CN109569107A - 一种基于roc技术的废气净化工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于废气净化处理技术领域,尤其是一种基于ROC技术的废气净化工艺,解决了现有技术中催化剂使用量大,催化效率低,耗能高,净化处理效率低,处理效果不稳定,处理过程中会产生NOX二次污染物的问题,所述制备方法,包括以下步骤:将废气初步过滤后通入放置有活性炭的活性炭吸附床进行净化处理,达标后排放;利用热空气将吸附饱和后的活性炭内的有机物脱附出来;将脱附得到的气体加热后通入填充有催化剂的催化层进行净化处理;将净化气体导入蓄热陶瓷填充床冷却后排放。本发明具有工艺操作简单,处理温度低,催化剂使用量小,催化效率高,耗能低,净化处理效率高,处理效果温度,处理过程中不会产生NOX二次污染物的特点,值得推广。
Description
技术领域
本发明涉及废气净化处理技术领域,尤其涉及一种基于ROC技术的废气净化工艺。
背景技术
目前气态有机物污染物种类繁多,主要废气为苯系物、VOCs等,生产车间在生产过程中会产生大量的有机废气,这些废气散发到车间会污染车间的环境,人体长期吸入会对中枢神经***造成损伤,严重损害工作人员的身体健康。采用的治理方法也有多种,常用的主要是活性炭吸附法和蓄热式焚烧法。传统的使用活性炭吸附去除,吸附饱和的活性炭会再生使用,但是,经过多次使用后活性炭会彻底饱和无法再生,这些活性炭会作为危险废物对环境造成一定的危害。同时活性炭的处理、再生、更换会产生较大运行费用,在这些过程中废气处理处于停滞状态,因此废气处理效率不够高,并且经常更换活性炭反应效果不够稳定,再者,活性炭处理设备需要一定的接触时间,并且碳层穿透时会对大气产生污染。对此专利申请号201510593131.X公开了一种有机废气净化工艺,其包括以下步骤:(1)有机废气通过输入管道进入反应容器下部,同时,所述自由基发生***工作产生自由基,产生的自由基通过连通管道与输入管道内的有机废气相互混合;(2)混合之后的有机废气和自由基一起通过反应墙;(3)反应液喷头喷出反应液,反应液下降到反应墙,与上升的混合之后的有机废气和自由基在催化剂的作用下反应,实现净化;(4)在风机的作用下,净化之后的有机废气从输出管道排出,反应液下降到反应容器底部,并通过反应液管道反复循环利用。该专利虽在一定程度上解决了传统活性炭吸附去除的缺陷,但仍存在催化剂使用量大,催化效率低,耗能高,净化处理效率低,处理效果不稳定,设备使用寿命短等等缺陷。而现有的蓄热式焚烧法用于废气净化处理,需要在800℃以上的高温下进行,高温需要的热量多,耗能高,且处理过程中会产生NOX二次污染物。RCO,即蓄热式催化氧化法(RegenerativeCatalyticOxidizers,RCO),为燃烧处理技术之一,是在催化氧化(CatalyticOxidizersCO)和蓄热式焚烧法(RTO,RegenerativeThermalOxidizers)的基础上采用了一系列节能设计和材料选择继而发展成为现代先进的有机废气处理技术。基于上述陈述,本发明提出了一种基于ROC技术的废气净化工艺。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在催化剂使用量大,催化效率低,耗能高,净化处理效率低,处理效果不稳定,处理过程中会产生NOX二次污染物的问题,而提出的一种基于ROC技术的废气净化工艺。
一种基于ROC技术的废气净化工艺,包括以下步骤:
S1、将待处理废气通过过滤层进行初步过滤处理后,通入放置有活性炭的活性炭吸附床,与活性炭充分接触,利用活性炭对有机物质的强吸附性对气体进行净化处理,处理达标后的气体排入烟囱排放;
S2、将步骤S1中吸附饱和后的活性炭移到脱附活性炭床,利用热空气将活性炭内的有机物脱附出来,脱附后的活性炭可回收循环利用;
