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催化燃烧装置

产品介绍

 

一、产品技术原理  

根据吸附(效率高)和催化燃烧(节能)两个基本原理设计,采用双气路连续工作,一个催化燃烧室,两个吸附床交替使用。先将有机废气用活性炭吸附,当快达到饱和时停止吸附,然后用热气流将有机物从活性炭上脱附下来使活性炭再生;脱附下来的有机物已被浓缩(浓度较原来提高几十倍)并送往催化燃烧室催化燃烧成二氧化碳及水蒸气排出。当有机废气的浓度达到2000PPm以上时,有机废气在催化床可维持自燃,不用外加热。燃烧后的尾气一部分排入大气,大部分被送往吸附床,用于活性炭再生。这样可满足燃烧和吸附所需的热能,达到节能的目的。再生后的可进入下次吸附;在脱附时,净化操作可用另一个吸附床进行,既适合于连续操作,也适合于间断操作。  

二、适用范围  

涂装、印刷、机电、家电、制鞋、塑料及各种化工车间里挥发或泄漏出的有害有机废气的净化及臭味的消除,最适用较低浓度的、不宜直接燃烧或催化燃烧和吸附回收处理的有机废气,尤其是对大风量的处理场合,均可获得满意的经济效益和社会效益。  

三、主要特点  

该设备设计原理先进、用材独特,性能稳定,结构简便,安全可靠,节能省力,无二次污染。设备占地面积小,重量轻。吸附床采用抽屉式结构,装填方便,便于更换。耗电量小,催化燃烧室采用蜂窝陶瓷状为载体的贵金属催化剂,阻力小,活性高。当有机废气浓度达到2000PPm以上时,可维持自燃。  

工艺流程图安全设计:在催化净化装置前后均有阻火除尘系统,设备顶部设有泄压系统。设备内外均设有消静电装置,高空管道设有避雷装置。设备内设置多点温控点,同时设有自动报警系统,设有超温自动降温系统。设备设有风机过载保护、超温保护、防火连锁保护,在设备进口设有安全防火阀门,当出现高温时,防火阀关闭,直排阀门自动打开。脱附时当控制和监控系统发生错误或失灵时,温度控制仪会发生报警自动停止加热,并且补冷系统会自动打开,当脱附风机运行时突然出现故障加热系统和风机连锁,加热会自动停止,并且补冷系统会自动打开,并启动直排系统。脱附过程中间歇注入97%氮气,脱附程序完毕后注入97%氮气进入活性炭吸附床,排除因活性炭自身蓄热自燃带来的安全隐患。  

活性炭吸附浓缩催化燃烧  

催化燃烧床催化燃烧是用催化剂使有害气体中的可燃组分在较低的温度下氧化分解的净化方法。对于HC和有机溶剂蒸汽氧化分解生成二氧化碳和水并释放出热量。催化燃烧需将待净化处理的有害气体先混合均匀并预热到催化剂所需的起燃温度,使有害气体中的可燃组分开始氧化放热反应。催化燃烧床的主要作用有以下几点:  

1)内部加热元件产生热能后,通过风机和连接管道将热空气吹入活性炭床,使活性炭床升温;  

2)经过吸附工艺的活性炭在温度变化后,有机物从活性炭中气化解析出来,在风机负压引导下有机物通过脱附管道进入催化燃烧床再次升温并与填装在催化燃烧床内部的贵金属催化剂发生化学反应,有机物得到二次分解净化。3)当催化床温度达到250~300℃时,有机物即可开始反应,利用废气燃烧产生的热空气循环使用,反应后的热量达到一定值时加热元件可以停止工作(即为无功率运行状态)。4)活性炭脱附后的小风量、高浓度有机废气先进入换热器进行换热,实现对余热的回收,换热器后通过加热器(采用多组电加热管进行加热)对废气进一步升温,升温后的有机废气达到废气在催化剂作用下的起燃温度。废气进入催化燃烧床,在催化剂的作用下,高温裂解成CO2和H2O,有机成分得到净化,同时有机废气裂解释放出热量使气体温度进一步升高,净化后的尾气经过两级换热器实现余热的回收利用。催化燃烧的预热废气加热采用无污染、运行稳定的电加热方式,电热管分成多组、由电控箱自动控制,采用PLC与系统温度联锁控制,当废气温度低于一定温度时(可设定)电热管会自动接通电源给废气加热,当废气温度高于一定温度时(可设定)电热管会自动断开一组、二组、多组或全部电源以节约电能及达到安全运行。当脱附气体中的废气浓度达到4000mg/m3左右,基本可以实现热量的自平衡,不需要开启电加热,达到节约能源的目的。催化燃烧反应是典型的气—固相催化反应,其实质是在一定温度下,共同吸附于催化剂表面的有机物(VOCs)与来自空气中的氧发生催化氧化反应,彻底氧化分解成无害的CO2和H2O,并释放反应热的过程。借助催化剂可大幅降低有机物的起燃温度,进行无焰燃烧,减少预热能耗及NOx的生成5)活性炭脱附再生流程:当吸附床吸附饱和后,可启动脱附风机对该吸附床脱附,脱附气体首先经过催化床中的换热器,然后进入催化床中的预热器,在电加热器的作用下,使气体温度提高到280℃左右,再通过催化剂,有机物质在催化剂的作用下燃烧,被分解为CO2和H2O,同时放出大量的热,气体温度进一部提高,该高温气体再次通过换热器,与进来的冷风换热,回收一部分热量。从换热器出来的气体分两部分:一部分直接排空;另一部分进入吸附床对活性炭进行脱附。当脱附温度过高时可启动补冷风机进行补冷,使脱附气体温度稳定在一个合适的范围内。活性炭吸附床内温度超过报警值。  

电气控制设计  

本案采取西门子PLC全自动化控制系统,配套触摸屏、电动调节阀、变送器、报警系统等,本系统包含试车模式、手动控制模式、待机模式、系统自动开/关机安全程序。安全保护措施包括:停电、火灾、温度异常、风车异常、系统设备异常停机、系统静压低于低报时停机保护联锁等。生产线处于事故状态时,停机保护连锁,尾气旁通。系统设备提供下列信息(HMI):风机、马达运转状态、电机运转状态(Hz)、风机压差值(ON/OFF)、设备运转状态与进出口压差值、各点温度、RTO温度、报警信息等。  

本控制系统特点:  

(1)采用先进的PLC可编程控制器和具备良好人机界面的触摸屏,轻松实现操作参数调整、优化操作;(2)可灵活切换试车、自动、待机等多种操作模式;(3)可实现自动开停车操作。(4)现场电气设备如风机电机和温度传感器及压力变送器等为隔爆型,防爆等级为ExDIIBT4。