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催化燃燒設(shè)備
催化燃燒工作原理
催化燃燒是典型的氣一固相催化反應(yīng),其實(shí)質(zhì)是活性氧參與的深度氧化作用。在催化燃燒設(shè)備過(guò)程中,催化劑的作用是降低活化能,同時(shí)催化劑表面具有吸附作用,使反應(yīng)物分子富集于表面提高了反應(yīng)速率,加快了反應(yīng)的進(jìn)行。借助催化劑催化燃燒設(shè)備可使有機(jī)廢氣在較低的起燃溫度條件下,發(fā)生無(wú)焰燃燒,并氧化分解為C○2和H2○,同時(shí)放出大量熱能,從而達(dá)到去除廢氣中的有害物的方法。在將廢氣進(jìn)行催化燃燒的過(guò)程中,廢氣經(jīng)管道由風(fēng)機(jī)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(guò)催化劑床層使之燃燒,由于催化劑的存在,催化燃燒設(shè)備的起燃溫度約為250-300℃,大大低于直接燃燒法的燃燒溫度650-8σ0℃.因此能耗遠(yuǎn)比直接燃燒法為低。
2結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
催化燃燒設(shè)備設(shè)備設(shè)計(jì)原理先進(jìn)、用材獨(dú)特、性能穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)便、節(jié)能省力、安全可靠、無(wú)二次污染,運(yùn)行成本低。脫附時(shí)間和脫附周期可根據(jù)使用情況而定,一般一個(gè)炭箱脫附時(shí)件5-10小時(shí),周期為10-15天脫附一次。吸附有機(jī)物廢氣的活性碳床,可用催化燃燒后的廢氣進(jìn)行脫附再生,脫附后的氣體再送入催化燃燒設(shè)備進(jìn)行凈化,無(wú)需外加能量,運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低,節(jié)能效果顯著。催化燃燒室采用陶瓷蜂窩體的貴金屬催化劑,阻力小、活性高,當(dāng)有機(jī)蒸汽濃度達(dá)到2000PPM以上時(shí),可維持自燃,全自動(dòng)控制,操
作簡(jiǎn)易,維護(hù)方便。
3. 工藝流程及適用范圍
該吸附濃縮-蓄熱式催化燃燒設(shè)備(RCO)是由三個(gè)單元吸附器組成,可同時(shí)進(jìn)行吸附操作也可獨(dú)立進(jìn)行吸附操作,把大風(fēng)量、低濃度的有機(jī)廢氣濃縮成小流量、高濃度的有機(jī)廢氣。濃縮后的高濃度氣體連接到蓄熱式催化燃燒設(shè)備進(jìn)行氧化處理(高溫吹脫燃燒)即吸附材料活性炭的再生,恢復(fù)其吸附性,再生操作不可同時(shí)進(jìn)行,同一時(shí)間只能單個(gè)吸附器進(jìn)行脫附操作。該處理工藝可廣泛用于石油、化工、橡膠、油漆、涂裝、家具、家電、印刷等行業(yè)中產(chǎn)生的低濃度有機(jī)廢氣的凈化處理,可處理的有機(jī)物質(zhì)種類包括苯類、酮類、醇類、醚類和烷烴類等。具體見(jiàn)工藝流程圖。
4.工藝說(shuō)明
車間排放的噴漆廢氣由風(fēng)機(jī)抽動(dòng)經(jīng)風(fēng)管引出后經(jīng)過(guò)預(yù)處理(噴淋塔和干式過(guò)濾器)后,催化燃燒設(shè)備初步凈化后的氣體進(jìn)入活性炭吸附器,氣體有機(jī)物被活性炭吸附,氣體得到凈化,凈化后的氣體由煙囪排出本工藝中,吸附器3-7個(gè),其中1個(gè)吸附器進(jìn)行脫附,其余吸附器進(jìn)行吸附。根據(jù)需要開(kāi)啟,可實(shí)現(xiàn)吸附過(guò)程的持續(xù)工作。飽和后的吸附器,通過(guò)氣動(dòng)閥門(mén)切換到脫附狀態(tài),啟動(dòng)催化床內(nèi)的電加熱和脫附風(fēng)機(jī),脫附出來(lái)的高濃度有機(jī)廢氣送入催化燃燒設(shè)備,在電加熱和催化劑的作用下,氣體中的有機(jī)物質(zhì)分解成CO2和H2O氣體得到凈化。凈化后的氣體經(jīng)蓄熱體回收部分熱量后排出,一部分回至RCO內(nèi)的換熱器提升溫度后與新鮮空氣混合至需要的再生溫度,用于脫附活性炭使用,另一部分直接排入煙囪排出。本系統(tǒng)采用PLC自動(dòng)控制,監(jiān)測(cè)、控制設(shè)備的運(yùn)行。
