鐘 菲，蔡周祥（佛山市順德區(qū)順環(huán)市政工程設(shè)備有限公司，廣東 佛山 528300）

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一體化碳纖維+催化再生設(shè)備處理VOCs

鐘 菲，蔡周祥
（佛山市順德區(qū)順環(huán)市政工程設(shè)備有限公司，廣東 佛山 528300）

摘 要：連續(xù)沉浸機(jī)在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢氣中主要含有苯乙烯、VOCs污染因子，宜采用活性碳纖維吸附+催化燃燒工藝進(jìn)行凈化。通過工程實(shí)例介紹了活性碳纖維吸附+催化燃燒一體化設(shè)備的構(gòu)造、工作原理、設(shè)備參數(shù)、注意事項(xiàng)以及運(yùn)行效果。

關(guān)鍵詞：一體化；活性碳纖維；苯乙烯；VOCs

1 項(xiàng)目概況

佛山市某電子有限公司是一家從事微型高壓變壓器及其零部件生產(chǎn)經(jīng)營的企業(yè)。該公司的浸漆房內(nèi)配有韓國進(jìn)口變壓器連續(xù)沉浸機(jī)2臺，房間為全封閉狀態(tài)。在變壓器浸漆烘干過程中，使用的絕緣漆含有機(jī)溶劑（苯乙烯），廢氣中的主要污染物為苯乙烯及非甲烷總烴。廢氣來源分為兩部分：1）烘干固化過程收集的高溫廢氣高風(fēng)量9000m3/h（200℃）；2）浸漆、滴漆、冷卻、上下料、配漆罐、真空泵排氣管以及室內(nèi)空間收集的低溫廢氣低風(fēng)量17，000Nm3/h。兩部分廢氣混合后的25，000m3/h（45℃）。

2 廢氣處理工藝及主要處理設(shè)施

2.1 廢氣處理工藝

該工程高溫廢氣采用催化燃燒技術(shù)處理后經(jīng)降溫再與車間低溫廢氣混合后，采用活性碳纖維吸附 + 催化燃燒再生的工藝路線，主設(shè)備選用國內(nèi)企業(yè)自主研發(fā)的FTX型VOCs廢氣凈化裝置。工藝流程見圖1。

2.2 工藝要點(diǎn)簡介

2.2.1 催化燃燒凈化設(shè)備

HCR型催化凈化設(shè)備是專用于高濃度有機(jī)廢氣催化燃燒凈化處理的關(guān)鍵設(shè)備，由電加熱室、催化床（內(nèi)填蜂窩狀催化劑）、換熱器及電器儀表等部分組成。其工作原理是在鉑（Pt）、鈀（Pb）等貴金屬催化劑的作用下，使廢氣中的有機(jī)污染物在較低的溫度下（通常為220℃～300℃）和較短的反應(yīng)時(shí)間內(nèi)（0.05～0.2s）轉(zhuǎn)化成無害的H2O和CO2氣體［1］。并釋放出大量反應(yīng)熱，這些熱量可維持催化燃燒所需的起燃溫度，維持催化燃燒反應(yīng)不斷進(jìn)行。溫度監(jiān)控等措施又通過PLC控制各項(xiàng)反應(yīng)指標(biāo)，使反應(yīng)有序、準(zhǔn)確、安全進(jìn)行。

圖1 工藝流程圖

2.2.2 FTX型VOCs廢氣凈化裝置

（1）裝置的基本構(gòu)造

FTX型VOCs廢氣凈化裝置的基本構(gòu)造為：預(yù)處理-吸附-脫附-催化燃燒凈化（設(shè)備結(jié)構(gòu)圖見圖2）。

圖2 設(shè)備結(jié)構(gòu)圖

1）預(yù)濾器內(nèi)設(shè)多層復(fù)合濾材，其材質(zhì)為不銹鋼絲網(wǎng)和活性碳纖維網(wǎng)各一組，能有效過濾攔截細(xì)小的顆粒粉塵，保證后續(xù)的活性碳纖維不受污染而失效。2）采用活性碳纖維（黏膠基 ACF）作吸附劑對VOCs分子或分子團(tuán)進(jìn)行快速、高效吸附，廢氣得以凈化達(dá)標(biāo)排放。3）每套裝置由預(yù)濾器、吸附器（由 6 個(gè)吸附單元組成）、引風(fēng)機(jī)、催化燃燒裝置、脫附風(fēng)機(jī)、控制箱、自動閥門和統(tǒng)一底座等組合成一臺一體化裝置，方便運(yùn)輸和安裝。4）吸附器的 6 個(gè)吸附單元循環(huán)進(jìn)行吸附、脫附和再生過程。5）采用西門子可編程控制器（PLC）及觸摸屏進(jìn)行中央控制，模擬顯示設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)，運(yùn)行狀況可以一目了然。全自動控制，無人值守，可靠性強(qiáng)，操作簡單，便于維護(hù)［2］。

