活性炭纖維（wéi）吸附-催化燃燒裝置處理有機廢氣應用

經新型淨化裝置處理後主要廢（fèi）氣出口濃度低於（yú）40mg/m3,符合國家及（jí）地方排（pái）放標準, 淨化效率達95.6%～97%。在處理同（tóng）樣風量的情（qíng）況下, 此套（tào）裝置與目前常用（yòng）的以蜂窩炭為吸附劑的吸附—催化燃燒裝置相比（bǐ）較具有（yǒu）明顯的優點。
福州某鞋廠有兩條生產線, 主要（yào）產品（pǐn）為泡沫塑（sù）料沙灘（tān）鞋（xié）, 年產量為230萬雙, 在生產（chǎn）過程中由於使（shǐ）用（yòng）含有甲苯的膠（jiāo）水（shuǐ）膠合, 因此在刷膠及烘幹工序產生 “三（sān）苯” 廢氣, 汙染了周圍的環境; 針對有機廢氣具有大風量、低濃度的特點, 該廠（chǎng）於1999 年采用活性炭纖維吸（xī）附—催化燃燒新（xīn）型裝置（zhì）來處理“三苯”廢氣, 處理風量為14 000m 3/h。

1　工藝流程（chéng）
圖1 是活性炭纖維吸附—催化燃燒工藝（yì）流程框圖,整個（gè）係統集吸附、脫（tuō）附、催化（huà）燃燒（shāo）於一（yī）體。
 
為保證係統的連續運行, 吸附器采（cǎi）用多單元分流組合式結構, 正常運行時, 處在脫附狀態的隻有一個單元, 而其他單元處於吸附或冷卻狀態; 有機（jī）廢氣收集後經過濾器進入n- 1個單元吸附, 淨化後的氣體排入大氣（qì）。正（zhèng）常吸（xī）附前, 先將催（cuī）化床燃燒室預熱到（dào）300 ℃,一定時間後, 當某一單元內的活性炭纖（xiān）維吸（xī）附飽和（hé）時, 打開脫附閥門, 用 120℃熱風進（jìn）行脫附, 解吸出的高（gāo）濃度有機廢氣進到催化床燃燒分解為CO2和H2O , 淨化後的高溫氣體通過列管熱交換器預熱脫附（fù）氣體, 少部分經煙囪排放, 其餘補充新鮮空（kōng）氣（qì）後作（zuò）為脫附熱風返回, 此時可停止電加熱管預熱, 並通過放空閥和補冷（lěng）風機來實現整個催化燃燒係統的熱平衡。每個單元吸附和脫附時的蝶型氣動閥門由PLC工業電腦（nǎo）可編程（chéng）序控製器按設定的時（shí）差有（yǒu）序（xù）開關,整個電控裝置分手動和自動兩組, 並配有自動報（bào）警係統。
2　淨化裝置特點
(1) 吸附劑采用的活（huó）性炭纖（xiān）維性能優越, 其比表麵積大(1300～ 2 500m2/g) , 微孔發達(微孔體積占總孔體積的 80%左右), 孔徑分布廣(20～200A ), 吸（xī）附容量大(比粒狀活（huó）性炭大幾倍至幾十倍),吸附速度（dù）快(比顆粒活性炭要快2～3 個數量級), 而且再生容易快（kuài）速(一般 3～5 min) , 脫附徹底, 經多次吸附脫附後仍保持（chí）原有的吸附性（xìng）能, 特別是對10-6級的吸（xī）附質仍保持（chí）很高的吸附（fù）量(蜂窩炭或顆粒炭（tàn）此時的吸附能力則大大降低) , 因此對（duì）有機廢氣的淨化率高; 同時因活性炭（tàn）纖維耐熱性能好(在（zài）空氣（qì）中著火點達 500 ℃以（yǐ）上) , 且吸附層很薄, 不會產生類似顆（kē）粒炭或蜂窩（wō）炭吸附裝置因熱積蓄而易（yì）產生燃燒爆炸的危險。
(2) 采用獨特的（de）多單元分流組合式吸附床, 假（jiǎ）設吸附床有n 個單元, 剛開始時是（shì）第1～第(n- 1)個單元在吸附, 第n個（gè）單元在脫（tuō）附（fù）; 一（yī）定時（shí）間後, 切換為第（dì） 2～第n個單元在吸附, 第1個單元在脫附;如此反複循環運行。 這樣一方麵保證生產的連續性（xìng）,另一方麵利（lì）用多單元的（de）循環交替（tì）切（qiē）換可使吸附劑用量大大減少, 不但使吸附床的（de）體（tǐ）積大大減少, 而且高價炭纖維因使用量少也不會造成（chéng）造價高的問題, 因此設（shè）備重量輕, 投（tóu）資小, 占地少, 結構緊湊。
(3) 在催（cuī）化燃（rán）燒床的進口以及貴金屬催化劑層之間布置電加熱管, 結合內循環管路, 可使床層的預熱時間短(電加熱管一般在（zài）開（kāi）機時預熱 30 m in 左右後停止加熱, 以後利用催化燃燒熱量來維持整個係統的（de）熱平衡) , 同（tóng）時采用高效率的熱交換器（qì）, 並用高性能的輕質耐火材料保溫, 這樣不僅使廢氣的催化燃燒徹底, 同時熱利用效率高, 運行成本低。
(4) 采用PLC電腦（nǎo）可編（biān）程序控製器, 通過氣動元件係統實現工藝過程（chéng）的全部自動化, 整個係統運行過程中電腦實行適時記憶, 如遇突然（rán）停電或（huò）下班停機時, 電腦會記憶（yì）當時的工（gōng）作狀態, 待來電或下次開（kāi）機時, 電腦會自動指令延續上次的狀態運行下去,這樣可以避免出現某些單元過飽和現象, 達到佳治理效果, 同時出現異（yì）常故（gù）障時電腦會指令自動停機並發出聲光報警, 因此（cǐ）, 操作簡（jiǎn）單、安全、可靠, 自動化水平較高, 可實現無人操作。
3　實際應用（yòng）效果
表1 結果表明, 經新型淨化裝置處理後主要廢（fèi）氣出口濃度低於40mg/m3,符合（hé）國家及地方排放標（biāo）準, 淨化效率達95.6%～97%。在處理同樣風量的情況下, 此套（tào）裝（zhuāng）置與（yǔ）目前常用的以蜂窩炭為吸附劑的吸附—催化燃燒裝置相比較具有明顯（xiǎn）的優點, 具體（tǐ）數據見表2。


4　結論（lùn）
(1) 本新型有機廢氣淨化裝置對於大風量、低濃度的有機廢氣淨化效果好, 無二次（cì）汙染, 投資及運行費用低, 占地少, 操作安全、簡單、可靠, 自動化水平（píng）高, 是一（yī）種值得推廣應用的（de）技術。
(2) 本處理裝置在實際（jì）應用過程中針對不同種類、不同濃度和溫度的有機廢氣, 所采取的催化劑（jì）種類、活性炭纖維用量（liàng）、吸附單元數以及單元切（qiē）換的周期也不同。