一体化沸石转轮吸附+催化燃烧系统在电池厂喷漆废气中的应用

来源:用户上传      作者:邱才娣

　　摘要：针对电池厂喷漆作业产生的丁酮废气，采用沸石转轮吸附+催化燃烧工艺进行治理，介绍了系统组成、系统特点及设计参数。采用一体化集成布置，具有占地紧凑、外观美观、安装方便的特点。
　　关键词：有机废气;沸石转轮;催化燃烧;一体化
　　中图分类号：X701 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2020）05-0-02
　　DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.05.155
　　Application of integrated zeolite rotating wheel adsorption +catalytic combustion system in paint factory exhaust gas
　　Qiu Caidi
　　（Fu Shide （Xiamen） Environmental Protection Equipment Co.，Ltd.，Xiamen Fujian 364100，China）
　　Abstract：Aiming at the methyl ethyl ketone waste gas produced by the paint spraying operation in the battery plant，the Zeolite Rotating Wheel Adsorption +Catalytic Combustion process is adopted for treatment， and the system composition，system characteristics，and system design parameters are introduced.It adopts integrated and integrated layout，which has the characteristics of compact land occupation， beautiful appearance and convenient installation.
　　Key words：Organic waste gas;Zeolite rotating wheel;Catalytic combustion;Integration
　　1 項目概况
　　浙江某电池厂生产碱锰电池，电池生产过程中需进行喷漆作业，喷漆使用的溶剂为丁酮。丁酮沸点79.6℃，属于典型的VOCs废气，根据《浙江省工业涂装工序大气污染物排放标准》（DB33/2146-2018），要求对该电池厂的丁酮挥发废气进行收集治理，排气筒出口满足非甲烷总烃≤60mg/m?的限值要求。
　　处理气量：设计处理气量为25 000m3/h。
　　废气浓度：非甲烷总烃设计进口浓度为150mg/m3。
　　2 工艺说明
　　本项目属于典型的大风量低浓度废气，优先选择吸附浓缩工艺[1-2]。常用废气吸附剂有活性炭、沸石分子筛、硅胶等[3]。由于废气为酮类废气，如采用活性炭吸附，吸附时升温，活性炭存在安全隐患。因此选用沸石分子筛作为吸附剂，具有安全、高效的特点[4-5]。沸石转轮吸附+催化燃烧系统工作过程如下：废气经过收集管道收集后进入有机废气净化装置。首先通过干式过滤器，去除废气中的尘杂颗粒物，之后通过沸石转轮进行吸附浓缩，再通过升温脱附，将大风量、低浓度的VOCs废气转变为小风量、高浓度的含VOCs废气，通过催化燃烧对其进行焚烧处理。
　　2.1 系统组成
　　2.1.1 预处理
　　在转轮前设置G4初效过滤器+F7中效过滤器+F9中高效过滤器作为预处理，确保去除废气中的粉尘颗粒，保护后面的转轮吸附系统。过滤器设计时考虑容易装卸，更换方便。
　　2.1.2 转轮吸附
　　沸石转轮分为吸附区、再生区和冷却区。废气经过滤后送至转轮吸附区吸附净化后排放，而后转轮转动进入脱附区，废气经热空气解吸，浓缩15倍后送入催化燃烧炉处理。转轮再生后经过冷却区降低温度又转至吸附区，循环进行。
　　相对于活性炭，转轮吸附的优势有：
　　（1）安全性好，分子筛为惰性物质，不可燃，热风脱附时不易发生着火等安全隐患。
　　（2）再生温度高（180～220℃），脱附彻底。
　　（3）脱附曲线均一，脱附浓度稳定，便于控制。
　　2.1.3 催化燃烧
　　转轮脱附出来的高浓度废气进入催化燃烧炉进行焚烧净化处理。催化燃烧炉在催化剂的作用下，使废气在300～450℃较低温度下实现无焰燃烧，氧化成二氧化碳和水蒸气。废气焚烧后的高温气体与脱附废气通过热交换器进行热交换回收热能，脱附废气换热后进入脱附区进行脱附。有机废气进入催化燃烧炉氧化后释放出大量能量，利用有机物燃烧释放出的热量维持自持燃烧，无须额外补充电能。
　　2.1.4 电气控制
　　电气控制采用PLC和人机界面控制，轻松实现操作参数调整、优化操作，可灵活切换试车、自动、待机等多种操作模式。
　　2.2 系统特点
　　（1）工艺先进，设施运行稳定，净化效率高。
　　（2）采用一体化集成布置，占地紧凑，安装方便，同时也大大降低了投资成本和安装费用。
　　（3）所有设备均按户外型要求进行设计、制作，防风、防雨、防冻。
　　（4）安全性高，采取多重安全设施，杜绝发生安全事故。
　　（5）能耗低，利用有机物燃烧释放出的热量维持自燃。
　　2.3 运行关键参数
　　（1）进气废气温度：≤40℃;（2）湿度：≤80%;（3）转轮脱附温度：180～220℃;（4）浓缩后气体浓度：<1/4 爆炸下限;（5）预处理后颗粒物含量：不得高于1mg/m3。
　　2.4 系统主要技术参数表（表1）
　　3 结论
　　设备运行近1年，经第三方检测废气处理效率91.3%，处理后废气满足《DB33/2146-2018 浙江省工业涂装工序大气污染物排放标准》限值要求。针对电池厂产生的大风量低浓度丁酮废气，证明了采用沸石转轮吸附+催化燃烧工艺的可能性，同时由于采取了一体化集成的设计，节约设备占地面积，降低了投资成本。
　　参考文献
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　　[5]孔文杰，凌志斌.沸石转轮吸附-热空气脱附催化燃烧在VOCs治理方面的应用[J].绿色环保建材，2019（1）：20+23.
　　收稿日期：2020-03-01
　　作者简介：邱才娣（1983-），女，汉族，硕士研究生，中级工程师，研究方向为VOCs废气治理。
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