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工程机械行业喷涂废气治理工艺路线对比分析

 时间变成水 2019-09-21
一 、 行业标准及现状:
按相关法律标准,以及目前全国范围内的 VOCs 废气处理现状,工程机械行
业喷涂废气治理会要求:设备要求达到 90%以上的净化效率,排放浓度要低于30mg/m³。在喷涂行业,主要采用  吸附浓缩 化 氧化 的方式进行处理,其中工艺类型为  沸石转轮浓缩 化 氧化 与  活性炭浓缩 化 氧化 两种。由于活性炭本身存在如下问题:脱附温度低、脱附不彻底、易燃、去除率低、后期更换频繁及产生危废等劣势,在涂装行业较发达地区如天津地区、四川地区等,活性炭浓缩方式已经淘汰禁止使用,属于淘汰工艺。而沸石转轮方式随着市场的验证及技术发展,核心部件在国内已经达到国际先进水平,整体设备造价也在不断下探,在整车涂装及工程机械涂装行业已经得到全面推广使用。
二 、比 吸附浓缩部分对比 (固定床活性炭与沸石转轮的对比) :

  由上表可以看出,目前沸石转轮浓缩方式作为活性炭的升级替代产品,在诸多
方面存在优势,主要为:
1. 净化效率,沸石转轮高于 90%以上,并持续稳定,活性炭工艺一般低于 80%。
2. 脱附温度,转轮为 200 度,并且可以高温至 300 度进行活化再生,脱附彻底。活性炭 120 度脱附,部分 VOC 沸点高于 120 度,造成脱附不彻底,从而造成吸附效率降低,有机废气集聚引发火灾隐患。
3. 沸石分子筛为无机材料,不燃,无危废。活性炭 2 年更换,产生危废,后期维护成本巨大,根据贵司 36 万风量项目,年均换炭及危废处理费用为 80 万。
4. 沸石转轮脱附稳定,后端氧化炉燃烧稳定。而活性炭脱附存在峰值问题,极易出现高浓度脱附废气进入后端氧化设备,造成氧化设备运行超温或爆破片发生泄爆安全隐患。
5. 在初次投资上,活性炭与沸石转轮相比存在一定的优势。但 2 年更换一次活性炭费用后,投资差异额会进一步抹平 。
三 、 氧化燃烧部分对比分析(蓄热燃烧与催化燃烧对比分析)
1 、 蓄热燃烧( RTO  工艺)
 

 
将有机废气加热至 750℃以上,VOC 氧化分解成二氧化碳和水氧化产生的高温气体流经陶瓷蓄热体,使得陶瓷体升温而“蓄热”,热回收效率≈95%
2 、 催化燃烧技术( CO)
 

将有机废气加热到 350℃以上,在催化剂的作用下,将有机物转化为 CO2、H2O催化剂的作用是降低反应的活化能,同时使反应物分子富集于催化剂表面,以提高反应速率,整体蓄热效率为 65%左右;催化剂负载 Pt、Pd 贵金属,起燃温度低、净化效率~95%,启动时间快;催化剂为表面反应,如果含有固体聚集在陶瓷表面,长时间降低催化效率
3 、 蓄热式燃烧 RTO 与催化燃烧CO 对比:
 

以上为蓄热式燃烧技术  RTO 与催化燃烧技术  CO 的简单对比分析,目前主要是净化原理方式的区别。
1. RTO 为直接高温燃烧,可达到 99%以上的去除率,CO 的净化效率受限于催化剂的催化效率,一般为 95%左右,随着催化剂效率的降低,净化效率随之降低,后期需要更换催化剂。
2. 冷启动时间问题,RTO 有蓄热陶瓷的存在,升温过程中需要对陶瓷进行预热,则纯冷态状况下升温需要 2.5h,但是在停机 15 小时以内,则属于带热冷启动,升温时间为 1.5 小时左右。短暂停机(如 2-3 小时)升温时间仅需要 10-15分钟即可。CO 由于无蓄热体,则升温速度快,由于本身催化温度低,则升温仅需 0.5h 即可。
3. 能源的节约性:目前 RTO 为市场是最节约能源的一种废气燃烧装置。由于蓄热陶瓷的蓄热,RTO 的蓄热效率为 95%以上。CO 为板式换热装置,换热效率为 65%-70%左右。
四、 两种工艺运行能耗的对比分析:

以上为两种工艺在浓缩部分,氧化部分及整机运行部分的对比分析,综上,在环保达标(90%以上去除率),安全可靠(活性炭本身安全隐患问题),运行维护费用低(活性炭更换,催化剂维护方面)等几个方面综合考量分析,该类型公司采用 沸石转轮  RTO 的工艺路线对喷涂废气进行处理。

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