主要設(shè)備及參數(shù)
本吸附濃縮——-蓄熱式催化燃燒設(shè)備由:吸附器、蓄熱式催化燃燒設(shè)備(RCO)、混流箱、熱交換器、吸附氣動(dòng)閥門(mén)、脫附氣動(dòng)閥門(mén)、脫附風(fēng)機(jī)和控制系統(tǒng)等組成。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)處理風(fēng)量為7500-100000m3/h
1.吸附器
吸附器的作用是吸附凈化氣體中的有機(jī)物質(zhì),氣體通過(guò)吸附器后,氣體中的有機(jī)物質(zhì)被活性炭吸附而截留,氣體得到凈化。本系統(tǒng)中的吸附器有3-7臺(tái),每臺(tái)的設(shè)計(jì)處理風(fēng)量為2500-15000m3/h,
總處理風(fēng)量7500-100000m3/h單臺(tái)吸附器的技術(shù)參數(shù)如下
活性炭:活性炭規(guī)格100×100;
熱電偶:數(shù)量6-14支,量程0-200℃
2.蓄熱式催化燃燒設(shè)備(Rc0)
蓄熱式催化燃燒設(shè)備(RCO）的作用是把從活性炭上脫附岀來(lái)的有機(jī)氣體進(jìn)行催化分解,分解成無(wú)毒的C02和H20,達(dá)到凈化氣體的目的,同時(shí)為活性炭再生提供熱空氣。
其設(shè)計(jì)參數(shù)如
設(shè)計(jì)處理風(fēng)量:2000、4000m3/h;
風(fēng)壓：4000Pa
催化劑:蜂窩陶瓷催化劑
啟動(dòng)熱功率:數(shù)量21-36支,380V
熱電偶:數(shù)量2支。量程0-500℃;
3.混流箱
混流箱主要作用是風(fēng)量均衡器,對(duì)過(guò)高溫的排放氣體進(jìn)行降溫操作。
4.熱交換器
熱交換器主要作用是對(duì)高溫氣體進(jìn)行降溫,對(duì)低溫氣體進(jìn)行升溫操作。
5.脫附風(fēng)機(jī)
型號(hào):高壓離心風(fēng)機(jī)9-9.No5c,功率4KW(2-5萬(wàn)風(fēng)量)
9-9No5.5,功率5.5KW(5-10萬(wàn)風(fēng)量）
6. 控制系統(tǒng)
控制系統(tǒng)采用PLC自動(dòng)控制,其中PLC、變頻器、繼電器、接觸器、空氣開(kāi)關(guān)等采用知名品牌。
系統(tǒng)要求有手動(dòng)、自動(dòng)功能,設(shè)備正常運(yùn)行采用自動(dòng)功能,調(diào)試檢修采用手動(dòng)功能?？刂葡到y(tǒng)的控制設(shè)備有氣動(dòng)閥、脫附風(fēng)機(jī)、補(bǔ)冷風(fēng)機(jī)、電加熱器、溫度、時(shí)間、壓力這幾個(gè)參數(shù)。用戶可根據(jù)控制工藝的要求修改設(shè)備的控制溫度、時(shí)間參數(shù)、報(bào)警功能、脫附溫度、脫附風(fēng)機(jī)、閥門(mén)、熱電偶故障、溫度過(guò)高,產(chǎn)生報(bào)警(聲光報(bào)警器)、急停功能。按下急停功能,系統(tǒng)全部停止。關(guān)閉所有氣動(dòng)閥門(mén),斷電保護(hù)功能。系統(tǒng)突然停電,需要關(guān)閉所有氣動(dòng)閥門(mén)?？刂齐娤洳捎梅烙觌姽裰谱?。
1、系統(tǒng)操作說(shuō)明
1.1系統(tǒng)啟動(dòng)步驟
①檢查廢氣處理系統(tǒng)活性炭吸附器、R0C、混流箱、熱交換器、脫附風(fēng)杋管道等是否完好正常等,檢查各個(gè)設(shè)備檢修門(mén)、閥門(mén)是否關(guān)好。
