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含苯乙烯VOCs废气治理
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含苯乙OCs废气治理
黄炳辉,蓝炳杰,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:
在聚脂类绝缘漆烘烤成膜的过程中,活性稀释剂苯乙烯以气体状态释出,成为带恶臭,刺激
性气味的V0Cs废气,对大气环境造成污染.采用吸附一催化燃烧综合净化工艺对该废气进行治理,实践
证明是可行的.文章通过一个工程实例介绍了该净化工艺的工艺路线,设备参数和运行情况,并说明其
特点以及注意事项.
关键词:
苯乙烯;V0Cs;活性炭吸附;催化燃烧;废气治理
中图分类号:
X701文献标志码:
A文章编号:
1006—5377(2009)09—0036-03
1前言
近年来,我国已成为家电,电子原件,玩具(包括
电动玩具)的全球供应商,其中珠三角的出口份额占全
国的大部分.在电器绝缘漆的使用上,由于聚脂类绝缘
漆具有涂膜光泽高,色彩鲜艳,保光性强,耐水,耐溶
剂,耐磨性好,耐腐蚀,电绝缘性优良的优点,已日渐
成为漆包线,电机,电器的绝缘漆的主流.聚脂漆是以
聚酯树脂为主要成膜物质的涂料.聚酯树脂是用多元醇和
多元酸缩聚而成的高分子化合物,可分为饱和树脂与不饱
和树脂两类,后者具有代表性.以不饱和聚酯树脂作为主
要成膜物质的涂料是以活性稀释剂(如苯乙烯)作为稀释
剂,属无溶剂漆,固体分为100%,一次施工可获得较厚的
漆膜….在聚脂类绝缘漆中苯乙烯占45%~600/0,在烘烤成
膜的过程中,苯乙烯以气态释出,成为带恶臭的,刺激l生
VOCs气体,对大气环境会造成污染.
苯乙烯属芳香类碳氢化合物,在国家标准恶臭
污染物排放标准(GB14554-93)中被列为恶臭污
染物.
中国环保产业2009.9
2含苯乙烯VOCs废气治理技术
含三苯类VOCs废气治理的报导较多H,含苯乙烯
VOCs废气治理的报导尚少见.
广东某环境系统有限公司的马达浸漆生产线使用
东芝牌绝缘漆,苯乙烯含量59%,烘漆线废气排放量
5000m/h,入口废气浓度500mg/m,采用吸附一催化
燃烧综合净化工艺处理,取得十分满意的效果.废气治
理工艺流程如图1所示.
1阻火器;2.活性炭吸附装置;3.主排风机;
4.再生风机:
5.催化净化装置:
6.补冷风机.
图1含苯乙烯废气治理工艺流程
放
路
馨
活性炭吸附装置一备一用,当一台设备处在运行状
态下,另~台设备处于再生或备用状态.主要设备配置
见表1.
表1主要设备配置
设备名称及数量型号及技术参数
活性炭吸附装置
2台
(1备1用)
主排风机
1台
催化净化装置
1台
再生风机
1台
补冷风机
1台
自控系统
1套
型号:
FXF-O.5
处理风量:
5000m/h
炭床空速:
1.2m/s
蜂窝炭体积:
O.6m
设备阻力:
<500Pa
外形尺寸:
1260×1050×1260(mm)
风量:
5468m/h
全压:
1830Pa
功率:
5.5kW
型号:
HCR一500
处理风量:
500m/h
加热功率:
22.5kW
风量:
351m/h
全压:
1751Pa
功率:
0.37kW
外形尺寸:
460×800X1800(iFlm)
具有超温报警功能
3废气净化设备的运行
吸附一催化燃烧综合净化法是将吸附和催化燃烧两
种净化工艺有机地结合起来,VOCs废气先通过吸附床,
在此,气体中的有机物被吸附剂吸附,气体得以净化达
标排放.吸附床一般配置两台以上,轮换使用.当一台
吸附床吸附的有机物达到规定的吸附量时(即吸附饱和
时),切换到另外一台吸附床继续吸附净化,已饱和的
吸附床即可启动脱附再生程序.
脱附再生是在再生风机,补冷风机,待再生吸附床
与催化燃烧装置之间组成的循环系统内进行,由PLC控
制.先启动催化燃烧装置的电热管将催化床升温,接着
启动再生风机将空气送入催化床吸热后,热风进入吸附
床,有机物从活性炭内解吸出来,热风所含VOCs的浓度
较高,从吸附床出来后进人催化燃烧装置内的板式换热器
吸热后进入催化床,热风中的VOCs被催化燃烧,氧化成
CO,和H,O,在再生风机的驱动下热风继续再进入吸附床
循环解吸.由于循环热风中的VOCs浓度高,催化床的温
度可以由催化燃烧产生的热量来维持,电热管可自动切断
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电源,不需外来能源,可达到余热利用节能的目的.经过
一
段时间的循环脱附后,吸附床已获得再生,离开吸附床
的热气中的VOCs浓度大幅降低,催化床的温度必须重新
依靠电热管加温来维持,这说明吸附床已完全再生完毕,
PLC令控制系统进入降温冷却程序,自动关闭电热管的
电源,补冷风机启动,将冷风送入循环系统,对催化床
和吸附床进行冷却,当吸附床的温度低于50~C时,脱附
再生操作结束,吸附床进入备用状态.
