CN112452314A - 一种吸附VOCs后的废弃活性炭的就地处置装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种吸附VOCs后的废弃活性炭的就地处置装置及方法,该装置包括引风机、换热器、卸料机、脱附塔、电加热器、催化反应器和烟囱,所有设备均安装在移动方舱内。处理方法为:利用热空气将废弃活性炭脱附,产生的有机废气经过电加热器加热至催化温度,进入催化反应器,经过催化后的高温尾气用来预热下一次进入系统的废气,最后尾气经过引风机从烟囱排放。该装置的优点为,整个系统高度集成在一个移动方舱中,设备体积小,安全可靠,可快速移动至各厂区VOCs吸附设施旁,就地处置废弃活性炭,再生后的活性炭重新使用,无二次污染。

Description

一种吸附VOCs后的废弃活性炭的就地处置装置及方法
技术领域
本发明属于危险固废处理领域,具体涉及废弃活性炭吸附剂安全处置装置。
技术背景
石化化工、工业涂装和印刷等行业生产过程排放大量以苯系物为主的芳香烃类有机物,典型烟气的特征为烟气量较大,浓度低,通常采用吸附-浓缩-催化(燃烧)工艺进行处理,该工艺相对复杂,投资成本较高。由于成本问题,企业实际普遍采用一次性活性炭吸附装置,产生大量的活性炭危废物。由于VOCs排放点众多且分散,废弃活性炭的运输和处置已经成为行业亟待解决的新问题。
发明内容
为了解决上述问题,本发明开发了脱附-催化燃烧组合工艺的活性炭回收再生处理技术及装置,高度集成在移动式方舱中,实现活性炭危废的快速、安全、就地处置。
本发明的技术方案如下:
一种吸附VOCs后的废弃活性炭的就地处置装置,包括引风机、一级换热器、二级换热器、卸料机、脱附塔、电加热器、催化反应器和烟囱,全部设备均安装在方舱内部;所述的引风机提供整个系统的动力,一级换热器、脱附塔、二级换热器、电加热器、催化反应器依次顺序连接。催化反应器出口管路的高温尾气依次经过与二级换热器和一级换热器换热后,再与引风机相连接,烟囱安装在引风机的出口并伸出方舱的壳体。方舱外形尺寸6058×2438×2438mm。方舱各侧面覆50mm厚聚氨酯保温板,内部净空间尺寸为5800×2200×2100mm,方舱为移动式。
优选的,所述的卸料机布置在脱附塔旁边。
所述的脱附塔进气口设有紧急降温装置;脱附塔采用侧面进气,侧面出气方式,气流由下向上流动,塔内设有花板填充活性炭;脱附塔内气体流速为2-5m/s。
所述的电加热器将废气温度提高至300-450℃。
所述的换热器为逆流布置。所述的换热器为管式气气换热器、板式气气换热器或者热管气气换热器中的一种;所述的一级换热器利用催化反应器出口高温尾气将再生空气加热至90-120℃,二级换热器将废气温度提升至180-220℃。
所述的催化反应器中填充贵金属Pt、Pb催化剂,空速为10000-20000h-1
催化反应器进口设有气体分布装置。
本发明还公开了利用一种吸附VOCs后的废弃活性炭的就地处置装置进行处置的方法,烟气依次经过一级换热器、脱附塔、二级换热器、电加热器、催化反应器、二级换热器、一级换热器、引风机及烟囱。将废弃的活性炭利用卸料机输送至脱附塔内,利用一级换热器的热空气将废弃活性炭脱附,产生的有机废气经过二级换热器升温,然后进入电加热器加热至催化温度,脱附的有机废气经过催化反应器反应去除VOCs,净化后的高温尾气依次经过二级换热器和一级换热器换热,分别将提升进脱附塔的再生空气温度和脱附塔出来的含VOCs废气温度提升至预设温度,最后经过引风机从烟囱排出。