②檢查配電柜空氣開(kāi)關(guān)位置、指示燈是否正常,檢查熱繼電器校準(zhǔn)位置是否正確。
③檢查風(fēng)機(jī)進(jìn)出口是否漏氣,尤其帆布軟接等有否破損;風(fēng)機(jī)葉輪是否粘有灰塵異物等;風(fēng)機(jī)減
震墊有否異?；蚱茡p等。檢查風(fēng)機(jī)各緊固連接部位有無(wú)松動(dòng)。檢査皮帶松緊情況,手動(dòng)撥動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸
催化燃燒設(shè)備檢查是否過(guò)緊或固定部分有碰撞現(xiàn)象,發(fā)現(xiàn)不妥之處必須調(diào)整好。檢查各潤(rùn)滑點(diǎn)的潤(rùn)滑脂的規(guī)格、質(zhì)量、數(shù)量應(yīng)符合設(shè)備技術(shù)文件的規(guī)定
④合上控制柜內(nèi)的總電源空氣開(kāi)關(guān),控制系統(tǒng)通電,檢查三相電源電壓是否正常。
⑤檢查管道末端的吸氣罩閥門(mén)是否已經(jīng)打開(kāi)。
⑥打開(kāi)電器箱內(nèi)的電源總開(kāi)關(guān)
⑦通過(guò)電氣箱面板上的按鈕啟動(dòng)催化燃燒凈化塔
⑧通過(guò)電氣箱面板上按鈕啟動(dòng)脫附風(fēng)機(jī)
1.2操作注意事項(xiàng)
①在每次使用催化劑前,必須首先用新鮮空氣在高于可燃物的起燃溫度100-150℃的溫度范圍內(nèi)
(一般在300-350℃)循環(huán)半小時(shí)以上,充分預(yù)熱催化床層。
②絕對(duì)禁止當(dāng)催化劑床層溫度低于起燃溫度時(shí)引入有機(jī)廢氣,不然很容易使催化劑中毒失效及反應(yīng)器出現(xiàn)“悶堵”現(xiàn)象
③盡可能避免引入塵埃,可有效預(yù)防催化劑孔道堵塞。
④催化劑的最佳使用范圍在200-250℃,盡可能避免使催化燃燒設(shè)備催化劑長(zhǎng)時(shí)間處于800℃以上的高溫。
⑤停車時(shí)必須先切斷廢氣源,絕對(duì)禁止在切斷催化床層的加熱電源后且溫度已低于所要求的預(yù)熱溫度時(shí)繼續(xù)通入廢氣,切斷廢氣源后應(yīng)繼續(xù)加熱催化劑床前新鮮空氣并通氣半小時(shí)以上,滿足要求后方可完全停車,避免急冷。
⑥如果遇到由于催化劑床層溫度過(guò)低或廢氣中可燃物濃度過(guò)高等原因造成了催化劑活性下降,或遇突然停電事故,催化燃燒設(shè)備再次開(kāi)機(jī)時(shí)請(qǐng)把催化劑床層前的預(yù)熱溫度提升到350℃并通新鮮空氣1-2小時(shí),可恢復(fù)或部分恢復(fù)催化劑活性。
⑦特別提醒:由于某些化學(xué)物質(zhì)會(huì)使催化劑中毒,例如含硫、鉛、汞、砷、鉻、鈦、磷及鹵素等有機(jī)或無(wú)機(jī)物對(duì)催化劑的破壞作用很強(qiáng),將導(dǎo)致催化劑的永久性失活,無(wú)法恢復(fù)活性。
⑧根據(jù)具體設(shè)備使用情況,當(dāng)催化劑使用較長(zhǎng)時(shí)間后活性有可能下降時(shí),可把上下(前后)層的催化劑進(jìn)行對(duì)調(diào)放置,必要時(shí)適當(dāng)提高催化劑床層和廢氣的預(yù)熱溫度。
⑨催化燃燒設(shè)備催化劑在使用過(guò)程中在后期活性會(huì)慢下降,到一定程度時(shí)請(qǐng)于本公司聯(lián)系更換新的催化劑
附:活性參考數(shù)據(jù)
一凈化率≥95%的起燃溫度和相應(yīng)濃度;
測(cè)定條件:空速20000h-1催化劑裝填量:50mL
2.系統(tǒng)控制說(shuō)明
2.1電控箱控制說(shuō)明見(jiàn)相關(guān)說(shuō)明書(shū)。
2.2吸附/脫附閥門(mén)控制說(shuō)明
2.2.1本項(xiàng)目尾氣吸附設(shè)備配備3-7組活性炭吸附塔。
