有机废气治理系统工艺设计
摘要：挥发性有机废气未经处理直接排入大气中，会严重影响大气质量，影响动植物生长和人类健康。本文通过对自己公司喷漆房有机废气的治理设计方案，充分阐述了有机废气治理的工艺流程和设备选型配置情况。并对系统工艺原理做了详细描述，同时对该系统的先进性和特点做了归纳，为从事有机废气治理人员提供了较好的设计思路和范本。
0、引言
喷漆废气是大气环境主要污染源之一。由于它的毒性大,对人体健康的危害十分严重,尤其是苯类和多环芳烃,它们侵犯人的神经、呼吸、血液和生育系统,轻则使人头昏、眩晕、恶心,重则导致再生障碍性贫血、白血病、致癌危及生命,故迫切需要治理。
本装置采用最新工艺设计, 即干式过滤+活性炭吸附脱附+催化燃烧方式，在治理VOCs污染中效果十分显著,对环境保护、劳动保护和保护人体健康有良好的实用价值。下面以自己公司喷漆废气的治理设计方案为例展开说明。
1、有机混合气体处理设计指标需求
（1）废气量：30000Nm3/h；
（2）操作温度：常温；
（3）废气输送压力：3000Pa；
（4）处理效率：80%；
（5）入口浓度：≤200mg/m3
（6）出口浓度：≤50mg/m3
2、工艺原理及流程描述
（1）工艺原理：
当气体分子运动到固体表面时，由于气体分子与固体表面分子之间相互作用，使气体分子暂时停留在固体表面，形成气体分子在固体表面浓度增大，这种现象称为气体在固体表面上的吸附。被吸附物质称为吸附质，吸附质的固体物质称为吸附剂。而活性炭吸附法是以活性炭作为吸附剂，把废气中有机物化合物吸附到固相表面进行吸附浓缩，从而达到净化废气的方法。
大风量、低浓度有机废气经过前端初效三级干式过滤器去除漆雾和粉尘，然后通入活性炭吸附床，与蜂窝活性炭充分接触，再进行脱附再生后转换成小风量、高浓度的有机废气。该部分气体进入后端的催化燃烧氧化设备进行氧化反应，使废气中的挥发性有机物在催化氧化室中氧化分解成二氧化碳和水，并放出热量，经过换热器预热进入催化床前的脱附气体后经过烟囱高空排放。同时系统利用部分热气体对活性炭进行再生过程，保证活性炭得到重复使用。
（2）工艺流程说明
本装置工作过程可分为四个阶段：废气收集阶段、初效干式过滤阶段、活性炭吸附阶段和活性炭脱附再生阶段。
废气收集阶段：
在喷漆房内设置专门的废气收集罩和管道系统，将废气集中收集。
初效干式过滤阶段
来自喷漆房的废气首先进入到初效干式过滤器进行预处理，经过初效干式过滤器的三级过滤，拦截住有机废气中的颗粒物，为后续活性炭吸附过程提供了有力条件，并保证活性炭的使用寿命。
活性炭吸附过程：
经过初效干式过滤器后的有机废气进入到活性炭吸附装置。有机废气通过活性炭层时，有机废气中的有机组分被吸引到活性炭的表面并浓集保持其上。有机组分从而与其他组分分开，其他组分（洁净气体）经风机排空。
活性炭脱附过程：
活性炭使用一段时间，吸附了一定量的溶剂后，会降低或失去吸附能力，此时活性炭需要脱附再生，再生后活性炭重新恢复吸附能力，可继续使用。再生时，启动催化燃烧装置预热室电源，将空气预热，预热后的气体送入吸附箱，箱中的活性炭受热后，活性炭吸附的溶剂挥发出来，溶剂经风机送入催化燃烧室燃烧，分解生成CO2和H2O等热空气，热空气一部分回到活性炭吸附箱继续给活性炭加热，另一部分排空，热空气内部循环多次活性炭即可得到再生。
3、本工艺的主要特点
（1）生产环境好，无污染。
（2）工艺设备可靠性强，故障与维修量小，维修费用低，减少维修人员的工作量。
（3）由于自动化程度比较高，操作人员少，劳动强度小。
（4）能够充分回收余热、节能。
（5）系统投资小，运行成本低。
4、有机废气处理工艺总图布置
（1）初效干式过滤器：布置在厂房内。本方案选用1台DN1000初效干式过滤器；
（2）活性炭吸附箱：布置在厂房内。本方案选用3台活性炭吸附箱，运行方式：2开1备；
（3）催化燃烧器：布置在厂房内。本方案选用1台2500Nm3/h催化燃烧器；
（4）烟囱：在室外露天布置。烟囱设计直径DN1000，高度16米；
（5）主排风机：布置在厂房内。配置1台排风机。型号：4-72-9 右45°，流量35700Nm3/h,全压2914Pa,电机：45KW；
（6）脱附风机：布置在厂房内。配置1台脱附风机。型号：6-35-4右0°，流量2314Nm3/h,全压2512Pa,电机：3KW；
（7）补冷风机：布置在厂房内。配置1台补冷风机。型号：4-72-2.8右0°，流量1141Nm3/h,全压963Pa,电机：1.5KW；
（8）有机废气的处理厂房应与其他生产厂房分开布置，其间距应符合现行国家标准《建筑设计防火防范》的有关规定；
（9）有机废气的处理区内的消防车道，应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》的有关规定；
（10）有机废气处理工艺总图布置，具体详见图4-1有机废气处理工艺总图。
编号说明：1、初效干式过滤器；2、活性炭吸附箱;3、催化燃烧器；4、烟囱；5、主排风机；6、脱附风机；7、补冷风机
图4-1有机废气处理工艺总图
5 环保及安全
（1）适用范围广。催化燃烧器几乎可以处理所有的烃类有机废气及恶臭气体。对于有机化工、涂料、绝缘材料等行业排放的低浓度、多成分、无回收价值的废气，采用吸附—催化燃烧器法的处理效果更好。
（2）处理效率高，无二次污染。用催化氧化法处理有机废气的净化率一般都在95%以上，最终产物为无害的 CO2 和 H2O，且由于燃烧温度低，能大量减少 NOx 的生成，因此不会造成二次污染。
（3）有机混合废气的处理由自动控制系统控制，操作工艺简单，启动、停炉简单，故障率低，运行周期性长，安全性好。
6 结论
伴随国家对环境保护的要求和力度不断加大，工业有机废气（VOCs）的治理得到了迅速发展。市场上也出现了几种比较成熟的处理工艺。本文所阐述的工艺设计, 即采用干式过滤+活性炭吸附脱附+催化燃烧的方式。该设计工艺主要是针对大风量、低浓度、不需要回收的VOCs治理。该工艺在治理VOCs污染中效果明显，优势显著,对环境保护和保护人体健康都有良好的实用价值。该技术投资省，运行成本低、操作简单、使用寿命长，比较利于在工厂喷漆车间VOCs治理技术领域推广应用。
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