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废气治理及空气净化设备的研发与应用

催化燃烧设备

催化燃烧设备

  • 产品名称: 催化燃烧设备
  • 产品分类: 催化燃烧设备
  • 公司名称: 山东智航环保设备有限公司
  • 产品咨询: 185 6002 2932
  • 公司地址: 山东省济南市章丘
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1工艺流程及说明

有机废气治理工程工艺流程主要包括三部分:有机废气吸附流程、活性炭脱附再生流程、电气控制系统,详见工艺流程图。生产车间有机废气由离心风机经过管道进入有机废气净化装置。废气首先通过高效干式过滤器,去除废气中的尘杂,之后通过放置有蜂窝状活性炭的活性炭吸附床,与蜂窝状活性炭充分接触,利用活性炭对有机物质的强吸附性将气体净化实现达标排放。吸附床经过一段时间的运行后会达到吸附饱和,此时开启脱附再生系统,对活性炭进行脱附再生,脱附出来的气体通过催化燃烧装置燃烧生成二氧化碳、水和部分的热量等无害气体。



(注:本工艺流程根据项目实际情况可为一吸一脱或多吸一脱,) 



有机废气吸附流程:待处理的有机废气进入活性炭吸附床,根据风量的大小确定吸附床数量(可为一吸一脱或多吸一脱。),可通过阀门来切换,使气体进入不同的吸附床,该吸附床是交替工作的,气体进入吸附床后,气体中的有机物质被活性炭吸附而着附在活性炭的表面,从而使气体得以净化,净化后的气体再通过风机排向大气。

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。

电气控制系统:控制系统对系统中的风机、预热器、温度、电动阀门进行控制。当系统温度达到预定的催化温度时,系统自动停止预热器的加热,当温度不够时,系统又重新启动预热器,使催化温度维持在一个适当的范围;当催化床的温度过高时,开启补冷风阀,向催化床系统内补充新鲜空气,可有效地控制催化床的温度,防止催化床的温度过高。此外,系统中还有防火阀,可有效地防止火焰回串。当活性碳吸附床脱附时温度过高时,自动启用补冷风机降低系统温度,温度超过报警值,自动开启火灾应急自动喷淋系统,确保系统安全,整个系统采用PLC自动控制。


 

2设备说明

2.1吸附

去除尘杂后的废气,经过合理的布风,使其均匀地通过固定吸附床内的活性炭层的过流断面,在一定的停留时间,由于活性炭表面与有机废气分子间相互引力的作用产生物理吸附(又称范德华吸附),其特点是①吸附质(有机废气)和吸附剂(活性炭)相互不发生反应,②过程进行较快,③吸附剂本身性质在吸附过程中不变化,④吸附过程可逆;从而将废气中的有机成份吸附在活性炭的表面积,从而使废气得到净化,净化后的洁净气体通过风机及烟囱达标排放;每套装置设三台吸附床,即废气从两台吸附床经过,另一台处于脱附再生阶段或备用阶段,从而使吸附过程可连续进行,不影响车间生产。

 


活性炭是以天然素材炭加工而成,比表面积大,具有合理的孔隙结构、良好的吸附性能、机械强度高、易反复再生、灰度低等优点。无环境污染,为新一代环保型干燥剂,无毒、无味、无害。本项目采用蜂窝活性炭,以优质煤质活性炭为原材料,经模具压制、高温活化烧制而成,更换便捷,吸附容量大,使用寿命长。规格100*100*100mm,碘吸附值≥950mg/g,比表面积≥1050/g,广泛用于废气净化工程。



2.2--催化燃

应方程式如下:

达到饱和状态的吸附床应停止吸附,通过阀门切换进入脱附状态,过程如下:启动脱附风机、开启相应阀门和电加热器,对催化床内部的催化剂进行预热,同时产生一定量的热空气,当床层温度达到设定值时将热空气送入吸附床,活性炭受热解吸出高浓度的有机气体,经脱附风机引入催化燃烧床,在贵金属催化剂的作用下于一个较低的温度进行无焰催化燃烧,将有机成分转化为无毒、无害的CO2 和H2O,同时释放出大量的热量,可维持催化燃烧所需的起燃温度,使废气燃烧过程基本不需外加的能耗(电能),并将部分热量回用于吸附床内活性炭的解吸再生,从而大大降低了能耗。



当燃烧废气浓度较高、反应温度较高时,混流风机自动开启,补充新鲜的冷空气以降低温度、确保催化燃烧床安全、高效运行

高端催化剂简介

         催化剂在整个催化燃烧中是核心技术,采用第三代r-Al2O3蜂窝状贵金属催化剂。具有空速大,达到10000~40000h-1(空速是指单位体积内(m3)处理有机废气的最大能力。在同等条件下,空速指标越大说明催化剂性能越强)。第三代r-Al2O3蜂窝状贵金属催化剂阻力较小,其值在100Pa左右。第三代r-Al2O3蜂窝状贵金属催化剂运用新技术新工艺,使催化剂表面贵金属颗粒达到2~10nm,从而催化剂悬键增多,催化剂表面物理及化学吸附能力增大,体现催化剂活性活跃,催化剂启燃温度在较低情况下同样达到优良的催化效果。