2.2尾氣吸附設(shè)備共用一套脫附再生設(shè)備
2.2.3正常使用情況下：
①活性吸附塔同時(shí)開(kāi)啟,吸附氣動(dòng)風(fēng)閥常開(kāi),脫附氣動(dòng)風(fēng)閥常閉;
②使用1個(gè)月后,1#停止吸附,其它吸附塔正常工作
③1#吸附塔的吸附氣動(dòng)風(fēng)閥關(guān)閉,脫附氣動(dòng)風(fēng)閥開(kāi)啟
④催化燃燒設(shè)備開(kāi)啟,對(duì)1#吸附塔進(jìn)行脫附再生
⑤再生結(jié)束后,催化燃燒設(shè)備關(guān)閉
⑥2#吸附塔除外的其它吸附塔吸附氣動(dòng)風(fēng)閥常開(kāi),處于正常使用狀態(tài)
⑦2#吸附塔吸附氣動(dòng)風(fēng)閥關(guān)閉,脫附氣動(dòng)風(fēng)閥打開(kāi)
⑧2#吸附塔按1#吸附塔再生程序運(yùn)行,如此方式循環(huán)脫附完其余吸附塔
⑨當(dāng)全部活性碳塔再生完成后,把脫附再生系統(tǒng)關(guān)閉。
2.3催化燃燒/脫附再生系統(tǒng)控制說(shuō)明
本系統(tǒng)正常運(yùn)行流程如下
(1)活性碳吸附塔的吸附氣動(dòng)風(fēng)閥關(guān)閉,催化燃燒設(shè)備脫附氣動(dòng)風(fēng)閥開(kāi)啟
(2)催化燃燒設(shè)備啟動(dòng),開(kāi)始加熱
(3)當(dāng)加熱區(qū)溫度達(dá)到200℃時(shí),脫附風(fēng)機(jī)啟動(dòng);
（4)當(dāng)脫附風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)溫度>300℃時(shí),脫附風(fēng)機(jī)關(guān)閉
(5)當(dāng)催化區(qū)、加熱區(qū)溫度>350℃時(shí),催化燃燒設(shè)備停止加熱
（6）熱風(fēng)經(jīng)混流箱后,對(duì)吸附塔進(jìn)行脫附再生
（7）當(dāng)混流箱溫度>120℃時(shí),混流箱補(bǔ)冷風(fēng)機(jī)啟動(dòng)
(8)當(dāng)混流箱溫度<90℃時(shí),混流箱補(bǔ)冷風(fēng)機(jī)停止
（9）當(dāng)混流箱溫度<90℃時(shí),熱風(fēng)通過(guò)溫控閥門(mén)進(jìn)入吸附塔;
（10）當(dāng)混流箱溫度〉90℃時(shí),溫控閥關(guān)閉
(11)當(dāng)全部活性炭箱溫度>110℃時(shí),溫度熱電偶報(bào)警,開(kāi)啟滅火裝置
(12)熱風(fēng)經(jīng)混流箱回流至熱交換器循環(huán)
13)脫附再生完成后,催化燃燒設(shè)備催化燃燒設(shè)備停止加熱
14)脫附風(fēng)機(jī)延時(shí)運(yùn)行30MIN后停止運(yùn)行
(15)活性碳吸附塔脫附氣動(dòng)風(fēng)閥常閉
(16)活性碳吸附塔吸附氣動(dòng)風(fēng)閥常開(kāi),正常使用。
催化燃燒設(shè)備的維護(hù)及保養(yǎng)
為保障設(shè)備的使用壽命及良好的運(yùn)行狀態(tài),需要進(jìn)行日常檢查及定期加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的維護(hù)與保養(yǎng),
主要內(nèi)容如下：
1.脫附風(fēng)機(jī)
日常檢查的內(nèi)容
①風(fēng)機(jī)是否有抖動(dòng),動(dòng)力線路是否完好、運(yùn)行中是否有異響、風(fēng)機(jī)及管道內(nèi)有無(wú)雜物。
②皮帶是否松動(dòng)、打滑、固定件是否緊固。
③減速箱機(jī)油是否合適。
④皮帶輪防護(hù)罩是否脫落。
⑤記錄機(jī)組的振動(dòng)、噪聲及撞擊雜聲的情況。
⑥用電流表監(jiān)視電動(dòng)機(jī)負(fù)荷,不允許長(zhǎng)時(shí)間在超負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行。