当脱附塔进气口空气温度超过120℃时,开启紧急降温装置喷水雾进行降温,使再生空气温度不超过120℃。
有益效果:第一,系统采用脱附-催化燃烧工艺,集成在一个移动方舱中,设备体积小,安全可靠,可快速移动至各厂区VOCs处理设施旁,就地处置废弃活性炭,再生后的活性炭可重新使用,无二次污染。第二,热回收效率高,首先利用催化反应后的高温尾气预热再生空气,使其达到再生温度后进入脱附塔,然后再利用高温尾气将脱附废气进一步提升温度至近催化温度,最后利用电加热器补充调节烟气温度,实现最佳反应温度窗口。
附图说明
图1 本发明的工艺流程图。
图2 装置平面布置示意图。
其中,1-风机,2-一级换热器,3-脱附塔,4-二级换热器,5-电加热器,6-催化反应器,7-卸料机,8-烟囱,9-方舱。
具体实施方式
下面将结合本发明的附图,对本发明实施例中的技术方案进行描述。
如图所示,一种吸附VOCs后的废弃活性炭的就地处置装置,活性炭来源为某印刷厂VOCs治理设施产生的废弃活性炭,废气主要成分为苯、甲苯、二甲苯等。
本装置采用脱附-催化燃烧工艺,主要设备由卸料机、脱附塔、一级换热器、二级换热器、电加热器、催化反应器、引风机以及PLC系统和辅助装置组成,集成在1个标准方舱内。
一种吸附VOCs后的废弃活性炭的就地处置装置,包括引风机、一级换热器、二级换热器、卸料机、脱附塔、电加热器、催化反应器和烟囱,全部设备均安装在方舱内部;所述的引风机提供整个系统的动力,一级换热器、脱附塔、二级换热器、电加热器、催化反应器依次顺序连接;催化反应器出口管路的高温尾气依次经过与二级换热器和一级换热器换热后连接,再与引风机相连接,烟囱安装在引风机的出口并伸出方舱的壳体。;方舱外形尺寸6058×2438×2438mm。方舱各侧面覆50mm厚聚氨酯保温板,内部净空间尺寸为5800×2200×2100mm,方舱为移动式。
优选的,所述的卸料机布置在脱附塔旁边。
所述的脱附塔进气口设有紧急降温装置;脱附塔采用侧面进气,侧面出气方式,气流由下向上流动,塔内设有花板填充活性炭;脱附塔内气体流速为2-5m/s。
所述的电加热器将废气温度提高至300-450℃。所述的换热器为气气管式换热器,逆流布置。
所述的换热器为气气管式换热器,逆流布置;所述的一级换热器将再生空气加热至90-120℃,二级换热器将废气温度提升至180-220℃。
所述的催化反应器中填充贵金属Pt、Pb催化剂,空速为10000-20000h-1。
催化反应器进口设有气体分布装置。
当脱附塔进气口空气温度超过120℃时,开启紧急降温装置喷水雾进行降温,使再生空气温度不超过120℃。
引风机风量设计为5000 Nm3/h,风压2KPa,废弃活性碳最大处理量200kg/h,进气非甲烷总烃浓度不超过10mg/m3
按项目统一规格要求,按GJB 6142-2007《军用方舱系列型谱》选用方舱型号CAF60242,外形尺寸6058×2438×2438mm。方舱各侧面覆50mm厚聚氨酯保温板,内部净空间尺寸为5800×2200×2100mm(长×宽×高)。
本装置设备体积小,安全可靠,可快速移动至各厂区VOCs处理设施旁,就地处置废弃活性炭,解决危废运输和处置难题,不产生二次污染。
实施例1
将废弃的活性炭利用卸料机输送至脱附塔内,利用一级加热器的热空气将废弃活性炭脱附,产生的有机废气经过二级加热器升温,然后进入电加热器加热至催化温度,脱附的有机废气经过催化反应器反应去除VOCs,净化后的高温尾气依次经过二级换热器和一级换热器换热,分别将进脱附塔的再生空气和脱附塔出来的含VOCs废气提升至预设温度,最后经过引风机从烟囱排出。