4废气净化工艺的特点
(1)吸附一催化燃烧综合法通过两种净化工艺设备
的组合,使大风量,低浓度的VOCs~气变为小风量,中
高浓度的有机废气进行净化处理.通过控制,可使脱附
后气流中的有机物浓度较吸附操作时提高l0倍以上,而
脱附气流量仅为总排风量的1/20~l/10.由于高浓度
VOCs适用于催化燃烧净化,而燃烧产生的热量可用来
脱附,所以能源消耗低,运行成本低.
(2)吸附剂选用蜂窝状活性炭.具有床层阻力小,
比表面积大,升温,降温速度快,炭床温度均匀,具有
高效节能和安全的优点.蜂窝炭开孔:
1600~L/dm,
容重:
420kg/m.
(3)催化剂采用以堇青石蜂窝陶瓷体负载贵金
属Pd,Pt的KMF一12A型催化剂,气体流动阻力小,
反应起始温度低,活性高,空速适应范围宽.当烃类
等有机物浓度在2000~8000mg/m,空速10,000~
30,O00h-,反应气入口温度180℃~300~C的条件下,
净化效果≥98%.耐热性能好,可耐受900℃高温的短
时期冲击.使用寿命长,一般不少于7200h.
(4)在脱附再生操作的后期,由于VOCs浓度大
幅减少,催化床的温度必须重新依靠电加热来维持,这
样催化床的升温曲线上有明显的”拐点”,提示活性炭
的再生已完成,无需依靠监测分析手段,非常直观,
可靠.
(5)设备及管道系统设置有防爆口,阻火器和感温
报警装置.活性炭吸附床内还设有超温自动洒水装置,
确保运行安全.
(6)活性炭的脱附再生不使用蒸汽,无需锅炉等设
施,也不会产生二次污染.
(7)活性炭再生采用体内再生法,可减轻劳动强
度,减少活性炭的损耗,保持工作环境卫生清洁.
(8)净化系统自动化程度高,基本上无需人值守,
CHINAENVlR0NMENTALPROTECTIONINDUSTRY2009.9
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高效而安全.
5设计注意事项
5.1苯乙烯冷凝液
由于苯乙烯的沸点较高(146~C),在管道中有少
部分苯乙烯气体会冷凝成油状液体,故废气管道应设计
有一定的坡度,并在最低处设置收集装置.阻火器应采
用金属网的形式,且须设计成”快开式”,便于将金属
网拆下清洗.
5-2活性炭脱附再生温度控制
涪l生炭的脱附再生控制以热风循环系统内各点的温
度为依据.而活性炭床的温度又是安全操作的关键.本
例中,催化燃烧装置有2组电热管,根据需要可开1组或
2组或全部关闭电热管.循环系统中共有4个测温点分别
测量催化燃烧装置的加热室温度和催化床温度,热风管
上的热风温度和炭床温度,分别用TT催,T风,T炭表
示,温度自控设置见表2.
表2温度自控设置
6炭床脱附再生升温曲线
1#炭床脱附再生升温曲线如图2所示.
30
.
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650,
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…
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1O0≥:
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图21#炭床脱附再生升温曲线
从图2中可以看出,从l2:
5l开始至14:
10的1小时
20分钟时间内,催化床的温度均维持在220~C以上,活
性炭床实现正常的脱附再生操作,2组电热管基本关闭,
催化床温度靠催化燃烧反应放热来维持.14:
10以后,
电热管的启动很频繁,说明炭床脱附已完全,系统自动
开始冷却操作.
7结论
实践证明,采用吸附一催化燃烧综合法处理含苯乙
烯VOCs废气是成功有效的.吸附剂采用蜂窝活性炭,
催化剂采用以堇青石蜂窝陶瓷体负载贵金属Pd,Pt的
KMF—l2A型催化剂.该净化工艺具有阻力小,能耗
低,滑I生炭脱附再生操作方便,可利用催化燃烧反应余
热,再生效果好,无二次污染,自动化程度高,安全可
靠等优点.
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环境工程,2004,22
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ExhaustGasTreatmentOfV0CsContainingStyrene
HUANGBing—hui,LANBing-jie,CAIZhou-xiang
(FoshanCityShundeDistrictShunhuanMunicipalEngineeringandEquipmentCo.,Ltd.,FoshanGuangdong528300,China)
Abstract:
Inthecourseoffiringofpolyesterisolationlacquer,theemissionofactivethinnerstyreneturnsintoVOCs
exhaustgaswithodorandthrillandcausespollutiontoenvironment.Thepaperpresentsthetechnicalcourse,equipment
parameterandoperationofthepurlfyingtechnologyandexplicatesthecharacteristicsandtherelevantmattersbyintroducing
aNexampleengineering.
Keywords:
Styrene;VOCs;activecarbonadsorption;catalyticcombustion;exhaustgastreatment
中国环保产业2009.9