⑦做好日常檢查記錄,并歸檔管理。
定期維護(hù)的內(nèi)容
①電動(dòng)機(jī)軸承每年要清洗并加注3號(hào)軸承脂一次。
②減速箱內(nèi)每隔三個(gè)月加一次32號(hào)透平油,加至視鏡1/2處為宜。
③風(fēng)機(jī)停用時(shí)間較長(zhǎng)(一周以上)開(kāi)機(jī)前必須檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的絕緣是否符合要求。380伏的交流電機(jī)
其絕緣等級(jí)不得低于0.5兆歐
④風(fēng)機(jī)的蝸殼內(nèi)不能積油(水)過(guò)多,定期清理風(fēng)輪及機(jī)體內(nèi)部,以免影響風(fēng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
⑤定期測(cè)量風(fēng)機(jī)電機(jī)電流大小,正常情況下,催化燃燒設(shè)備所測(cè)電流小于額定電流。做好維護(hù)記錄,并歸檔管理。
2.吸附器
日常檢查的內(nèi)容
①檢查吸附器門(mén)是否關(guān)好,門(mén)縫是否密封
②檢查吸附器外殼是否有漏風(fēng)、毀壞部分。
③檢查管道、法蘭是否密封
④做好日常檢查記錄,并歸檔。
定期維護(hù)的內(nèi)容
①活性碳的使用壽命一般為1-2年。到期后需要更換才能保證良好的處理效果(根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情
況、處理效果更換〕
②做好維護(hù)記錄,并歸檔。
3.蓄熱式催化燃燒設(shè)備(RC0)日常檢查的內(nèi)容
①檢查設(shè)備電加熱溫度。
②檢查設(shè)備外殼是否有毀壞部分、加熱管接線頭是否松動(dòng),記錄三相電流是否平衡。
③檢査設(shè)備熱電偶是否正常工作。
④做好日常檢查記錄,并歸檔
定期維護(hù)的內(nèi)容
①定期更換催化劑。催化燃燒設(shè)備催化劑的使用壽命為4-5年
②若三相電流不平衡,說(shuō)明加熱管有毀壞,需要更換。
③做好維護(hù)記錄,并歸檔
4.混流箱
①檢查進(jìn)出口各連接部位有無(wú)松動(dòng)。
②查氣管接頭是否漏氣
③做好日常檢查記錄,并歸檔。
5熱交換器
①檢查進(jìn)出口各連接部位有無(wú)松動(dòng)
②檢查內(nèi)部氣流通道是否堵塞
③做好日常檢查記錄,并歸檔。
6.氣動(dòng)閥門(mén)
①檢查氣缸各連接部位有無(wú)松動(dòng)
②檢査氣管接頭、電磁閥是否漏氣
③檢查氣缸開(kāi)、關(guān)是否有打不開(kāi)、關(guān)不上或開(kāi)關(guān)不到位的現(xiàn)象。
④做好日常檢查記錄,并歸檔。
注意:氣動(dòng)閥門(mén)是設(shè)備運(yùn)行的關(guān)鍵元件,有問(wèn)題需要及時(shí)修復(fù)。
第六章常見(jiàn)故障及解決方法
1、氣動(dòng)風(fēng)閥不能正常開(kāi)啟:檢查風(fēng)閥的電磁閥及線路,如有損壞,維修線路或更換電磁閥。
2、溫控表達(dá)不到設(shè)定位置:檢查電加熱管及線路,如有損壞,維修線路或更換電加熱管;調(diào)整脫附風(fēng)機(jī)風(fēng)量。
溫控閥不能正常關(guān)閉:檢查風(fēng)閥的電磁閥及線路,如有損壞,維修線路或更換電磁閥
4、混流風(fēng)杋不能正常開(kāi)啟:檢査混流風(fēng)杋及線路,如有損壞,維修線路或混流風(fēng)機(jī)電機(jī)。
5、混流風(fēng)杋運(yùn)行噪音大:催化燃燒設(shè)備檢査混流風(fēng)機(jī)風(fēng)輪的動(dòng)平衡,維修混流風(fēng)機(jī)。
6、蓄熱式催化燃燒設(shè)備(RCO)
7、吸附器
8、風(fēng)機(jī)
9、控制系統(tǒng)
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