活性炭吸附脱附+催化燃烧工艺详解

活性炭吸附脱附+催化燃烧工艺详解

一、工艺原理

该工艺通过“吸附浓缩+催化燃烧”实现有机废气的高效净化，具体流程如下：

吸附浓缩阶段

含有机物的废气经干式过滤器去除颗粒物后，进入活性炭吸附床。活性炭的多孔结构吸附废气中的有机物，净化后的气体达标排放。

吸附效率：可达80％以上，适用于低浓度（通常＜1000mg/m³）、大风量废气。

脱附再生阶段

饱和活性炭通过热气流（80-120℃）脱附，释放高浓度有机废气（浓缩比可达10-20倍）。

脱附控制：温度过低影响脱附效果，温度过高（＞130℃）可能引发活性炭自燃。

催化燃烧阶段

浓缩废气进入催化燃烧装置，在250-350℃下通过催化剂（如铂、钯）作用，氧化分解为CO₂和H₂O，并释放热量。

热回收：反应热通过热交换器回收，用于预热脱附气流，实现自热运行（脱附废气浓度足够高时无需额外加热）。

二、应用场景

适用于处理以下类型的有机废气：

行业领域

涂装、印刷、化工、制药、家具、制鞋、橡胶、电子制造等。

典型场景：喷漆房废气、印刷油墨挥发、化工合成尾气。

废气特性

浓度：中低浓度（100-10000mg/m³），大风量。

成分：苯类、醇类、酮类、酯类等，但需预处理去除：

颗粒物（＜5mg/m³）、高粘性油脂、磷/硫/卤素等有害成分。

三、设备组成

核心设备包括：

干式过滤器

去除废气中的漆雾、颗粒物，防止活性炭堵塞。

活性炭吸附系统

吸附箱、活性炭（蜂窝状或颗粒状）、风机、仪表阀门。

催化燃烧装置

电加热室、催化室（内置催化剂）、热交换器、阻火器、泄爆装置。

电气控制系统

PLC自动控制，实现吸附/脱附切换、温度监控、安全联锁。

四、运行成本分析

以8万风量/小时设备为例：

能耗

电费：约15万元/年（总功率75.2kW）。

节能性：热回收效率＞70％，脱附废气浓度高时可实现自热运行。

耗材

活性炭：使用寿命约1.6年，年更换成本2.3万元。

催化剂：更换周期2-3年，年均成本约0.5万元。

综合成本

年运行费用约18万元，占企业年利润的3.6％（案例数据）。

五、技术优势

高效净化

吸附效率＞80％，催化燃烧分解率＞97％，确保废气达标排放。

节能环保

相比传统燃烧技术，能耗降低30％-50％。

无二次污染，符合国家环保标准（如GB 16297-1996）。

安全稳定

配备泄爆装置、多点温度探测、故障报警系统。

操作自动化，维护简便。

适应性强

可处理连续或间歇废气，适用于不同浓度和风量条件。

六、操作注意事项

温度控制

脱附温度严格控制在80-120℃，避免活性炭自燃。

预处理要求

废气需经干式过滤去除颗粒物（＜5mg/m³）、水分及有害成分。

安全措施

定期检查催化剂活性、设备密封性及安全阀。

操作人员需接受专业培训，熟悉应急处置流程。

维护管理

活性炭定期再生或更换，催化剂每2-3年更换一次。

清理热交换器积灰，确保热回收效率。

七、总结

活性炭吸附脱附+催化燃烧工艺通过“吸附浓缩+低温催化氧化”技术，实现了高效、节能、安全的有机废气处理。其经济性、环保性和操作便利性，使其成为中低浓度、大风量有机废气治理的首选方案，广泛适用于涂装、印刷、化工等多行业。