CN109364599A - 一种喷漆室催化燃烧废气处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种喷漆室催化燃烧废气处理工艺，包括以下使用设备：空气净化室、干式过滤器、活性炭吸附净化装置、催化燃烧装置、吸附风机、脱附风机和补冷风机，其处理工艺流程由以下步骤组成：有机废气中大颗粒污染物的导入过滤、有机废气内部污染物的吸附、活性炭吸附装置的饱和处理、有机废气的催化燃烧、有机废气催化燃烧的方法和有机废气催化燃烧的应急处理。本发明采用优质的贵金属钯和铂载在蜂窝陶瓷上作催化剂，分解温度低、脱附预热时间短、能耗低，提高反应速率，加快了反应的进行，催化燃烧适于VOCs浓度为100－2000 PPM，其消除效率高达95％以上，且具有设备成本较低，效率较高灯优点。

Description

一种喷漆室催化燃烧废气处理工艺
技术领域
本发明涉及废气处理技术领域，具体为一种喷漆室催化燃烧废气处理工艺。
背景技术
在喷漆室对设备进行喷漆的过程中会产生很多的有机废气，这些废气需要对其进行处理，如不对其处理就直接爱放到大气中会造成大气的污染，影响人体的健康，现有的对喷漆室废气处理的方式大多采用物理处理方法，物理处理法处理效果不明显，且设备成本较高。
发明内容
（一）解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种喷漆室催化燃烧废气处理工艺，具备采用催化燃烧法的方式对喷漆室产生的有机废气进行处理，具备处理速度快、净化效果好设备成本低等优点，解决了现有的喷漆室废气处理设备效果不明显，且设备成本较高的问题。
（二）技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种喷漆室催化燃烧废气处理工艺，包括以下使用设备：空气净化室、干式过滤器、活性炭吸附净化装置、催化燃烧装置、吸附风机、脱附风机和补冷风机。
其处理工艺流程由以下步骤组成：
1）有机废气中大颗粒污染物的导入过滤：
将喷漆室内部产生的有机废气导入空气净化室，一次净化完成后将有机废气经吸附风机导入干式过滤器的内部，吸附风机的排气管路上根据需要安装调节风阀和阻火器，干式过滤器由两层粘合的有孔和褶皱且能拉伸的牛皮纸组成。
2）有机废气内部污染物的吸附：
经干式过滤器去除大颗粒粉尘后，将符合条件的有机废气送入活性炭吸附装置，并且把有机废气进行浓缩。
3）活性炭吸附装置的饱和处理：
当活性炭吸附装置接近饱和状态时，将风管切换至备用活性炭吸附装置，将饱和的活性炭吸附装置进行解吸脱附，被脱附的气体中废气浓度是原来的几十倍。
4）有机废气的催化燃烧：
浓缩废气进入催化燃烧装置，在250-300℃的催化起燃温度下，通过催化剂的作用进行氧化反应转化为无害的水和二气化碳排入大气，在催化燃烧过程中，采用优质的贵金属钯和铂载在蜂窝陶瓷上作催化剂，借助催化剂可使有机废气在较低的起燃温度条件下，发生无焰燃烧，并氧化成CO2和H2O，同时放出大量热能，从而达到去除废气中的有害物的方法。
5）有机废气催化燃烧的方法：