S3、控制气体流量为55~80Nm3/h,将步骤S2中脱附得到的气体通入填充有陶瓷材料的蓄热陶瓷填充床进行预热,然后加热到催化温度,通入填充有催化剂的催化层,气体在催化剂作用下起燃,燃烧后生成CO2和H2O,并释放出大量热量;
S4、将经步骤S3中催化氧化后得到的净化气体导入蓄热陶瓷填充床,气体中的热量被蓄热陶瓷吸收,陶瓷升温,气体被冷却,冷却后的气体排入烟囱排放。。
优选的,所述步骤S1中的过滤层由过滤材料和高效无纺布制成。
优选的,所述步骤S1中的过滤层由漆雾过滤材料、高效无纺布和高硅、耐水分子筛复合制成。
优选的,所述步骤S2中脱附后的活性炭可用于步骤S1中吸附过滤处理后的废气。
优选的,所述步骤S3中的催化温度为250~500℃。
优选的,所述步骤S3中的催化温度为320℃。
优选的,所述步骤S3中的催化剂由蜂窝状陶瓷负载优质贵金属、稀土和纳米金属氧化物构成。
优选的,所述蜂窝状陶瓷由质量比为4~7:1~3:2~2.8:3~5:1~1.5的堇青石、莫来石、碳化硅、活性氧化铝和氧化锆复合制成,其孔数为32~45个/cm2。
优选的,所述贵金属为铑、钯或铂中的一种或任意组合物,纳米金属氧化物为纳米氧化钙、纳米氧化铁、纳米氧化铜或纳米氧化钡中的一种或任意组合物。
优选的,所述步骤S3中的热量通过热交换器一部分用于加热步骤S2中脱附出的高浓度废气,另外一部分用于加热空气,加热后的热空气用于脱附步骤S2中的吸附饱和活性炭。
本发明提出的一种基于ROC技术的废气净化工艺,利用初滤层对废气进行初步处理后,采用性能稳定、抗腐蚀和耐高速气流冲击性好和多微孔吸附的活性炭吸附有机废气,然后利用热空气对吸附饱和后活性炭进行脱附再生处理,控制气体流量,将脱附气体加热后,在催化剂作用下进行分解,催化分解过程净化效率高达99.3%,分解后生成二氧化碳和水并释放出大量的热量,该热量通过热交换器回收利用,热回收效率高达94.2%,反应热回收率高,大大提高了热能的利用率,净化后的产物为无害的二氧化碳和水,不会造成二次污染,本发明采用优质贵金属、稀土及金属氧化物载在蜂窝状陶瓷上作催化剂,催化分解率高达97.8%,具有比表面积高、反应空速大、抗中毒性能好、寿命长,分解温度低、阻力小、脱附预热时间短、能耗低、机械强度大,耐磨,耐热冲击,催化活性及热稳定性好的特点,可以在低温催化氧化,无须任何外加辅助能源,极大的减少能耗,低温氧化,避免了由于高温而产生NOX二次气态污染物,符合国际上越来越严格的环保法规要求,同时大幅降低运行温度,使运行能量大量节约,本发明用于废气净化具有工艺操作简单,处理温度低,催化剂使用量小,催化效率高,耗能低,净化处理效率高,处理效果温度,处理过程中不会产生NOX二次污染物的特点,值得推广。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例一
本发明提出的一种基于ROC技术的废气净化工艺,包括以下步骤:
S1、将待处理废气通过由过滤材料和高效无纺布制成的过滤层进行初步过滤处理后,通入放置有活性炭的活性炭吸附床,与活性炭充分接触,利用活性炭对有机物质的强吸附性对气体进行净化处理,处理达标后的气体排入烟囱排放;
S2、将步骤S1中吸附饱和后的活性炭移到脱附活性炭床,利用热空气将活性炭内的有机物脱附出来,脱附后的活性炭可回收循环用于步骤S1中吸附过滤处理后的废气;
S3、控制气体流量为80Nm3/h,将步骤S2中脱附得到的气体通入填充有陶瓷材料的蓄热陶瓷填充床进行预热,然后加热到500℃的催化温度,通入填充有由蜂窝状陶瓷负载优质贵金属、稀土和纳米金属氧化物构成的催化剂的催化层,其中蜂窝状陶瓷由质量比为7:3:2.8:5:1.5的堇青石、莫来石、碳化硅、活性氧化铝和氧化锆复合制成,其孔数为32个/cm2,贵金属为铑和铂的组合物,纳米金属氧化物为纳米氧化钙和纳米氧化铁的组合物,气体在催化剂作用下起燃,燃烧后生成CO2和H2O,并释放出大量热量,热量通过热交换器一部分用于加热步骤S2中脱附出的高浓度废气,另外一部分用于加热空气,加热后的热空气用于脱附步骤S2中的吸附饱和活性炭;
