光催化氧化設備的設計方法和運行問題

光催化氧化設備的設計方法：

一、在脫附時，凈化操作可用另一個吸附床進行，既適合于連續操作，也適合于間斷操作。

二、燃燒后的尾氣一部分排入大氣，大部分被送往吸附床，用于活性炭循環。這樣可達到燃燒和吸附所需的熱能，達到節能的目的。循環后的可進入下次吸附；

三、催化燃燒室采用蜂窩陶瓷狀為載體的貴金屬催化劑，阻力小，活性高。當有機蒸氣濃度達到2000PPm以上時，可維持自燃。

四、光催化氧化設備根據吸附（速率不錯）和催化燃燒（節能）兩個基本原理設計，采用雙氣路連續工作，一個催化燃燒室，兩個吸附床交替使用。先將廢氣用活性炭吸附，當快達到飽和時停止吸附，然后用熱氣流將有機物從活性炭上脫附下來使活性炭循環：

五、新型的活性炭吸附材料蜂窩狀塊形活性炭，適用于大風量下使用。

六、脫附下來的有機物已被濃縮（濃度較原來提升幾十倍）并送往催化燃燒室催化燃燒成二氧化碳及水蒸氣排出。

光催化氧化設備可以處理所有的烴類有機廢氣及惡臭氣體。在染料、涂料、塑料、感光材料、合成橡膠、化學纖維以及許多石油化工產品和焦化產品的生產使用過程中，都會產生大量的有機廢氣。有機廢氣主要包括各種烴類、醇類、醛類、酸類、酮類和胺類等，一般都有易燃易爆、不好的不好的、不溶于水、溶于有機溶劑的特性。

借助催化劑可使有機廢氣在較低的起燃溫度條件下，發生無焰燃燒，并氧化分解為CO2和H2O，同時放出大量熱能，從而達到去掉廢氣中的不好的物的方法。在將廢氣進行催化燃燒的過程中，廢氣經管道由風機送入熱交換器，將廢氣加熱到催化燃燒所需要的起燃溫度，再通過催化劑床層使之燃燒，由于催化劑的存在，催化燃燒的起燃溫度約為250-300℃，低于直接燃燒法的燃燒溫度650-800℃，因此能耗遠比直接燃燒法為低。

當廢氣的濃度達到2000PPm以上時，有機廢氣在催化床可維持自燃，不用外加熱。燃燒后的尾氣一部分排入大氣，大部分被送往吸附床，用于活性炭循環。這樣可達到燃燒和吸附所需的熱能，達到節能的目的。循環后的可進入下次吸附；在脫附時，凈化操作可用另一個吸附床進行，既適合于連續操作，也適合于間斷操作。應用新型活性炭（多為蜂窩炭或纖維炭）吸附濃縮低濃度的有機廢氣，吸附接近飽和后引入熱空氣加熱活性炭，使有機廢氣脫附出來進入催化燃燒床進行無焰燃燒凈化處理，熱氣體在系統中循環使用或增設二層換熱器進行熱能回收。該法將低濃度的有機廢氣通過活性炭將其濃縮成高濃度的有機廢氣再通過催化燃燒全部凈化。該法吸取了吸附法和催化燃燒法的優點，克服了各自單使用的缺點，解決了治理低濃度、大風量有機廢氣存在的難題，是目前國內治理有機廢氣的成熟、實用的方法。

分析光催化氧化設備在運行過程中可能出現的問題：

一、在工業生產過程中，排放的尾氣通過引風機進入設備的旋轉閥，通過旋轉閥將氣體和出入口氣體分開。

二、在光催化氧化設備運行過程中，應優化控制手段，在廢氣進爐膛前，盡可能除掉入口噴淋塔帶來的水分，減少水分汽化所需熱量；同時，還應優化進出風時間、保持燃燒室溫度、增加閥門密封度等。

三、系統連續運轉、自動切換。通過旋轉閥工作，陶瓷填充層均完成加熱、冷卻、凈化的循環步驟，熱量得以回收。

四、還可在進氣風管采用計量泵與蒸發器組合的方式，人為控制一些不可套用的廢溶劑的蒸發，在廢氣VOC較低時增加VOC濃度，以達到不使用燃料就能維持正常燃燒的目的，從而減少燃料消耗。

五、廢氣繼續通過加熱區（上層，可采用電加熱方式或自然氣加熱方式）升溫，并維持在設定溫度；其再進入催化層完成催化氧化反應，即反應生成CO2和H2O，并釋放大量的熱量，以達到預期的處理效果。

六、氣體起先通過陶瓷材料填充層（底層）預熱后發生熱量的儲備和熱交換，其溫度幾乎達到催化層（中層）進行催化氧化所設定的溫度，這時其中部分污染物氧化分解。

七、經催化氧化后的氣體進入其它的陶瓷填充層，回收熱能后通過旋轉閥排放到大氣中，凈化后排氣溫度僅略高于廢氣處理前的溫度。

將廢氣直接引入光催化氧化設備，在開始階段需通過電加熱器將其溫度升高至反應需要的溫度，廢氣在催化催化劑作用發生氧化放熱反應生成H2O和CO2，分解后釋放出的熱量通過熱交換器加熱進入催化床的廢氣，當廢氣的濃度達到相應的濃度時，放熱和熱交換所需要熱量達到平衡，無需電加熱，通過自身平衡處理掉廢氣。上述過程可通過PLC系統控制柜全自動操作。催化分解法已成為凈化廢氣的手段，特別適宜治理噴涂、油墨印刷等在烘干過程中排出的廢氣。因烘干廢氣溫度和物濃度都較不錯，對分解反應及熱量回收有利，減少設備運行及投資費用。

光催化氧化設備廢氣處理的四個階段：

一、廢氣預處理可能含有少量粉塵，因此在廢氣進入活性炭吸附裝置前須進行預處理，否則會堵塞活性炭的微孔，影響吸附效果。RCO光催化氧化設備的預處理設備采用干式過濾，分二層過濾。它具有粉塵容量大、阻力小的優點。

二、在催化燃燒階段，脫附的廢氣流量小，通過風機送入換熱器，然后進入預熱器。在電加熱器的作用下，氣體溫度提升到200℃左右，然后進入催化燃燒床。氣體在催化劑作用下無火焰燃燒，被氧化為CO2和H2O。同時，大量的熱量被釋放出來，氣體溫度也隨之升高。高溫氣體由催化燃燒室前的換熱器預加熱，RCO光催化氧化設備的換熱器在新風入口對熱交換器的氣體進行加熱。兩臺換熱器正常運行后，電加熱設備可以停止加熱，節約能源。然后的氣體通過煙囪升起排放。

三、活性炭吸附預處理后，將廢氣加入活性炭吸附進行吸附處理，RCO光催化氧化設備利用活性炭吸附活性炭表面的溶劑，去掉廢氣中的物，凈化廢氣，處理后的清潔氣體通過風機和煙囪在高空排放。

四、在活性炭脫附階段，活性炭吸附飽和后進入脫附模式，啟動脫附風機對吸附床進行脫附，由脫附風機引入的新鮮空氣起先由換熱器和電加熱室加熱，新鮮空氣被加熱近70°-80℃進入活性炭床，炭床加熱后，活性炭吸附的溶劑被解吸和脫附出來。