一萬(wàn)風(fēng)量催化燃燒方案設(shè)計(jì)

一、設(shè)備組成與核心參數(shù)

1. 主要設(shè)備清單

吸附箱：碳鋼材質(zhì)，尺寸1500mm×1500mm×1959mm，共2臺(tái)。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(jī)物（VOCs）。

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

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

主排風(fēng)機(jī)：型號(hào)4-72No8C，功率15千瓦，Q235材質(zhì)，共1臺(tái)。提供吸附階段動(dòng)力，確保廢氣均勻通過(guò)吸附箱。

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

補(bǔ)冷風(fēng)機(jī)：型號(hào)4-68No3.15A，功率2.2千瓦，Q235材質(zhì)，共1臺(tái)。催化燃燒階段補(bǔ)充冷空氣，控制反應(yīng)溫度，防止過(guò)熱。

電控系統(tǒng)：PLC自動(dòng)控制，含觸摸屏和溫度傳感器，共1套。實(shí)現(xiàn)吸附-脫附-催化燃燒自動(dòng)切換，具備超溫報(bào)警和安全聯(lián)鎖功能（如溫度超過(guò)90℃時(shí)自動(dòng)降溫）。

2. 關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)

處理風(fēng)量：10,000立方米/小時(shí)（可擴(kuò)展至12,000立方米/小時(shí)）。

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(biāo)準(zhǔn)：非甲烷總烴濃度≤60毫克/立方米（重點(diǎn)地區(qū)≤30毫克/立方米），臭氣濃度≤20（無(wú)量綱）。

二、工藝流程設(shè)計(jì)

1. 預(yù)處理階段

干式過(guò)濾：廢氣首先通過(guò)干式過(guò)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(guò)風(fēng)閥調(diào)節(jié)氣量，確保吸附箱內(nèi)風(fēng)速不超過(guò)0.8米/秒，優(yōu)化吸附效率。

2. 吸附階段

吸附過(guò)程：廢氣進(jìn)入吸附箱，VOCs被活性炭微孔吸附，潔凈氣體通過(guò)主排風(fēng)機(jī)排放。

切換邏輯：當(dāng)活性炭接近飽和（吸附阻力上升或濃度監(jiān)測(cè)觸發(fā)），PLC自動(dòng)切換至備用吸附箱，確保連續(xù)運(yùn)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(fēng)機(jī)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(guò)管道輸送至催化燃燒室，同時(shí)補(bǔ)冷風(fēng)機(jī)啟動(dòng)，調(diào)節(jié)進(jìn)氣溫度。

4. 催化燃燒階段

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

安全控制：

超溫保護(hù)：溫度超過(guò)90℃時(shí)，補(bǔ)冷風(fēng)機(jī)全開(kāi)，脫附風(fēng)機(jī)停止，系統(tǒng)降溫。

防爆設(shè)計(jì)：催化燃燒室配備防爆口，壓力異常時(shí)自動(dòng)泄壓。

三、排放標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)》GB 31570-2015），重點(diǎn)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(xiàng)污染物濃度符合《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 16297-1996）。

2. 無(wú)組織排放

廠界VOCs濃度≤2.0毫克/立方米，臭氣濃度≤20（無(wú)量綱）。

安裝在線監(jiān)測(cè)設(shè)備（CEMS），數(shù)據(jù)直連環(huán)保部門(mén)“天眼”系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)控排放數(shù)據(jù)。

四、經(jīng)濟(jì)性分析

1. 初始投資

設(shè)備成本：約80-120萬(wàn)元（含吸附箱、催化塔、風(fēng)機(jī)、電控系統(tǒng)）。

安裝費(fèi)用：約10-15萬(wàn)元（含管道鋪設(shè)、電氣接線、調(diào)試）。

2. 運(yùn)行成本

電耗：主風(fēng)機(jī)15千瓦、脫附風(fēng)機(jī)3千瓦、補(bǔ)冷風(fēng)機(jī)2.2千瓦，年耗電約12萬(wàn)千瓦時(shí)，費(fèi)用約7.2萬(wàn)元（按0.6元/千瓦時(shí)計(jì)）。

活性炭更換：每2-3年更換一次，單次費(fèi)用約5萬(wàn)元。

催化劑更換：每5-8年更換，單次費(fèi)用約10萬(wàn)元。

維護(hù)費(fèi)用：年檢、濾材更換等，約2萬(wàn)元/年。

五、結(jié)論與建議

1. 方案優(yōu)勢(shì)

高效凈化：VOCs去除率≥98％，滿(mǎn)足最嚴(yán)排放標(biāo)準(zhǔn)。

節(jié)能降耗：熱量回收技術(shù)降低30-40％能耗，運(yùn)行成本可控。

智能控制：PLC自動(dòng)切換吸附-脫附-催化燃燒，減少人工干預(yù)。

2. 適用場(chǎng)景

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

風(fēng)量：10,000-15,000立方米/小時(shí)，VOCs濃度500-2000毫克/立方米。

3. 實(shí)施建議

廢氣檢測(cè)：優(yōu)先進(jìn)行VOCs成分分析，確認(rèn)無(wú)高沸點(diǎn)、鹵素等難處理物質(zhì)。

空間規(guī)劃：設(shè)備占地面積約80-100平方米，需預(yù)留檢修通道。

政策對(duì)接：與當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門(mén)確認(rèn)排放標(biāo)準(zhǔn)及補(bǔ)貼細(xì)則，優(yōu)化投資回報(bào)。

通過(guò)一萬(wàn)風(fēng)量催化燃燒方案，可實(shí)現(xiàn)一萬(wàn)風(fēng)量VOCs廢氣的高效、合規(guī)處理，兼顧環(huán)保與經(jīng)濟(jì)效益。