催化燃烧装置由净化装置吸附风机、脱附风机、补冷风机电器等控制元件组成，净化装置主机是由热交换器、预热室、催化反应室、电加热元件和阻火器和防爆阀组成，阻火器结构为波纹网状，防爆阀由阀体、爆破片、压盖等组成，催化燃烧装置炉体周围做保温，保温层厚度为50mm，炉体外表温度和环境温度温差小于20°，在将废气进行催化燃烧过程中，废气经管路由风机送入热交换器进行一次升温，经温度检测仪检测温度达不到催化反应的条件时，由布置在预热室内的电加热系统进行温度的第二次提升，电加热元件为红外线加热管，由固定绝缘板固定，加热到催化燃烧所需要的温度，经过加热的废气通过催化剂层使之燃烧，由于催化剂的作用，催化燃烧法废气燃烧的起始温度约为250-300℃，同时在催化剂的活性作用下，反应后的气体产生的一定热量，高温气体再次进入热交换器，经补冷风机换热冷却最终以较低的温度经补冷风机排入空气。
6）有机废气催化燃烧的应急处理：
催化燃烧装置安装高温检测仪及补风阀，当炉体催化室反应温度超过设定上限时，开启补风阀对气源进行稀释。
所述设备统一采用PLC可编程控制器对设备进行控制，设置自动和手动控制模式，设备在安全运行方面设置了催化室的超温报警、吸附床超温报警和风机故障的功能。
所述吸附风机的吸附量与吸附温度成反比，温度越低吸附容量越大，当温度≤40℃，吸附容量≥40%。
所述吸附风机上的吸附柜箱体采用型钢骨架和冷轧钢板扣盒制作，表面经过喷丸、喷塑等防腐和防锈处理壁板中间填充玻璃丝棉消声材料。
所述催化反应室采用抽屉式结构，内部安装催化剂，中间分插电加热元件，使催化剂温度达到反应温度，使部分有机废气进行分解，释放能量，直接使废气温度提升温度提升后的有机气体进入催化反应室，内置蜂窝催化剂，满足反应条件的有机气体在此完全分解，废气变成洁净气体。
所述电加热元件采用红外线加热管，由16mm高温薄管、内衬高温氧化镁及电加热丝组成。
所述催化剂以蜂窝陶瓷做载体，内浸渍金属铂和钯。
所述吸附风机采用离心式风机，控制方式采用变频器调速。
所述脱附风机采用耐高温循环风机，16Mn叶片，主轴40Cr，脱附风机前设有低高温风混和段，并安装温度检测保护装置。
所述补冷风机采用低噪声离心通风机，由多翼型叶轮、对数螺旋形机壳、可调速的内装直联外转子低噪声三相异步电动机和圆弧流线型进风口等部件组成。
（三）有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种喷漆室催化燃烧废气处理工艺，具备以下有益效果：
1、该喷漆室催化燃烧废气处理工艺，通过采用优质的贵金属钯和铂载在蜂窝陶瓷上作催化剂，分解温度低、脱附预热时间短、能耗低，同时催化剂表面具有吸附作用，使反应物分子汇集于表面提高反应速率，加快了反应的进行，它净化有机物是用铂、钯等贵金属催化剂及过渡金属氧化物催化剂来代替火焰，操作温度较热氧化低一半，通常为250-300℃，催化燃烧适于VOCs浓度为100－2000 PPM，其消除效率高达95％以上，且具有设备成本较低，效率较高灯优点。
2、该喷漆室催化燃烧废气处理工艺，通过采用干式过滤器进行预先处理，其更多的褶皱增加了油漆沉淀面积，加大了油漆过滤纸的承载能力，具有高容量和高效率，达到了最好的过滤效果，经过两级过滤后，戊烷废气大颗粒物净化率不低于98%，有效避免活性炭吸附床受到污染，从而延长蜂窝活性炭的使用寿命。
3、该喷漆室催化燃烧废气处理工艺，通过催化剂以蜂窝陶瓷做载体，内浸渍金属铂和钯，具有高活性、高净化效率、耐高温及使用寿命长等特点。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种技术方案：一种喷漆室催化燃烧废气处理工艺，包括以下使用设备：空气净化室、干式过滤器、活性炭吸附净化装置、催化燃烧装置、吸附风机、脱附风机和补冷风机。
其处理工艺流程由以下步骤组成：
1）有机废气中大颗粒污染物的导入过滤：
