一萬風量催化燃燒方案設計

一、設備組成與核心參數(shù)

1. 主要設備清單

吸附箱：碳鋼材質(zhì)，尺寸1500mm×1500mm×1959mm，共2臺。內(nèi)置碘值900-1200的防水活性炭，單箱裝炭量1立方米，用于吸附揮發(fā)性有機物（VOCs）。

催化凈化塔：處理風量1500-2000立方米/小時，電加熱功率36-42千瓦，共1臺。內(nèi)置FeCrAl合金蜂窩載體催化劑，換熱室與燃燒室一體設計，配備防爆口和熱電偶。

干式過濾箱：組合件，內(nèi)含過濾棉，共1套。用于預處理廢氣，去除顆粒物及粘性成分，延長活性炭壽命。

主排風機：型號4-72No8C，功率15千瓦，Q235材質(zhì)，共1臺。提供吸附階段動力，確保廢氣均勻通過吸附箱。

脫附風機：型號YX9-35No6.3C，功率3千瓦，Q235材質(zhì)，共1臺。脫附階段輸送熱空氣，將活性炭中VOCs脫附至催化燃燒室。

補冷風機：型號4-68No3.15A，功率2.2千瓦，Q235材質(zhì)，共1臺。催化燃燒階段補充冷空氣，控制反應溫度，防止過熱。

電控系統(tǒng)：PLC自動控制，含觸摸屏和溫度傳感器，共1套。實現(xiàn)吸附-脫附-催化燃燒自動切換，具備超溫報警和安全聯(lián)鎖功能（如溫度超過90℃時自動降溫）。

2. 關鍵技術參數(shù)

處理風量：10,000立方米/小時（可擴展至12,000立方米/小時）。

VOCs濃度范圍：500-2000毫克/立方米（低濃度工況需配合沸石轉(zhuǎn)輪濃縮）。

催化燃燒溫度：250-300℃（使用貴金屬催化劑，如鉑/鈀）。

換熱效率：不低于70％（熱量回收用于脫附階段，降低能耗）。

排放標準：非甲烷總烴濃度≤60毫克/立方米（重點地區(qū)≤30毫克/立方米），臭氣濃度≤20（無量綱）。

二、工藝流程設計

1. 預處理階段

干式過濾：廢氣首先通過干式過濾箱，去除粒徑大于10微米的顆粒物及漆霧，防止活性炭堵塞。

均流調(diào)節(jié)：通過風閥調(diào)節(jié)氣量，確保吸附箱內(nèi)風速不超過0.8米/秒，優(yōu)化吸附效率。

2. 吸附階段

吸附過程：廢氣進入吸附箱，VOCs被活性炭微孔吸附，潔凈氣體通過主排風機排放。

切換邏輯：當活性炭接近飽和（吸附阻力上升或濃度監(jiān)測觸發(fā)），PLC自動切換至備用吸附箱，確保連續(xù)運行。

3. 脫附階段

熱空氣脫附：催化燃燒后的高溫氣體（約250℃）經(jīng)換熱器降溫至120℃，由脫附風機送入飽和吸附箱，將VOCs脫附并濃縮至2000ppm以上。

濃縮傳輸：濃縮后的VOCs通過管道輸送至催化燃燒室，同時補冷風機啟動，調(diào)節(jié)進氣溫度。

4. 催化燃燒階段

催化反應：VOCs在催化劑作用下，于250-300℃下氧化為二氧化碳和水，反應熱通過換熱器回收，用于預熱脫附空氣。

安全控制：

超溫保護：溫度超過90℃時，補冷風機全開，脫附風機停止，系統(tǒng)降溫。

防爆設計：催化燃燒室配備防爆口，壓力異常時自動泄壓。

三、排放標準與合規(guī)性

1. 有組織排放

非甲烷總烴濃度≤60毫克/立方米（執(zhí)行《石油煉制工業(yè)污染物排放標準》GB 31570-2015），重點地區(qū)執(zhí)行≤30毫克/立方米（如廣東省DB44/2367-2022）。

苯、甲苯、二甲苯等單項污染物濃度符合《大氣污染物綜合排放標準》（GB 16297-1996）。

2. 無組織排放

廠界VOCs濃度≤2.0毫克/立方米，臭氣濃度≤20（無量綱）。

安裝在線監(jiān)測設備（CEMS），數(shù)據(jù)直連環(huán)保部門“天眼”系統(tǒng)，實時監(jiān)控排放數(shù)據(jù)。

四、經(jīng)濟性分析

1. 初始投資

設備成本：約80-120萬元（含吸附箱、催化塔、風機、電控系統(tǒng)）。

安裝費用：約10-15萬元（含管道鋪設、電氣接線、調(diào)試）。

2. 運行成本

電耗：主風機15千瓦、脫附風機3千瓦、補冷風機2.2千瓦，年耗電約12萬千瓦時，費用約7.2萬元（按0.6元/千瓦時計）。

活性炭更換：每2-3年更換一次，單次費用約5萬元。

催化劑更換：每5-8年更換，單次費用約10萬元。

維護費用：年檢、濾材更換等，約2萬元/年。

五、結論與建議

1. 方案優(yōu)勢

高效凈化：VOCs去除率≥98％，滿足最嚴排放標準。

節(jié)能降耗：熱量回收技術降低30-40％能耗，運行成本可控。

智能控制：PLC自動切換吸附-脫附-催化燃燒，減少人工干預。

2. 適用場景

行業(yè)：汽車噴涂、包裝印刷、化工生產(chǎn)等低濃度VOCs排放企業(yè)。

風量：10,000-15,000立方米/小時，VOCs濃度500-2000毫克/立方米。

3. 實施建議

廢氣檢測：優(yōu)先進行VOCs成分分析，確認無高沸點、鹵素等難處理物質(zhì)。

空間規(guī)劃：設備占地面積約80-100平方米，需預留檢修通道。

政策對接：與當?shù)丨h(huán)保部門確認排放標準及補貼細則，優(yōu)化投資回報。

通過一萬風量催化燃燒方案，可實現(xiàn)一萬風量VOCs廢氣的高效、合規(guī)處理，兼顧環(huán)保與經(jīng)濟效益。