技术简要描述

本技术是收集后的VOCs进入吸附床后，气体中的有机物质被活性炭吸附而附着在活性炭的表面，从而使气体得以净化，净化后的气体再通过风机排向大气，当吸附床吸附接近饱和后，启动脱附风机对该吸附床脱附，脱附出的有机废气经催化燃烧装置被分解成CO2和H2O，活性炭吸附床内设置温度检测装置，如炭层温度超过报警值，迅速通入氮气进行保护，防止活性炭燃烧。

技术信息

以印刷行业配套60000m³/h的治理装置为例，总装机功率约为136.7kw，装炭量约8m³，占地面积约为82㎡。

商业应用情况

无

希望在技术转移过程中得到的帮助/支持

无

设备投资

本技术可应用于工业VOCs的末端治理，直接投资是购买氮气保护的活性炭吸附浓缩催化燃烧装置费用。同样以60000m³/h的氮气保护的活性炭吸附浓缩催化燃烧装置为例，设备投资约100万元。主要配置包括废气处理系统和配电系统，废气处理系统包括预处理系统、动力系统、吸附系统、燃烧系统、阀门系统、内部检测系统、管道系统、辅助系统、电气控制系统、安全系统和高排系统。配电系统包括线缆、桥架和桥架固定。其中预处理系统包括二级预处理箱、初效干式过滤器、中效干式过滤器和压差计；动力系统包括吸附风机组，脱附风机组和补冷风机组；吸附系统包括蜂窝活性炭吸附箱、特制蜂窝活性炭和吸附箱支架；燃烧系统包括催化燃烧装置和催化剂；阀门系统包括吸附电动阀门、脱附电动阀门和控制阀门；内部检测系统包括蜂窝活性炭吸附箱热电偶、催化燃烧器换热器热电偶、催化燃烧器加热器热电偶和脱附管道热电偶；管道系统包括吸附管道、脱附管道和脱附管道保温；辅助系统包括装炭、检修平台和爬梯；电气控制系统包括PLC控制柜和设备控制线缆；安全系统包括脱附管道阻火器、氮气保护系统、泄爆器和应急处理系统；高排系统包括高排管道、防雨帽和高排管地基。

年运行维护费

本系统后期运行费用主要包括运行电费、耗材费用（过滤器、活性炭费用、贵金属催化剂）、易损件费用（风机皮带）等。仍以60000m³/h的氮气保护的活性炭吸附浓缩催化燃烧装置为例： 1.电费：年度电费测算标准按8h/d,21d/月，按北京电价1.40元/千瓦时计；年平均用电量约97099千瓦时,需缴纳电费约13.59万元。2.耗材费用：按照国家及北京市地方标准，结合企业生产实际，活性炭吸附浓缩催化燃烧装置中的初效、中效过滤器每月更换一次，每年共12次，产生费用约6.72万元（含原有过滤器的处置费用）。蜂窝活性炭每2年更换一次，每次更换费用8.4万元（含原有活性炭的处理费用），合计每年更换活性炭费用4.2万元（含原有活性炭的处理费用）。贵金属催化剂每5年更换一次，更换一次费用约5.3万，合计每年更换贵金属催化剂费用1.06万元。综上，年度耗材费用共约11.98万元。3.易损件费用：本装置的易损件仅为吸附、脱附风机皮带，日常自备1套，约400元，以防皮带运行过程中发生断裂。

投资回收期

以北京印刷行业的60000m³/h的氮气保护的活性炭吸附浓缩催化燃烧装置为例，北京近年年平均重污染天数约20天，以配套60000m³/h的活性炭吸附浓缩催化燃烧装置规模的印刷厂为例，日产值约50万元，环保绩效水平一般或低下的企业因重污染天气停产损失约1000万元。每年需缴纳的大气污染物环境保护税约为116087元。本项目设备投资约100万元，运行维护费用每年约25万元，本项目投资后可在同年内减少企业大气污染物环境保护税支出和降低企业重污染天气停产损失，增加企业经济效益。

