一万风量催化燃烧方案

一万风量催化燃烧方案设计

一、设备组成与核心参数

1. 主要设备清单

吸附箱：碳钢材质，尺寸1500mm×1500mm×1959mm，共2台。内置碘值900-1200的防水活性炭，单箱装炭量1立方米，用于吸附挥发性有机物（VOCs）。

催化净化塔：处理风量1500-2000立方米/小时，电加热功率36-42千瓦，共1台。内置FeCrAl合金蜂窝载体催化剂，换热室与燃烧室一体设计，配备防爆口和热电偶。

干式过滤箱：组合件，内含过滤棉，共1套。用于预处理废气，去除颗粒物及粘性成分，延长活性炭寿命。

主排风机：型号4-72No8C，功率15千瓦，Q235材质，共1台。提供吸附阶段动力，确保废气均匀通过吸附箱。

脱附风机：型号YX9-35No6.3C，功率3千瓦，Q235材质，共1台。脱附阶段输送热空气，将活性炭中VOCs脱附至催化燃烧室。

补冷风机：型号4-68No3.15A，功率2.2千瓦，Q235材质，共1台。催化燃烧阶段补充冷空气，控制反应温度，防止过热。

电控系统：PLC自动控制，含触摸屏和温度传感器，共1套。实现吸附-脱附-催化燃烧自动切换，具备超温报警和安全联锁功能（如温度超过90℃时自动降温）。

2. 关键技术参数

处理风量：10,000立方米/小时（可扩展至12,000立方米/小时）。

VOCs浓度范围：500-2000毫克/立方米（低浓度工况需配合沸石转轮浓缩）。

催化燃烧温度：250-300℃（使用贵金属催化剂，如铂/钯）。

换热效率：不低于70％（热量回收用于脱附阶段，降低能耗）。

排放标准：非甲烷总烃浓度≤60毫克/立方米（重点地区≤30毫克/立方米），臭气浓度≤20（无量纲）。

二、工艺流程设计

1. 预处理阶段

干式过滤：废气首先通过干式过滤箱，去除粒径大于10微米的颗粒物及漆雾，防止活性炭堵塞。

均流调节：通过风阀调节气量，确保吸附箱内风速不超过0.8米/秒，优化吸附效率。

2. 吸附阶段

吸附过程：废气进入吸附箱，VOCs被活性炭微孔吸附，洁净气体通过主排风机排放。

切换逻辑：当活性炭接近饱和（吸附阻力上升或浓度监测触发），PLC自动切换至备用吸附箱，确保连续运行。

3. 脱附阶段

热空气脱附：催化燃烧后的高温气体（约250℃）经换热器降温至120℃，由脱附风机送入饱和吸附箱，将VOCs脱附并浓缩至2000ppm以上。

浓缩传输：浓缩后的VOCs通过管道输送至催化燃烧室，同时补冷风机启动，调节进气温度。

4. 催化燃烧阶段

催化反应：VOCs在催化剂作用下，于250-300℃下氧化为二氧化碳和水，反应热通过换热器回收，用于预热脱附空气。

安全控制：

超温保护：温度超过90℃时，补冷风机全开，脱附风机停止，系统降温。

防爆设计：催化燃烧室配备防爆口，压力异常时自动泄压。

三、排放标准与合规性

1. 有组织排放

非甲烷总烃浓度≤60毫克/立方米（执行《石油炼制工业污染物排放标准》GB 31570-2015），重点地区执行≤30毫克/立方米（如广东省DB44/2367-2022）。

苯、甲苯、二甲苯等单项污染物浓度符合《大气污染物综合排放标准》（GB 16297-1996）。

2. 无组织排放

厂界VOCs浓度≤2.0毫克/立方米，臭气浓度≤20（无量纲）。

安装在线监测设备（CEMS），数据直连环保部门“天眼”系统，实时监控排放数据。

四、经济性分析

1. 初始投资

设备成本：约80-120万元（含吸附箱、催化塔、风机、电控系统）。

安装费用：约10-15万元（含管道铺设、电气接线、调试）。

2. 运行成本

电耗：主风机15千瓦、脱附风机3千瓦、补冷风机2.2千瓦，年耗电约12万千瓦时，费用约7.2万元（按0.6元/千瓦时计）。

活性炭更换：每2-3年更换一次，单次费用约5万元。

催化剂更换：每5-8年更换，单次费用约10万元。

维护费用：年检、滤材更换等，约2万元/年。

五、结论与建议

1. 方案优势

高效净化：VOCs去除率≥98％，满足最严排放标准。

节能降耗：热量回收技术降低30-40％能耗，运行成本可控。

智能控制：PLC自动切换吸附-脱附-催化燃烧，减少人工干预。

2. 适用场景

行业：汽车喷涂、包装印刷、化工生产等低浓度VOCs排放企业。

风量：10,000-15,000立方米/小时，VOCs浓度500-2000毫克/立方米。

3. 实施建议

废气检测：优先进行VOCs成分分析，确认无高沸点、卤素等难处理物质。

空间规划：设备占地面积约80-100平方米，需预留检修通道。

政策对接：与当地环保部门确认排放标准及补贴细则，优化投资回报。

通过一万风量催化燃烧方案，可实现一万风量VOCs废气的高效、合规处理，兼顾环保与经济效益。