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供应常州活性炭蒸气脱附-镇江活性炭蒸气脱附设备定制厂家-催化燃烧是借助催化剂在低温下(200~400℃)下,实现对有机物的完全氧化,因此,能耗少,操作简便,安全,净化效率高,在有机废气特别是回收价值不大的有机废气净化方面,比如化工、喷漆、绝缘材料、漆包线、涂料生产等行业应用较广,已有不少定型设备可供选用。咨询电话:13775086445
一、催化原理及装置组成
(1)催化剂定义
催化剂是一种能提高化学反应速率,控制反应方向,在反应前后本身的化学性质不发生改变的物质。
(2)催化作用机理
催化作用的机理是一个很复杂的问题,这里仅做简单介绍。在一个化学反应过程中,催化剂的加入并不能改变原有的化学平衡,所改变的仅是化学反应的速度,而在反应前后,催化剂本身的性质并不发生变化。那么,催化剂是怎样加快反应速度的呢?既然反应前后催化剂不发生变化,那么催化剂到底参加了反应没有?实际上,催化剂本身参加了反应,正是由于它的参加,反应改变了原有的途径,活化能降低,从而加快了反应速度。例如反应a+b→c是通过中间活性结合物(ab)过渡而成的,即:
a+b→[ab]→c
其反应速度较慢。当加入催化剂k后,反应从一条很容易进行的途径实现:
a+b+2k→[ak]+[bk]→[ck]+k→c+2k
中间不再需要[ab]向c的过渡,从而加快了反应速度,而催化剂并未改变性质。
(3)催化燃烧的工艺组成
不同的排放场合和不同的废气,有不同的工艺流程。但不论采取哪种工艺流程,都由如下工艺单元组成。
①废气预处理
为了避免催化剂床层的堵塞和催化剂中毒,废气在进入床层之前必须进行预处理,以除去废气中的粉尘、液滴及催化剂的毒物。
②预热装置
预热装置包括废气预热装置和催化剂燃烧器预热装置。因为催化剂都有一个催化活性温度,对催化燃烧来说称催化剂起燃温度,必须使废气和床层的温度达到起燃温度才能进行催化燃烧。因此,必须设置预热装置。但对于排出的废气本身温度就较高的场合,如漆包线、绝缘材料、烤漆等烘干排气,温度可达300℃以上,则不必设置预热装置。
预热装置加热后的热气可采用换热器和床层内布管的方式。预热器的热源可采用烟道气或电加热,目前采用电加热较多。当催化反应开始后,可尽量以回收的反应热来预热废气。在反应热较大的场合,还应设置废热回收装置,以节约能源。
预热废气的热源温度一般都超过催化剂的活性温度。为保护催化剂,加热装置应与催化燃烧装置保持一定距离,这样还能使废气温度分布均匀。
从需要预热这一点出发,催化燃烧法***适用于连续排气的净化,若间歇排气,不仅每次预热需要耗能,反应热也无法回收利用,会造成很大的能源浪费,在设计和选择时应注意这一点。
③催化燃烧装置
一般采用固定床催化反应器。反应器的设计按规范进行,应便于操作,维修方便,便于装卸催化剂。
在进行催化燃烧的工艺设计时,应根据具体情况,对于处理风量较大的场合,设计成分建式流程,即预热器、反应器独立装设,其间用管道连接。对于处理风量小的场合,可采用催化焚烧炉,把预热与反应组合在一起,但要注意预热段与反应段间的距离。
在有机物废气的催化燃烧中,所要处理的有机物废气在高温下与空气混合易引起爆炸,安全问题十分重要。因而,一方面必须控制有机物与空气的混合比,使之在爆炸下限;另一方面,催化燃烧系统应设监测报警装置和有防爆措施。
to设备由3个蓄热室、2个燃烧室、6个主气流切换阀组成。蓄热室内装满蜂窝陶瓷蓄热体,每个燃烧室装一个带比例调节的液化石油气燃烧器。每个燃烧器的供热能力是通过炉内的温度反馈信号经过pid调节器自动地进行调节,此外燃烧系统还带有点火前的自动预吹扫、熄火保护、超温和超温自动切断燃料供给等功能。rto炉共有预吹扫、点火、升温、焚化、保温、后吹扫停机6种状态,当rto炉处于预吹扫、点火、升温、保温、后吹扫停机5
种状态时,烘干室的废气全部直接排放。本设备可根据各个烘干室的开停状态自动给出rto炉的实际运行风量,再通过变频器自动地调整rto炉系统的鼓风机、引风机的转速和风量,以保证烘干室的正常工艺生产,一旦rto炉发生故障,rto炉将向各烘干室发出信号,废气直接排空,rto炉转入故障吹扫状态。rto性能特点:
(1)净化效率高,二室可达94%,三室可达99%。
(2)换热效率高(>90%),节能,有机废气3g/m3以上浓度就可达热平衡。
(3)阻力低,风机装机功率小,节能且运行费用较低。
(4)耐高温(1000°c),正常温度为800~850°c。
2某企业彩涂rto的特点
已经投入使用的彩涂rto是典型的2室炉,包括2对蓄热室和1个燃烧室,处理废气量约为44000m3/h,是目前国内运行的rto设备。彩涂机组运行速度为110m/min。
rto的燃烧系统为eclipse专用燃烧机,特点是调节比大1∶40,同时还较好地适应了rto在换向过程中燃烧室的压力波动;作为换向设备,调节切断阀满足40~60s换向一次并能长时间运行的要求。
该rto的运行,不仅是对节能领域率先提出了新的更高的要求,更加重要的是对废气排放也提出了新的标准。
3rto存在的问题及解决办法
换向周期短,换向过程中有废气外排的现象,为解决这一问题,方式为3室rto,但造价昂贵,为解决这一难题,采用2室rto的同时减少外排。设计了一种基于2室同时增加反吹功能的rto,就是2室rto加上反吹室,见图2。
可以看出图中除蓄热室(a)、蓄热室(b)和燃烧室外,在气体排放处增加了反吹室。反吹室的目的就是在换向过程中将外排的气体通过切断阀的控制先导入反吹室,而反吹室内的空气外排、换向完成后,风机先将反吹室内的气体反吹到rto内部,这样反复进行,解决了气体在换向过程的外排,可以将rto的废气处理率提高5%。
通过增加反吹室的设计,在投资规模没有明显增加的前提下,可大幅度提高废气处理率,同时专用的换向设备也极具开发潜力。
4结论
(1)rto宜用于2~8g/m3浓度的有机废气,对于低热值气体(如乙酸乙酯等)可达12g/m3,特别适用于难分解组分的焚化。
(2)rto在连续运行的情况下,有效地利用了燃烧室温度和溶剂的燃烧热,热效率高达90%。
(3)反吹室是解决2室rto短路的一种折中方案,但即使如此,仍可提高废气处理率5%。
(4)rto技术需要开发专用的换向设备。
(5)随着彩涂钢板领域的排放标准不断提高,rto将得到广泛地应用。常州活性炭蒸气脱附设备-镇江活性炭蒸气脱附设备-常州天环净化设备有限公司
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