气(qi)氛箱(xiang)式电(dian)炉(lu)在(zai)粉末(mo)冶(ye)金(jin)、陶瓷(ci)烧结(jie)、电子材料制(zhi)备(bei)等领域广泛应(ying)用,其通(tong)过(guo)通(tong)入(ru)氮气、氢(qing)气、氩(ya)气(qi)等保(bao)护气体营造特(te)定(ding)气氛(fen),以满足(zu)材(cai)料高温(wen)处理需求。然而(er),炉(lu)内反(fan)应可(ke)能(neng)产(chan)生(sheng)废(fei)气(如(ru)挥发(fa)性有(you)机(ji)物VOCs、氢(qing)气(qi)残留、粉(fen)尘颗粒),若直接(jie)排放(fang)不仅污染环境(jing),还(hai)可能引(yin)发(fa)安全(quan)隐患(huan)。优化(hua)废气(qi)处(chu)理系(xi)统(tong),成为(wei)提升(sheng)设备环保性(xing)与(yu)安全(quan)性的关键(jian)。
一、废(fei)气成分(fen)与排放(fang)挑(tiao)战
气(qi)氛箱式电(dian)炉(lu)的废(fei)气(qi)主(zhu)要(yao)来(lai)源于三(san)方面:
1.工艺反(fan)应(ying)副(fu)产(chan)物(wu):如有机物(wu)粘结剂分(fen)解产(chan)生(sheng)的(de)VOCs(甲(jia)苯、甲醛等(deng))、氢(qing)气过量(liang)残留;
2.保护(hu)气(qi)体携(xie)带颗粒:高温下(xia)材(cai)料挥(hui)发(fa)或剥(bo)落的粉尘(如金属(shu)氧(yang)化(hua)物、碳(tan)颗(ke)粒(li));
3.炉体(ti)密(mi)封泄漏(lou):少(shao)量空(kong)气(qi)混(hun)入(ru)导(dao)致的氮氧(yang)化物(NOx)生(sheng)成(cheng)。
实测数据显(xian)示,一(yi)台中型(xing)气氛(fen)箱(xiang)式(shi)电(dian)炉(lu)(年运行2000小时(shi))废气中VOCs浓(nong)度(du)可(ke)达500~2000mg/m³,氢(qing)气浓度达(da)5%~15%(体积(ji)比),若(ruo)直(zhi)接排(pai)放,不(bu)仅违(wei)反(fan)环保法规(gui),还可能形(xing)成(cheng)爆炸(zha)性(xing)混合气(qi)体。

二、系统(tong)优化(hua)策(ce)略:多技术协(xie)同治理(li)
针对(dui)废(fei)气(qi)特性(xing),需(xu)采(cai)用“分级处理+资源(yuan)化(hua)”思路,集成多(duo)种技(ji)术(shu):
1.前(qian)端(duan)预(yu)处理(li):在废(fei)气排(pai)放(fang)口安(an)装(zhuang)高(gao)效过滤(lv)器(如HEPA滤芯(xin)+活性(xing)炭吸(xi)附(fu)层),可去除80%以上(shang)的(de)粉(fen)尘(chen)与(yu)部(bu)分(fen)VOCs;
2.核心(xin)净化(hua)单(dan)元:
催(cui)化燃(ran)烧(shao)装置(zhi)(CO/HC):通(tong)过铂钯催(cui)化(hua)剂,在300~400℃下(xia)将VOCs与氢(qing)气转化为(wei)CO₂和H₂O,处(chu)理(li)效率(lv)≥95%;
冷凝(ning)回(hui)收系统:对高沸(fei)点(dian)有(you)机(ji)物(如(ru)松(song)香(xiang)类(lei)粘结剂(ji))进行降温(wen)冷(leng)凝(ning)(0~20℃),回(hui)收率可(ke)达70%~80%,实(shi)现资源化利(li)用;
末(mo)端深度(du)净化(hua):采(cai)用SCR(选择(ze)性(xing)催化还(hai)原(yuan))技术处(chu)理(li)NOx,或(huo)通过碱(jian)液(ye)喷(pen)淋(lin)塔中和(he)酸(suan)性气(qi)体(ti)(如(ru)HF、HCl)。
三、智能化与(yu)能效提升
引(yin)入(ru)在(zai)线监测系(xi)统(如(ru)VOCs传(chuan)感(gan)器(qi)、氢气浓度(du)报警(jing)器),实(shi)时反(fan)馈废气(qi)成(cheng)分(fen)数据(ju)至(zhi)PLC控制(zhi)器(qi),动态(tai)调节处(chu)理(li)参(can)数(如催(cui)化(hua)燃(ran)烧温(wen)度(du)、风(feng)机(ji)转速)。同时(shi),回收(shou)的(de)有(you)机物(wu)可作为燃料(liao)用(yong)于(yu)预(yu)热助燃空气,降低(di)系统(tong)能(neng)耗10%~15%。
通(tong)过多级处(chu)理(li)技(ji)术(shu)集(ji)成(cheng)与(yu)智(zhi)能(neng)化(hua)控(kong)制,气(qi)氛箱式电炉废气处理(li)系统的(de)VOCs去(qu)除率(lv)可(ke)达(da)98%以(yi)上,氢(qing)气浓度降(jiang)至(zhi)1%以(yi)下,满足(zu)严苛(ke)环(huan)保标(biao)准。未(wei)来,结合(he)膜(mo)分离技(ji)术(shu)与(yu)碳捕(bu)集装(zhuang)置(zhi),有望进(jin)一(yi)步实(shi)现(xian)废气(qi)近没有(you)排(pai)放(fang),推动行业(ye)绿(lv)色(se)升级(ji)。