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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),其實質(zhì)是活性氧參與的深度氧化作用。在催化燃燒設(shè)備過程中,催化劑的作用是降低活化能,同時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)備可使有機廢氣在較低的起燃溫度條件下,發(fā)生無焰燃燒,并氧化分解為C○2和H2○,同時放出大量熱能,從而達(dá)到去除廢氣中的有害物的方法。在將廢氣進(jìn)行催化燃燒的過程中,廢氣經(jīng)管道由風(fēng)機送入熱交換器,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
催化燃燒設(shè)備設(shè)備設(shè)計原理先進(jìn)、用材獨特、性能穩(wěn)定、操作簡便、節(jié)能省力、安全可靠、無二次污染,運行成本低。脫附時間和脫附周期可根據(jù)使用情況而定,一般一個炭箱脫附時件5-10小時,周期為10-15天脫附一次。吸附有機物廢氣的活性碳床,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,無需外加能量,運轉(zhuǎn)費用低,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)有機蒸汽濃度達(dá)到2000PPM以上時,可維持自燃,全自動控制,操
作簡易,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)是由三個單元吸附器組成,可同時進(jìn)行吸附操作也可獨立進(jìn)行吸附操作,把大風(fēng)量、低濃度的有機廢氣濃縮成小流量、高濃度的有機廢氣。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,再生操作不可同時進(jìn)行,同一時間只能單個吸附器進(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)生的低濃度有機廢氣的凈化處理,可處理的有機物質(zhì)種類包括苯類、酮類、醇類、醚類和烷烴類等。具體見工藝流程圖。
4.工藝說明
車間排放的噴漆廢氣由風(fēng)機抽動經(jīng)風(fēng)管引出后經(jīng)過預(yù)處理(噴淋塔和干式過濾器)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,其中1個吸附器進(jìn)行脫附,其余吸附器進(jìn)行吸附。根據(jù)需要開啟,可實現(xiàn)吸附過程的持續(xù)工作。飽和后的吸附器,通過氣動閥門切換到脫附狀態(tài),啟動催化床內(nèi)的電加熱和脫附風(fēng)機,脫附出來的高濃度有機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自動控制,監(jiān)測、控制設(shè)備的運行。
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、吸附氣動閥門、脫附氣動閥門、脫附風(fēng)機和控制系統(tǒng)等組成。系統(tǒng)的設(shè)計處理風(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物質(zhì),氣體通過吸附器后,氣體中的有機物質(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,每臺的設(shè)計處理風(fēng)量為2500-15000m3/h,
總處理風(fēng)量7500-100000m3/h單臺吸附器的技術(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的有機氣體進(jìn)行催化分解,分解成無毒的C02和H20,達(dá)到凈化氣體的目的,同時為活性炭再生提供熱空氣。
其設(shè)計參數(shù)如
設(shè)計處理風(fēng)量:2000、4000m3/h;
風(fēng)壓：4000Pa
催化劑:蜂窩陶瓷催化劑
啟動熱功率: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,對過高溫的排放氣體進(jìn)行降溫操作。
4.熱交換器
熱交換器主要作用是對高溫氣體進(jìn)行降溫,對低溫氣體進(jìn)行升溫操作。
5.脫附風(fēng)機
型號:高壓離心風(fēng)機9-9.No5c,功率4KW(2-5萬風(fēng)量)
9-9No5.5,功率5.5KW(5-10萬風(fēng)量）
6. 控制系統(tǒng)
控制系統(tǒng)采用PLC自動控制,其中PLC、變頻器、繼電器、接觸器、空氣開關(guān)等采用知名品牌。
系統(tǒng)要求有手動、自動功能,設(shè)備正常運行采用自動功能,調(diào)試檢修采用手動功能?？刂葡到y(tǒng)的控制設(shè)備有氣動閥、脫附風(fēng)機、補冷風(fēng)機、電加熱器、溫度、時間、壓力這幾個參數(shù)。用戶可根據(jù)控制工藝的要求修改設(shè)備的控制溫度、時間參數(shù)、報警功能、脫附溫度、脫附風(fēng)機、閥門、熱電偶故障、溫度過高,產(chǎn)生報警(聲光報警器)、急停功能。按下急停功能,系統(tǒng)全部停止。關(guān)閉所有氣動閥門,斷電保護(hù)功能。系統(tǒng)突然停電,需要關(guān)閉所有氣動閥門?？刂齐娤洳捎梅烙觌姽裰谱?。
1、系統(tǒng)操作說明
1.1系統(tǒng)啟動步驟
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,檢查各個設(shè)備檢修門、閥門是否關(guān)好。
②檢查配電柜空氣開關(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)機進(jìn)出口是否漏氣,尤其帆布軟接等有否破損;風(fēng)機葉輪是否粘有灰塵異物等;風(fēng)機減
震墊有否異?；蚱茡p等。檢查風(fēng)機各緊固連接部位有無松動。檢査皮帶松緊情況,手動撥動轉(zhuǎn)動軸
催化燃燒設(shè)備檢查是否過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。檢查各潤滑點的潤滑脂的規(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是否已經(jīng)打開。
⑥打開電器箱內(nèi)的電源總開關(guān)
⑦通過電氣箱面板上的按鈕啟動催化燃燒凈化塔
⑧通過電氣箱面板上按鈕啟動脫附風(fēng)機
1.2操作注意事項
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)半小時以上,充分預(yù)熱催化床層。