将喷漆室内部产生的有机废气导入空气净化室，一次净化完成后将有机废气经吸附风机导入干式过滤器的内部，吸附风机的排气管路上根据需要安装调节风阀和阻火器，所述吸附风机采用离心式风机，控制方式采用变频器调速，风机具有风量大、噪音小、效率高、安全可靠、耐用等特点，所述吸附风机的吸附量与吸附温度成反比，温度越低吸附容量越大，当温度≤40℃，吸附容量≥40%，所述吸附风机上的吸附柜箱体采用型钢骨架和冷轧钢板扣盒制作，保证强度，表面经过喷丸、喷塑等防腐和防锈处理，为降低噪声，壁板中间填充玻璃丝棉消声材料，干式过滤器由两层粘合的有孔和褶皱且能拉伸的牛皮纸组成，其更多的褶皱增加了油漆沉淀面积，加大了油漆过滤纸的承载能力，具有高容量和高效率，达到了最好的过滤效果，经过两级过滤后，戊烷废气大颗粒物净化率不低于98%，有效避免活性炭吸附床受到污染，从而延长蜂窝活性炭的使用寿命。
2）有机废气内部污染物的吸附：
经干式过滤器去除大颗粒粉尘后，将符合条件的有机废气送入活性炭吸附装置，并且把有机废气进行浓缩，所述脱附风机采用耐高温循环风机，16Mn叶片，主轴40Cr，脱附风机前设有低高温风混和段，并安装温度检测保护装置，当脱附停止工作时，可以延时脱附风机运行时间，保证设备安全、可靠运行。做到控制自动化，操作简单化。
3）活性炭吸附装置的饱和处理：
当活性炭吸附装置接近饱和状态时，将风管切换至备用活性炭吸附装置，将饱和的活性炭吸附装置进行解吸脱附，被脱附的气体中废气浓度是原来的几十倍，吸附浓缩是一个物理过程，并没有把有机溶剂处理掉，催化燃烧是一个化学反应过程，并非明火的燃烧，且能彻底解决脱附时的二次污染。
4）有机废气的催化燃烧：
浓缩废气进入催化燃烧装置，在250-300℃的催化起燃温度下，通过催化剂的作用进行氧化反应转化为无害的水和二气化碳排入大气，在催化燃烧过程中，采用优质的贵金属钯和铂载在蜂窝陶瓷上作催化剂，分解温度低、脱附预热时间短、能耗低，同时催化剂表面具有吸附作用，使反应物分子汇集于表面提高反应速率，加快了反应的进行。借助催化剂可使有机废气在较低的起燃温度条件下，发生无焰燃烧，并氧化成CO2和H2O，同时放出大量热能，从而达到去除废气中的有害物的方法。
5）有机废气催化燃烧的方法：
催化燃烧装置由净化装置吸附风机、脱附风机、补冷风机电器等控制元件组成，净化装置主机是由热交换器、预热室、催化反应室、电加热元件和阻火器和防爆阀组成，所述催化反应室采用抽屉式结构，内部安装催化剂，中间分插电加热元件，利用红外线辐射原理，使催化剂温度达到反应温度，使部分有机废气进行分解，释放能量，直接使废气温度提升，是本设备设计的第三温度提升处，也是催化升温，温度提升后的有机气体进入催化反应室，内置蜂窝催化剂，满足反应条件的有机气体在此完全分解，废气变成洁净气体，所述电加热元件采用红外线加热管，由16mm高温薄管、内衬高温氧化镁及电加热丝组成，利用电加热辐射原理，具有散热快、效率高、寿命长等特点，阻火器的作用是将设备和废气源区域的进行隔离，保证处理设备和生产设备之间的安全，同时除去废气源中的粉尘，阻火器结构为波纹网状，参照国家标准制造，更换快捷，清理方便，防爆阀由阀体、爆破片、压盖等组成，当系统压力大于0.1MPa压力时，爆破片自行破裂，防止系统发生爆炸，催化燃烧装置炉体周围做保温，保温层厚度为50mm，炉体外表温度和环境温度温差小于20°，所述催化剂是在化学反应中能改变反应温度而本身的组成和重量在反应后保持不变的物质，处理各种不同种类型有机废气的高效广泛型催化剂，催化剂以蜂窝陶瓷做载体，内浸渍金属铂和钯，具有高活性、高净化效率、耐高温及使用寿命长等特点。