综合催化剂上述三大要素,第三代r-Al2O3蜂窝状贵金属催化剂启燃温度,一般在120℃~250℃。催化燃烧温度控制在250℃~450℃,其催化净化率稳定在96%~99%。从而保证催化装置的先进性、稳定性、可靠性和安全性。

传统颗粒状催化剂,由于催化室内为堆积放置,因此,空间缝隙较小,所以,阻力变大,一般在500~800Pa。

由于传统颗粒状催化剂,阻力在500~800Pa,再加上净化系统阻力,一般选用高压耐高温风机,从而产生风机噪声在90dB以上,造成噪声二次污染。另外,耐高温风机不宜采用隔音房,不然会影响风机正常运行。而蜂窝状催化剂,属于通孔型,其阻力在100Pa左右,加上净化系统阻力,可选用中压耐高温风机,其噪音<85dB,符合环保要求,不产生噪声污染现象。最主要的是净化系统畅通,避免了安全隐患。

2.3电气控制

该套活性炭吸附+热风脱附浓缩+催化燃烧系统与机库内送、排风系统上联动控制,且采取全自动化控制系统,自控系统还备有手动操作模式,两种模式可进行自由切换。全自动化控制采用PLC编程逻辑控制,配套电动无极限位调节阀、触摸屏等,主要特点有:

1)实现操作过程全自动,大大降低操作人员的劳动强度;

2)实现处理设施的自动、连续、稳定运行;

3)采用触摸屏使控制系统具有良好的人机界面和重要工作参数的实时记录和储存功能;

4)采用PLC控制方式,便于调整设施的工作参数;

5)PLC和触摸屏均采用国内外知名品牌,同时系统配套精度很高的无极限位调节阀。

序号

能 介 绍

1

能够控制有机废气净化装置

2

能够处理各阀门的开关定位问题

3

能够在人机界面有运行状态的显示

4

能够在人机界面上操作控制

5

具备在人机界面上进行参数修改功能

6

具备故障报警功能

7

具备手动、自动两种操作功能选项

8

手动操作状态时不可进行自动操作

9

自动操作状态时不可进行手动操作

10

具备定时开关机功能

11

对温度的控制应具备自整定调谐功能,具备超温报警功能

12

发生故障时应能够自我判断并有相应的故障保护措施

13

具备关键数据记录、数据可下载功能

14

自动运行时能够做到无人值守操作

15

手动操作时,可对单体设备进行单车试机调试

16

具备密码保护功能,非操作人员不能进行操作

17

具备误操作自动保护功能


2.4系统特及安全措施

2.5系统特点

(1)本案工艺技术为工艺先进,设施运行稳定,故障率低,维护保养简便,运行费用低。

  (2)单套设施处理风量大,大大降低了设施的投资成本、运行费用和占地面积。

  (3)所有设备均为按户外型要求进行设计、制作,防风、防雨、防冻。

(4)注重安全使用性能,在设计中采取多重安全设施,杜绝发生安全事故;加热器采用电加热管,安全、高效。

(5)脱附—催化燃烧系统结构精巧,热风复式循环蓄热系统,热效率高,能量损失少,实现了脱附吸热与燃烧放热的热平衡,即燃烧过程不耗用外加电能,能耗特别低。

(6)催化燃烧效率高、净化彻底。采用新型蜂窝载体+贵金属催化剂,使起燃温度低、燃烧彻底、安全无焰燃烧,产物无毒、无害;催化剂使用寿命长,废弃物可回收利用。

(7)吸附床具有炭层多,分布均匀、稳定、气流压降小,吸附性能好的优异性能。

2.6安全措施

根据本项目废气特点,我司采用“干式过滤器—活性炭吸附—催化再生”净化工艺,选用热风脱附方式。PLC自控程序通过实时采集的温度信号,自动调整各无极限位阀门的开度,通过变温、变流量再生控制方式调控脱附系统的排热量和补充新鲜空气量,严格保证设施在安全的温度范围内稳定运行,有机废气净化装置具有以下安全防范措施:

(1) 采用变温、变流量再生控制方式,严格保证设施在安全的温度范围内稳定运行;

 (2)燃烧方式为催化燃烧,属低温无焰燃烧,无明火产生;

 (3)严格控制系统中 “VOC” 气体的浓度低于其爆炸下限1/4;

 (4)在催化燃烧床的进气管路设置滤尘阻火器;

 (5)全系统设备和风管均良好接地,以消除静电;

 (6)催化和吸附装置均有温度报警系统并配有旁通,新空气风管以便“飞温”时引入空气;

 (7)系统保温性能好,采用质轻的硅酸铝耐火纤维材料保温;

 (8)多重安全预警系统:非稳态控制、温度预警、停机警报及故障应急处置措施等。





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