（2）裝置的工作原理

混合廢氣經(jīng)預(yù)過濾器過濾后由裝置下部總通道進(jìn)入組合吸附床（兩行并列6格）。每個(gè)吸附床均帶有1套氣動切換閥，該切換閥可將吸附床轉(zhuǎn)換成吸附/脫附狀態(tài)。

吸附床的縱剖面由下向上分別為進(jìn)氣總管、吸附室、凈氣室、出氣總管，其中吸附室與凈氣室之間由花板分隔，花板下吊裝著若干吸附筒，進(jìn)入吸附室的廢氣由吸附筒外壁穿過吸附層，VOCs分子被吸附劑的大量微孔表面吸附，廢氣被凈化后由活性碳纖維袋（或稱濾筒）外穿過吸附層，凈化后從濾筒內(nèi)進(jìn)入凈氣室經(jīng)引風(fēng)機(jī)排出設(shè)備。吸附室一般設(shè)6個(gè)相同的并列單元，5個(gè)單元處于吸附狀態(tài)，1 個(gè)單元處于脫附狀態(tài)。假如第 1 室脫附歷程到達(dá) 5min后，通過自控系統(tǒng)控制氣動組合閥門轉(zhuǎn)為吸附狀態(tài)，而第2室進(jìn)入脫附狀態(tài)，如此不斷循環(huán)。

脫附由催化燃燒裝置及系統(tǒng)來完成，催化燃燒加熱室溫度260℃，脫附熱風(fēng)溫度145±5℃。

3 FTX型VOCs廢氣凈化裝置技術(shù)參數(shù)

型號：FTX-25，外形尺寸8100×2800×3300（mm），處理風(fēng)量25，000m3/h；預(yù)濾部分的過濾面積5.9m2，過濾濾速1.18m/s；吸附部分的濾筒面積31.4m2，濾筒濾速0.22m/s，配催化燃燒裝置HCR-1000，電加熱功率36kW，再生風(fēng)機(jī)型號Y5-47-13NO4C，再生風(fēng)機(jī)功率3kW，引風(fēng)機(jī)型號4-72-13NO9C，引風(fēng)機(jī)功率22kW，總裝機(jī)容量61kW，運(yùn)行功率22.88kW，重量約 7475kg，材質(zhì)為Q235A。

4 注意事項(xiàng)

1）FTX型VOCs廢氣凈化裝置適用于大風(fēng)量低濃度（≤500mg/m3）有機(jī)廢氣（VOCs）的凈化；2）有機(jī)廢氣的相對濕度宜≤50%；3）有機(jī)廢氣的溫度度宜≤45℃；4）禁止當(dāng)催化劑床溫度低于250℃時(shí)引入有機(jī)廢氣，不然容易使催化劑中毒失效及反應(yīng)器出現(xiàn)“悶死”現(xiàn)象；5）高濃度有機(jī)廢氣直接進(jìn)催化燃燒的管道外需做保溫。

5 結(jié)論

1）該設(shè)備從2012年9月至今已運(yùn)行3年多的時(shí)間，運(yùn)行效果穩(wěn)定，且效果良好，實(shí)踐證明，該設(shè)備針對有機(jī)廢氣切實(shí)有效。廢氣凈化設(shè)施處理效果監(jiān)測表（速率值對應(yīng)15m煙囪），見下表。2）該設(shè)備不僅體積小、重量輕，操作及管理均極為方便，除了脫附操作外，可實(shí)現(xiàn)無人值守，大大節(jié)約了人力、物力及財(cái)力。

廢氣凈化設(shè)施處理效果表

參考文獻(xiàn)：

［1］ 黃炳輝.小風(fēng)量高濃度VOCs廢氣治理［J］.中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2009（12）：44-46.

［2］ 蔡宇峰，李海強(qiáng).活性炭纖維吸附-催化燃燒法處理大風(fēng)量低濃度VOCs廢氣［J］.科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2009（18）：80-81.

中圖分類號：X701

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1006-5377（2016）02-0043-02

Treating VOCs by the Integrated Equipment of Carbon Fiber and Catalytic Regeneration

ZHONG Fei， CAI Zhou-xiang