在将废气进行催化燃烧过程中，废气经管路由风机送入热交换器进行一次升温，经温度检测仪检测温度达不到催化反应的条件时，由布置在预热室内的电加热系统进行温度的第二次提升，电加热元件为红外线加热管，由固定绝缘板固定，加热到催化燃烧所需要的温度，经过加热的废气通过催化剂层使之燃烧，由于催化剂的作用，催化燃烧法废气燃烧的起始温度约为250-300℃，大大低于直接燃烧法的燃烧温度670-800℃，因此能耗比直接燃烧法低，同时在催化剂的活性作用下，反应后的气体产生的一定热量，高温气体再次进入热交换器，经补冷风机换热冷却最终以较低的温度经补冷风机排入空气，所述补冷风机采用低噪声离心通风机，由多翼型叶轮、对数螺旋形机壳、可调速的内装直联外转子低噪声三相异步电动机和圆弧流线型进风口等部件组成。风机结构新颖，体积小，风量大，振动小。电动机能借助三相调压器进行降压，实现无极调速，以适应风量变化频繁的场所。
6）有机废气催化燃烧的应急处理：
催化燃烧装置安装高温检测仪及补风阀，当炉体催化室反应温度超过设定上限时，开启补风阀对气源进行稀释，保护设备延长使用寿命，防止事故发生。
所述设备统一采用PLC可编程控制器对设备进行控制，设置自动和手动控制模式，设备在安全运行方面设置了催化室的超温报警、吸附床超温报警和风机故障的功能。
催化燃烧是典型的气-固催化反应，其实质是活性炭参与的深度氧化作用，催化燃烧是一种类似热氧化的方式来处理VOCs的，它净化有机物是用铂、钯等贵金属催化剂及过渡金属氧化物催化剂来代替火焰，操作温度较热氧化低一半，通常为250-300℃，催化燃烧适于VOCs浓度为100－2000 PPM，其消除效率高达95％以上。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种喷漆室催化燃烧废气处理工艺，其特征在于，包括以下使用设备：空气净化室、干式过滤器、活性炭吸附净化装置、催化燃烧装置、吸附风机、脱附风机和补冷风机；
其处理工艺流程由以下步骤组成：
1）有机废气中大颗粒污染物的导入过滤：
将喷漆室内部产生的有机废气导入空气净化室，一次净化完成后将有机废气经吸附风机导入干式过滤器的内部，吸附风机的排气管路上根据需要安装调节风阀和阻火器，干式过滤器由两层粘合的有孔和褶皱且能拉伸的牛皮纸组成；
2）有机废气内部污染物的吸附：
经干式过滤器去除大颗粒粉尘后，将符合条件的有机废气送入活性炭吸附装置，并且把有机废气进行浓缩；
3）活性炭吸附装置的饱和处理：
当活性炭吸附装置接近饱和状态时，将风管切换至备用活性炭吸附装置，将饱和的活性炭吸附装置进行解吸脱附，被脱附的气体中废气浓度是原来的几十倍；
4）有机废气的催化燃烧：
浓缩废气进入催化燃烧装置，在250-300℃的催化起燃温度下，通过催化剂的作用进行氧化反应转化为无害的水和二气化碳排入大气，在催化燃烧过程中，采用优质的贵金属钯和铂载在蜂窝陶瓷上作催化剂，借助催化剂可使有机废气在较低的起燃温度条件下，发生无焰燃烧，并氧化成CO2和H2O，同时放出大量热能，从而达到去除废气中的有害物的方法；
5）有机废气催化燃烧的方法：