附加效益

无

综合效益

国务院发布的《大气污染防治行动计划》和市政府发布的《北京市2013 -2017年清洁空气行动计划》均对重点行业VOC的污染排放提出了深入治理的要求，含安全系统的吸附脱附催化燃烧废气净化装置是现国内先进的VOCs深度治理方式之一，较大的减轻了生产性企业大气污染物给环境造成的压力。后期维护成本低，减轻企业环保设施运营成本。以印刷行业60000m³/h VOCs处理装置为例，如使用国内市场上常用的活性炭吸附装置，活性炭使用量10m³，单纯的吸附装置中的活性炭每月更换一次，年产生活性炭固废量120m³，折合重量约50t。相比较于单纯的活性炭吸附装置，氮气保护的活性炭吸附浓缩催化燃烧装置每两年更换一次活性炭，仍以60000m³/h VOCs净化设备，装炭量10m³为例，年产生活性炭固废量约为2t。固废产生量远低于单纯的活性炭吸附装置。单纯的活性炭吸附装置VOCs处理效率约为60%，氮气保护的活性炭吸附浓缩催化燃烧废气净化装置VOCs处理效率约为90%，去除效率提高约50%。降低了企业污染物排放总量，降低企业环境保护税支出，减轻企业生产负担，促进生产性企业健康发展，促进市场经济稳定可持续发展。

障碍对技术转移影响等级

无

技术成熟度

1．采用的工艺：采用活性炭吸附浓缩催化燃烧工艺，即活性炭吸附+催化燃烧工艺。其工艺流程主要包括三部分：吸附气体流程、脱附气体流程和催化燃烧流程。2．选用的安全保护装置：蜂窝活性炭属易燃物质，因此过热防火保护采用氮气保护方式。氮气保护系统由制氮机供气，通过管路和管件连接到三个蜂窝活性炭吸附箱内，管路上配压力表和电磁阀。当温度传感器监测碳箱中的温度达到设定值，PLC控制信号打开氮气管道上的电磁阀，氮气在压力作用下进入碳箱，起到隔绝空气和降温的作用。采用制氮机供气方式，可以保证氮气供应的充足性和稳定性。 3．设备易操作性：设备的启动、运行及停机，均通过PLC控制器进行自动控制，操作者可以通过触摸屏实现设备的全部控制功能。通过触摸屏密码设置三个由低到至高的权限，分别对应查看功能，修改非核心参数功能和修改核心参数功能，便于操作管理。与目前市场上大多废气处理技术对比：1．净化效率高：本装置实现大气污染物的深度治理，废气净化效率≥90%。2．后期维护成本低：相比较传统的活性炭吸附装置和其他废气净化处理装置，本装置不需要每月更换活性炭，仅需经常更换净化设备的干式预处理过滤器，蜂窝活性炭两年更换一次。

技术适用性

氮气保护的活性炭吸附浓缩催化燃烧技术是将吸附技术与催化燃烧相结合的一种集成技术，将大风量、低浓度的有机废气经过吸附/脱附过程转换成小风量、高浓度的有机废气，然后经过催化燃烧进行净化。适合使用大风量、低浓度、非连续运行的工况，多应用于治理印刷类、喷涂类有机废气。

技术稳定性

氮气保护的活性炭吸附浓缩催化燃烧技术适用于大风量、低浓度、非连续运行的工况，多应用于治理印刷类、喷涂类有机废气，所选用的耐水性蜂窝活性炭，适合各种湿度环境使用，且不影响废气净化效果，配置的氮气保护系统能够有效防止因活性炭表面高温而引发的火灾问题，且不影响活性炭的后续使用。所以氮气保护的活性炭吸附浓缩催化燃烧技术能够稳定应用于大风量、低浓度工况的有机废气处理领域。

技术安全性

本技术采用PLC控制器和安置在设备对应位置的各温度传感器，以及安置在设备管道上的开关量和模拟量电动阀门，为设备的可靠运行提供条件，另外，活性炭吸附床内设置温度检测装置，如炭层温度超过报警值，迅速通入惰性气体氮气进行保护，防止活性炭燃烧。依托本技术制造出的废气净化装置所配套的产品、部件均为工业常用产品，各类产品资源、品牌丰富，不存在上游资源限制及配套设施不完善的情况，市场接受程度高。

技术转移推广障碍

无

知识产权转让

氮气保护的活性炭吸附浓缩催化燃烧技术属于我公司自主研发技术，现已获得两项实用新型专利，专利名称分别是《吸附脱附加催化燃烧净化设备》（专利号ZL201520987712.7）和《一种含安全系统的吸附脱附催化燃烧废气净化装置》（专利号ZL201920108029.X），其中《一种含安全系统的吸附脱附催化燃烧废气净化装置》（专利号ZL201910061121X）发明专利正在申请中。