S4、将经步骤S3中催化氧化后得到的净化气体导入蓄热陶瓷填充床,气体中的热量被蓄热陶瓷吸收,陶瓷升温,气体被冷却,冷却后的气体排入烟囱排放。
实施例二
本发明提出的一种基于ROC技术的废气净化工艺,包括以下步骤:
S1、将待处理废气通过漆雾过滤材料、高效无纺布和高硅、耐水分子筛复合制成的过滤层进行初步过滤处理后,通入放置有活性炭的活性炭吸附床,与活性炭充分接触,利用活性炭对有机物质的强吸附性对气体进行净化处理,处理达标后的气体排入烟囱排放;
S2、将步骤S1中吸附饱和后的活性炭移到脱附活性炭床,利用热空气将活性炭内的有机物脱附出来,脱附后的活性炭可回收循环用于步骤S1中吸附过滤处理后的废气;
S3、控制气体流量为72Nm3/h,将步骤S2中脱附得到的气体通入填充有陶瓷材料的蓄热陶瓷填充床进行预热,然后加热到340℃的催化温度,通入填充有由蜂窝状陶瓷负载优质贵金属、稀土和纳米金属氧化物构成的催化剂的催化层,其中蜂窝状陶瓷由质量比为5:2:2.5:4:1.2的堇青石、莫来石、碳化硅、活性氧化铝和氧化锆复合制成,其孔数为45个/cm2,贵金属为铑、钯和铂的组合物,纳米金属氧化物为纳米氧化钙、纳米氧化铁、纳米氧化铜和纳米氧化钡中的的组合物,气体在催化剂作用下起燃,燃烧后生成CO2和H2O,并释放出大量热量,热量通过热交换器一部分用于加热步骤S2中脱附出的高浓度废气,另外一部分用于加热空气,加热后的热空气用于脱附步骤S2中的吸附饱和活性炭;
S4、将经步骤S3中催化氧化后得到的净化气体导入蓄热陶瓷填充床,气体中的热量被蓄热陶瓷吸收,陶瓷升温,气体被冷却,冷却后的气体排入烟囱排放。
实施例三
本发明提出的一种基于ROC技术的废气净化工艺,包括以下步骤:
S1、将待处理废气通过由过滤材料和高效无纺布制成的过滤层进行初步过滤处理后,通入放置有活性炭的活性炭吸附床,与活性炭充分接触,利用活性炭对有机物质的强吸附性对气体进行净化处理,处理达标后的气体排入烟囱排放;
S2、将步骤S1中吸附饱和后的活性炭移到脱附活性炭床,利用热空气将活性炭内的有机物脱附出来,脱附后的活性炭可回收循环用于步骤S1中吸附过滤处理后的废气;
S3、控制气体流量为55Nm3/h,将步骤S2中脱附得到的气体通入填充有陶瓷材料的蓄热陶瓷填充床进行预热,然后加热到250℃的催化温度,通入填充有由蜂窝状陶瓷负载优质贵金属、稀土和纳米金属氧化物构成的催化剂的催化层,其中蜂窝状陶瓷由质量比为4:1:2:3:1的堇青石、莫来石、碳化硅、活性氧化铝和氧化锆复合制成,其孔数为35个/cm2,贵金属为铑和钯的组合物,纳米金属氧化物为纳米氧化铜和纳米氧化钡的组合物,气体在催化剂作用下起燃,燃烧后生成CO2和H2O,并释放出大量热量,热量通过热交换器一部分用于加热步骤S2中脱附出的高浓度废气,另外一部分用于加热空气,加热后的热空气用于脱附步骤S2中的吸附饱和活性炭;
S4、将经步骤S3中催化氧化后得到的净化气体导入蓄热陶瓷填充床,气体中的热量被蓄热陶瓷吸收,陶瓷升温,气体被冷却,冷却后的气体排入烟囱排放。
实施例四
本发明提出的一种基于ROC技术的废气净化工艺,包括以下步骤:
S1、将待处理废气通过漆雾过滤材料、高效无纺布和高硅、耐水分子筛复合制成的过滤层进行初步过滤处理后,通入放置有活性炭的活性炭吸附床,与活性炭充分接触,利用活性炭对有机物质的强吸附性对气体进行净化处理,处理达标后的气体排入烟囱排放;
S2、将步骤S1中吸附饱和后的活性炭移到脱附活性炭床,利用热空气将活性炭内的有机物脱附出来,脱附后的活性炭可回收循环用于步骤S1中吸附过滤处理后的废气;
S3、控制气体流量为68Nm3/h,将步骤S2中脱附得到的气体通入填充有陶瓷材料的蓄热陶瓷填充床进行预热,然后加热到380℃的催化温度,通入填充有由蜂窝状陶瓷负载优质贵金属、稀土和纳米金属氧化物构成的催化剂的催化层,其中蜂窝状陶瓷由质量比为5:2:2.5:3.5:1.2的堇青石、莫来石、碳化硅、活性氧化铝和氧化锆复合制成,其孔数为42个/cm2,贵金属为钯和铂的组合物,纳米金属氧化物为纳米氧化钙和纳米氧化铜的组合物,气体在催化剂作用下起燃,燃烧后生成CO2和H2O,并释放出大量热量,热量通过热交换器一部分用于加热步骤S2中脱附出的高浓度废气,另外一部分用于加热空气,加热后的热空气用于脱附步骤S2中的吸附饱和活性炭;