催化燃烧装置由净化装置吸附风机、脱附风机、补冷风机电器等控制元件组成，净化装置主机是由热交换器、预热室、催化反应室、电加热元件和阻火器和防爆阀组成，阻火器结构为波纹网状，防爆阀由阀体、爆破片、压盖等组成，催化燃烧装置炉体周围做保温，保温层厚度为50mm，炉体外表温度和环境温度温差小于20°，在将废气进行催化燃烧过程中，废气经管路由风机送入热交换器进行一次升温，将有机气体分解后的热能和废气源冷气流进行冷热交换，置换热能，提高废气源的温度，当废气浓度达到一定值时，通过热交换器的作用，可以保证设备在无运行功率的状态下正常运转，使催化装置对废气源进行第一次温度提升的装置，经温度检测仪检测温度达不到催化反应的条件时，由布置在预热室内的电加热系统进行温度的第二次提升，电加热元件为红外线加热管，由固定绝缘板固定，加热到催化燃烧所需要的温度，经过加热的废气通过催化剂层使之燃烧，由于催化剂的作用，催化燃烧法废气燃烧的起始温度约为250-300℃，同时在催化剂的活性作用下，反应后的气体产生的一定热量，高温气体再次进入热交换器，经补冷风机换热冷却最终以较低的温度经补冷风机排入空气；6）有机废气催化燃烧的应急处理：
催化燃烧装置安装高温检测仪及补风阀，当炉体催化室反应温度超过设定上限时，开启补风阀对气源进行稀释。
2.根据权利要求1所述的一种喷漆室催化燃烧废气处理工艺，其特征在于，所述设备统一采用PLC可编程控制器对设备进行控制，设置自动和手动控制模式，设备在安全运行方面设置了催化室的超温报警、吸附床超温报警和风机故障的功能。
3.根据权利要求1所述的一种喷漆室催化燃烧废气处理工艺，其特征在于，所述吸附风机的吸附量与吸附温度成反比，温度越低吸附容量越大，当温度≤40℃，吸附容量≥40%。
4.根据权利要求1所述的一种喷漆室催化燃烧废气处理工艺，其特征在于，所述吸附风机上的吸附柜箱体采用型钢骨架和冷轧钢板扣盒制作，保证强度，表面经过喷丸、喷塑等防腐和防锈处理，为降低噪声，壁板中间填充玻璃丝棉消声材料。
5.根据权利要求1所述的一种喷漆室催化燃烧废气处理工艺，其特征在于，所述催化反应室采用抽屉式结构，内部安装催化剂，中间分插电加热元件，利用红外线辐射原理，使催化剂温度达到反应温度，使部分有机废气进行分解，释放能量，直接使废气温度提升，是本设备设计的第三温度提升处，也是催化升温，温度提升后的有机气体进入催化反应室，内置蜂窝催化剂，满足反应条件的有机气体在此完全分解，废气变成洁净气体。
6.根据权利要求5所述的一种喷漆室催化燃烧废气处理工艺，其特征在于，所述电加热元件采用红外线加热管，由16mm高温薄管、内衬高温氧化镁及电加热丝组成，利用电加热辐射原理，具有散热快、效率高、寿命长等特点。
7.根据权利要求6所述的一种喷漆室催化燃烧废气处理工艺，其特征在于，所述催化剂是在化学反应中能改变反应温度而本身的组成和重量在反应后保持不变的物质，处理各种不同种类型有机废气的高效广泛型催化剂，催化剂以蜂窝陶瓷做载体，内浸渍金属铂和钯，具有高活性、高净化效率、耐高温及使用寿命长等特点。
8.根据权利要求1所述的一种喷漆室催化燃烧废气处理工艺，其特征在于，所述吸附风机采用离心式风机，控制方式采用变频器调速，风机具有风量大、噪音小、效率高、安全可靠、耐用等特点，其技术性能指标达到国内先进水平。
9.根据权利要求1所述的一种喷漆室催化燃烧废气处理工艺，其特征在于，所述脱附风机采用耐高温循环风机，16Mn叶片，主轴40Cr，脱附风机前设有低高温风混和段，并安装温度检测保护装置。
10.根据权利要求1所述的一种喷漆室催化燃烧废气处理工艺，其特征在于，所述补冷风机采用低噪声离心通风机，由多翼型叶轮、对数螺旋形机壳、可调速的内装直联外转子低噪声三相异步电动机和圆弧流线型进风口等部件组成；风机结构新颖，体积小，风量大，振动小；电动机能借助三相调压器进行降压，实现无极调速，以适应风量变化频繁的场所。
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