一体化碳纤维+催化再生设备处理VOCs

钟 菲，蔡周祥（佛山市顺德区顺环市政工程设备有限公司，广东 佛山 528300）



一体化碳纤维+催化再生设备处理VOCs

钟 菲，蔡周祥
（佛山市顺德区顺环市政工程设备有限公司，广东 佛山 528300）

摘 要：连续沉浸机在生产过程中产生的废气中主要含有苯乙烯、VOCs污染因子，宜采用活性碳纤维吸附+催化燃烧工艺进行净化。通过工程实例介绍了活性碳纤维吸附+催化燃烧一体化设备的构造、工作原理、设备参数、注意事项以及运行效果。

关键词：一体化；活性碳纤维；苯乙烯；VOCs

1 项目概况

佛山市某电子有限公司是一家从事微型高压变压器及其零部件生产经营的企业。该公司的浸漆房内配有韩国进口变压器连续沉浸机2台，房间为全封闭状态。在变压器浸漆烘干过程中，使用的绝缘漆含有机溶剂（苯乙烯），废气中的主要污染物为苯乙烯及非甲烷总烃。废气来源分为两部分：1）烘干固化过程收集的高温废气高风量9000m3/h（200℃）；2）浸漆、滴漆、冷却、上下料、配漆罐、真空泵排气管以及室内空间收集的低温废气低风量17，000Nm3/h。两部分废气混合后的25，000m3/h（45℃）。

2 废气处理工艺及主要处理设施

2.1 废气处理工艺

该工程高温废气采用催化燃烧技术处理后经降温再与车间低温废气混合后，采用活性碳纤维吸附 + 催化燃烧再生的工艺路线，主设备选用国内企业自主研发的FTX型VOCs废气净化装置。工艺流程见图1。

2.2 工艺要点简介

2.2.1 催化燃烧净化设备

HCR型催化净化设备是专用于高浓度有机废气催化燃烧净化处理的关键设备，由电加热室、催化床（内填蜂窝状催化剂）、换热器及电器仪表等部分组成。其工作原理是在铂（Pt）、钯（Pb）等贵金属催化剂的作用下，使废气中的有机污染物在较低的温度下（通常为220℃～300℃）和较短的反应时间内（0.05～0.2s）转化成无害的H2O和CO2气体［1］。并释放出大量反应热，这些热量可维持催化燃烧所需的起燃温度，维持催化燃烧反应不断进行。温度监控等措施又通过PLC控制各项反应指标，使反应有序、准确、安全进行。

图1 工艺流程图

2.2.2 FTX型VOCs废气净化装置

（1）装置的基本构造

FTX型VOCs废气净化装置的基本构造为：预处理-吸附-脱附-催化燃烧净化（设备结构图见图2）。

图2 设备结构图

1）预滤器内设多层复合滤材，其材质为不锈钢丝网和活性碳纤维网各一组，能有效过滤拦截细小的颗粒粉尘，保证后续的活性碳纤维不受污染而失效。2）采用活性碳纤维（黏胶基 ACF）作吸附剂对VOCs分子或分子团进行快速、高效吸附，废气得以净化达标排放。3）每套装置由预滤器、吸附器（由 6 个吸附单元组成）、引风机、催化燃烧装置、脱附风机、控制箱、自动阀门和统一底座等组合成一台一体化装置，方便运输和安装。4）吸附器的 6 个吸附单元循环进行吸附、脱附和再生过程。5）采用西门子可编程控制器（PLC）及触摸屏进行中央控制，模拟显示设备运转，运行状况可以一目了然。全自动控制，无人值守，可靠性强，操作简单，便于维护［2］。

（2）装置的工作原理

混合废气经预过滤器过滤后由装置下部总通道进入组合吸附床（两行并列6格）。每个吸附床均带有1套气动切换阀，该切换阀可将吸附床转换成吸附/脱附状态。

吸附床的纵剖面由下向上分别为进气总管、吸附室、净气室、出气总管，其中吸附室与净气室之间由花板分隔，花板下吊装着若干吸附筒，进入吸附室的废气由吸附筒外壁穿过吸附层，VOCs分子被吸附剂的大量微孔表面吸附，废气被净化后由活性碳纤维袋（或称滤筒）外穿过吸附层，净化后从滤筒内进入净气室经引风机排出设备。吸附室一般设6个相同的并列单元，5个单元处于吸附状态，1 个单元处于脱附状态。假如第 1 室脱附历程到达 5min后，通过自控系统控制气动组合阀门转为吸附状态，而第2室进入脱附状态，如此不断循环。

脱附由催化燃烧装置及系统来完成，催化燃烧加热室温度260℃，脱附热风温度145±5℃。

3 FTX型VOCs废气净化装置技术参数

型号：FTX-25，外形尺寸8100×2800×3300（mm），处理风量25，000m3/h；预滤部分的过滤面积5.9m2，过滤滤速1.18m/s；吸附部分的滤筒面积31.4m2，滤筒滤速0.22m/s，配催化燃烧装置HCR-1000，电加热功率36kW，再生风机型号Y5-47-13NO4C，再生风机功率3kW，引风机型号4-72-13NO9C，引风机功率22kW，总装机容量61kW，运行功率22.88kW，重量约 7475kg，材质为Q235A。

4 注意事项

1）FTX型VOCs废气净化装置适用于大风量低浓度（≤500mg/m3）有机废气（VOCs）的净化；2）有机废气的相对湿度宜≤50%；3）有机废气的温度度宜≤45℃；4）禁止当催化剂床温度低于250℃时引入有机废气，不然容易使催化剂中毒失效及反应器出现“闷死”现象；5）高浓度有机废气直接进催化燃烧的管道外需做保温。

5 结论

1）该设备从2012年9月至今已运行3年多的时间，运行效果稳定，且效果良好，实践证明，该设备针对有机废气切实有效。废气净化设施处理效果监测表（速率值对应15m烟囱），见下表。2）该设备不仅体积小、重量轻，操作及管理均极为方便，除了脱附操作外，可实现无人值守，大大节约了人力、物力及财力。

废气净化设施处理效果表

参考文献：

［1］ 黄炳辉.小风量高浓度VOCs废气治理［J］.中国环保产业，2009（12）：44-46.

［2］ 蔡宇峰，李海强.活性炭纤维吸附-催化燃烧法处理大风量低浓度VOCs废气［J］.科技创新导报，2009（18）：80-81.

中图分类号：X701

文献标志码：A

文章编号：1006-5377（2016）02-0043-02

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

ZHONG Fei， CAI Zhou-xiang