S4、将经步骤S3中催化氧化后得到的净化气体导入蓄热陶瓷填充床,气体中的热量被蓄热陶瓷吸收,陶瓷升温,气体被冷却,冷却后的气体排入烟囱排放。
采用本发明实施例一~四中提出的基于ROC技术的废气净化工艺,催化剂催化分解率高,废气净化效率高,热回收效率高,净化后气体符合排放标准,具体参数如下:
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于ROC技术的废气净化工艺,其特征在于,包括以下步骤:
S1、将待处理废气通过过滤层进行初步过滤处理后,通入放置有活性炭的活性炭吸附床,与活性炭充分接触,利用活性炭对有机物质的强吸附性对气体进行净化处理,处理达标后的气体排入烟囱排放;
S2、将步骤S1中吸附饱和后的活性炭移到脱附活性炭床,利用热空气将活性炭内的有机物脱附出来,脱附后的活性炭可回收循环利用;
S3、控制气体流量为55~80Nm3/h,将步骤S2中脱附得到的气体通入填充有陶瓷材料的蓄热陶瓷填充床进行预热,然后加热到催化温度,通入填充有催化剂的催化层,气体在催化剂作用下起燃,燃烧后生成CO2和H2O,并释放出大量热量;
S4、将经步骤S3中催化氧化后得到的净化气体导入蓄热陶瓷填充床,气体中的热量被蓄热陶瓷吸收,陶瓷升温,气体被冷却,冷却后的气体排入烟囱排放。
2.根据权利要求1所述的一种基于ROC技术的废气净化工艺,其特征在于,所述步骤S1中的过滤层由过滤材料和高效无纺布制成。
3.根据权利要求1所述的一种基于ROC技术的废气净化工艺,其特征在于,所述步骤S1中的过滤层由漆雾过滤材料、高效无纺布和高硅、耐水分子筛复合制成。
4.根据权利要求1所述的一种基于ROC技术的废气净化工艺,其特征在于,所述步骤S2中脱附后的活性炭可用于步骤S1中吸附过滤处理后的废气。
5.根据权利要求1所述的一种基于ROC技术的废气净化工艺,其特征在于,所述步骤S3中的催化温度为250~500℃。
6.根据权利要求1所述的一种基于ROC技术的废气净化工艺,其特征在于,所述步骤S3中的催化温度为320℃。
7.根据权利要求1所述的一种基于ROC技术的废气净化工艺,其特征在于,所述步骤S3中的催化剂由蜂窝状陶瓷负载优质贵金属、稀土和纳米金属氧化物构成。
8.根据权利要求1和7所述的一种基于ROC技术的废气净化工艺,其特征在于,所述蜂窝状陶瓷由质量比为4~7:1~3:2~2.8:3~5:1~1.5的堇青石、莫来石、碳化硅、活性氧化铝和氧化锆复合制成,其孔数为32~45个/cm2。
9.根据权利要求1和7所述的一种基于ROC技术的废气净化工艺,其特征在于,所述贵金属为铑、钯或铂中的一种或任意组合物,纳米金属氧化物为纳米氧化钙、纳米氧化铁、纳米氧化铜或纳米氧化钡中的一种或任意组合物。
10.根据权利要求1所述的一种基于ROC技术的废气净化工艺,其特征在于,所述步骤S3中的热量通过热交换器一部分用于加热步骤S2中脱附出的高浓度废气,另外一部分用于加热空气,加热后的热空气用于脱附步骤S2中的吸附饱和活性炭。
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CN113813940A (zh) * | 2021-09-29 | 2021-12-21 | 江苏科仕达实验室环保科技有限公司 | 一种饱和活性炭活化再生处理工艺及控制方法 |
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- 2018-11-30 CN CN201811448159.4A patent/CN109569107A/zh active Pending
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