(jìn)行連續(xù)熱交換，利用熱量傳遞性質(zhì)，熱流體的熱量經(jīng)過壁傳熱、對流傳熱過程傳遞至冷流體中；廢氣換熱器的冷側(cè)出口氣，經(jīng)過電加熱棒區(qū)域，對含VOCs廢氣進(jìn)行加熱升溫；經(jīng)加熱的廢氣順著壓力梯度會越過氣流隔板進(jìn)入催化劑床層，廢氣在VOCs催化劑表面發(fā)生催化氧化作用，可以實(shí)現(xiàn)在較低溫度下廢氣催化燃燒，放出氧化反應(yīng)熱。氣流順著催化劑宏觀孔道流動(dòng)，經(jīng)支撐板后進(jìn)入廢氣換熱器，與冷流體間接接觸換熱，從廢氣換熱器的熱側(cè)出口流出，繼而完成排放。
工業(yè)催化燃燒廢氣凈化環(huán)保設(shè)備主要由阻火器、熱交換器、催化反應(yīng)床、風(fēng)機(jī)這幾個(gè)主要部件組成，與直接燃燒相比，催化燃燒溫度較低，燃燒比較完全。催化燃燒所用的催化劑為具有大比表面的貴金屬和金屬氧化物。催化燃燒法是將有機(jī)污染物的廢氣、在催化劑鉑、鈀等催化劑的作用下，可以在較低溫度下將廢氣中的有機(jī)污染物氧化成二氧化碳和水。
有機(jī)廢氣經(jīng)干式過濾器去除部分粉塵、顆粒物，然后將符合吸附條件的有機(jī)廢氣送入活性炭吸附箱進(jìn)行吸附凈化，凈化后的潔凈氣體由主排風(fēng)機(jī)排入大氣中。吸附裝置配有備用吸附箱1套，當(dāng)活性炭吸附飽和后通過控制閥門切換至催化燃燒脫附狀態(tài)；脫附再生系統(tǒng)采用在線脫附再生，即吸附過程為連續(xù)式處理工藝，在備用吸附裝置投入使用同時(shí)，飽和吸附箱則進(jìn)行脫附工作，脫附后活性炭箱預(yù)備至下次循環(huán)使用。
催化燃燒反應(yīng)原理是有機(jī)廢氣在較低溫度下在催化劑的作用下被完全氧化和分解，達(dá)到凈化氣體的目的。催化燃燒是典型的氣固相催化反應(yīng)，其原理是活性氧參與深度氧化作用。在催化燃燒過程中，催化劑的作用是降低反應(yīng)的活化能，同時(shí)使反應(yīng)物分子富集在催化劑表面上以提高反應(yīng)速率。借助于催化劑，有機(jī)廢氣可以在較低的起燃溫度下無焰燃燒并且在釋放大量熱量，同時(shí)氧化分解成CO2和H2O。
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