其中,脱附塔内气体流速为2 m/s。电加热器将废气温度提高至300℃。一级换热器将再生空气加热至90℃,二级换热器将废气温度提升至180℃。所述的催化反应器中填充贵金属Pt催化剂,空速为10000h-1
实施例2
将废弃的活性炭利用卸料机输送至脱附塔内,利用一级加热器的热空气将废弃活性炭脱附,产生的有机废气经过二级加热器升温,然后进入电加热器加热至催化温度,脱附的有机废气经过催化反应器反应去除VOCs,净化后的高温尾气依次经过二级换热器和一级换热器换热,分别将进脱附塔的再生空气和脱附塔出来的含VOCs废气提升至预设温度,最后经过引风机从烟囱排出。
其中,脱附塔内气体流速为5m/s,电加热器将废气温度提高至450℃。一级换热器将再生空气加热至120℃,二级换热器将废气温度提升至220℃。催化反应器中填充贵金属Pb催化剂,空速为20000h-1

Claims (8)

1.一种吸附VOCs后的废弃活性炭的就地处置装置,其特征在于:包括引风机、一级换热器、二级换热器、卸料机、脱附塔、电加热器、催化反应器和烟囱,全部设备均安装在方舱内部;所述的引风机提供整个系统的动力,一级换热器、脱附塔、二级换热器、电加热器、催化反应器依次顺序连接,卸料机安装在脱附塔旁;催化反应器出口管路依次与二级换热器和一级换热器连接,再与引风机相连接,烟囱安装在引风机的出口并伸出方舱的壳体;方舱外形尺寸6058×2438×2438mm;方舱各侧面覆50mm厚聚氨酯保温板,内部净空间尺寸为5800×2200×2100mm,方舱为移动式。
2.根据权利要求1所述的一种吸附VOCs后的废弃活性炭的就地处置装置,其特征在于,所述的脱附塔进气口设有紧急降温装置;脱附塔采用侧面进气,侧面出气方式,气流由下向上流动,塔内设有花板填充活性炭;脱附塔内气体流速为2-5m/s。
3.根据权利要求1所述的一种吸附VOCs后的废弃活性炭的就地处置装置,其特征在于,所述的电加热器将废气温度提高至300-450℃。
4.根据权利要求1所述的一种吸附VOCs后的废弃活性炭的就地处置装置,其特征在于,所述的换热器为管式气气换热器、板式气气换热器或者热管气气换热器中的一种;所述的一级换热器利用催化反应器出口高温尾气将再生空气加热至90-120℃,二级换热器将废气温度提升至180-220℃。
5.根据权利要求1所述的一种吸附VOCs后的废弃活性炭的就地处置装置,其特征在于,所述的催化反应器中填充贵金属Pt、Pb催化剂,空速为10000-20000h-1
6.根据权利要求1所述的一种吸附VOCs后的废弃活性炭的就地处置装置,其特征在于,催化反应器进口设有气体分布装置。
7.利用权利要求1-6任一项所述的一种吸附VOCs后的废弃活性炭的就地处置装置进行处置的方法,其特征在于,将废弃的活性炭利用卸料机输送至脱附塔内,利用一级换热器的热空气将废弃活性炭脱附,产生的有机废气经过二级换热器升温,然后进入电加热器加热至催化温度,脱附的有机废气经过催化反应器反应去除VOCs,净化后的高温尾气依次经过二级换热器和一级换热器换热,分别将进脱附塔的再生空气和脱附塔出来的含VOCs废气提升至预设温度,最后经过引风机从烟囱排出。
8.根据权利要求7所述的一种吸附VOCs后的废弃活性炭的就地处置装置进行处置的方法,其特征在于,当脱附塔进气口空气温度超过120℃时,开启紧急降温装置喷水雾进行降温,使再生空气温度不超过120℃。
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