②絕對禁止當(dāng)催化劑床層溫度低于起燃溫度時引入有機廢氣,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)備催化劑長時間處于800℃以上的高溫。
⑤停車時必須先切斷廢氣源,絕對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低或廢氣中可燃物濃度過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)備再次開機時請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,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)會使催化劑中毒,例如含硫、鉛、汞、砷、鉻、鈦、磷及鹵素等有機或無機物對催化劑的破壞作用很強,將導(dǎo)致催化劑的永久性失活,無法恢復(fù)活性。
⑧根據(jù)具體設(shè)備使用情況,當(dāng)催化劑使用較長時間后活性有可能下降時,可把上下(前后)層的催化劑進(jìn)行對調(diào)放置,必要時適當(dāng)提高催化劑床層和廢氣的預(yù)熱溫度。
⑨催化燃燒設(shè)備催化劑在使用過程中在后期活性會慢下降,到一定程度時請于本公司聯(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;
測定條件:空速20000h-1催化劑裝填量:50mL
2.系統(tǒng)控制說明
2.1電控箱控制說明見相關(guān)說明書。
2.2吸附/脫附閥門控制說明
2.2.1本項目尾氣吸附設(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活性吸附塔同時開啟,吸附氣動風(fēng)閥常開,脫附氣動風(fēng)閥常閉;
②使用1個月后,1#停止吸附,其它吸附塔正常工作
③1#吸附塔的吸附氣動風(fēng)閥關(guān)閉,脫附氣動風(fēng)閥開啟
④催化燃燒設(shè)備開啟,對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風(fēng)閥常開,處于正常使用狀態(tài)
⑦2#吸附塔吸附氣動風(fēng)閥關(guān)閉,脫附氣動風(fēng)閥打開
⑧2#吸附塔按1#吸附塔再生程序運行,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)控制說明
本系統(tǒng)正常運行流程如下
(1)活性碳吸附塔的吸附氣動風(fēng)閥關(guān)閉,催化燃燒設(shè)備脫附氣動風(fēng)閥開啟
(2)催化燃燒設(shè)備啟動,開始加熱
(3)當(dāng)加熱區(qū)溫度達(dá)到200℃時,脫附風(fēng)機啟動;
（4)當(dāng)脫附風(fēng)機進(jìn)風(fēng)溫度>300℃時,脫附風(fēng)機關(guān)閉
(5)當(dāng)催化區(qū)、加熱區(qū)溫度>350℃時,催化燃燒設(shè)備停止加熱
（6）熱風(fēng)經(jīng)混流箱后,對吸附塔進(jìn)行脫附再生
（7）當(dāng)混流箱溫度>120℃時,混流箱補冷風(fēng)機啟動
(8)當(dāng)混流箱溫度<90℃時,混流箱補冷風(fēng)機停止
（9）當(dāng)混流箱溫度<90℃時,熱風(fēng)通過溫控閥門進(jìn)入吸附塔;
（10）當(dāng)混流箱溫度〉90℃時,溫控閥關(guān)閉
(11)當(dāng)全部活性炭箱溫度>110℃時,溫度熱電偶報警,開啟滅火裝置
(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)機延時運行30MIN后停止運行
(15)活性碳吸附塔脫附氣動風(fēng)閥常閉
(16)活性碳吸附塔吸附氣動風(fēng)閥常開,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行狀態(tài),需要進(jìn)行日常檢查及定期加強對設(shè)備的維護(hù)與保養(yǎng),
主要內(nèi)容如下：
1.脫附風(fēng)機
日常檢查的內(nèi)容
①風(fēng)機是否有抖動,動力線路是否完好、運行中是否有異響、風(fēng)機及管道內(nèi)有無雜物。
②皮帶是否松動、打滑、固定件是否緊固。
③減速箱機油是否合適。
④皮帶輪防護(hù)罩是否脫落。
⑤記錄機組的振動、噪聲及撞擊雜聲的情況。
⑥用電流表監(jiān)視電動機負(fù)荷,不允許長時間在超負(fù)荷狀態(tài)下運行。
⑦做好日常檢查記錄,并歸檔管理。
定期維護(hù)的內(nèi)容
①電動機軸承每年要清洗并加注3號軸承脂一次。
②減速箱內(nèi)每隔三個月加一次32號透平油,加至視鏡1/2處為宜。
③風(fēng)機停用時間較長(一周以上)開機前必須檢測電動機的絕緣是否符合要求。380伏的交流電機
其絕緣等級不得低于0.5兆歐
④風(fēng)機的蝸殼內(nèi)不能積油(水)過多,定期清理風(fēng)輪及機體內(nèi)部,以免影響風(fēng)機正常運轉(zhuǎn)。
⑤定期測量風(fēng)機電機電流大小,正常情況下,催化燃燒設(shè)備所測電流小于額定電流。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檢查吸附器門是否關(guān)好,門縫是否密封
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)實際運行情
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,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松動。
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松動
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.氣動閥門
①檢查氣缸各連接部位有無松動
②檢査氣管接頭、電磁閥是否漏氣
③檢查氣缸開、關(guān)是否有打不開、關(guān)不上或開關(guān)不到位的現(xiàn)象。
④做好日常檢查記錄,并歸檔。
注意:氣動閥門是設(shè)備運行的關(guān)鍵元件,有問題需要及時修復(fù)。
第六章常見故障及解決方法
1、氣動風(fēng)閥不能正常開啟: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)機電機。
5、混流風(fēng)杋運行噪音大:催化燃燒設(shè)備檢査混流風(fēng)機風(fēng)輪的動平衡,維修混流風(fēng)機。
6、蓄熱式催化燃燒設(shè)備(RCO)
7、吸附器
8、風(fēng)機
9、控制系統(tǒng)
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