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催化燃烧废气处理设备

2020-12-17 16:20:36

 催化燃烧废气处理设备:


1,热稳定性好。由于废气的温度随时变化,如果催化剂不能适应范围内的温度变化,催化剂的性能就会下降,净化效率就会降低。因此,催化剂具备适应范围内的温度变化。

2,活性高。催化剂的活性好坏直接影响催化燃烧的化学转化率。而转化率不仅与催化活性材料自身的活性有关,而且与催化载体的物理形状有着直接关系。所以,在选择适应的催化活性材料的同时,还考虑催化载体的物理形状,催化剂有较高的活性,达到催化燃烧净化的目的。

3,。在催化燃烧过程中,催化剂往往会因高温、振动和气流等因素的作用,使催化剂产生破裂和磨损,破裂和磨损会造成催化剂的活性降低,增加催化剂床层的压降,影响净化效果。


催化燃烧是用催化剂使废气中质在较低温度下氧化分解的净化方法。所以,催化燃烧又称为催化化学转化。由于催化剂加速了氧化分解的历程,大多数碳氢化合物在300~450℃的温度时,通过催化剂就可以氧化。

废气处理设备厂家主要由热交换器、燃烧室、催化反应器、热回收系统和净化烟气的排放烟囱等部分组成,如右图所示。其净化原理是:未净化气体在进入燃烧室以前,先经过热交换器被预热后送至燃烧室,在燃烧室内达到所要求的反应温度,氧化反应在催化反应器中进行,净化后烟气经热交换器释放出部分热量,再由烟囱排入大气。

   催化燃烧装置设计时应考虑以下几方面问题:

1、气流和温度均匀分布。要使通过催化剂表面的气流和温度分布均匀,并火焰不直接接触催化剂表面,燃烧室具有足够的长度和空间。催化燃烧装置应具有良好的保温效果。炉体一般用钢结构的外壳内衬耐火材料,或用双层夹墙结构。

2、便于清洗和变换。催化剂反应器一般应设计成装卸方便的模屉结构,便于清洗和变换催化剂载体。

3、辅助燃料和助燃。催化燃烧一般采用气作辅助燃料,也可用燃料油、电加热等作辅助燃料。助燃一般用净化后的气体,如果净化后的气体不能作为助燃,则应引入空气助燃。

4、较高的转化速度。由于催化燃烧为不可逆的放热反应,所以,无论反应进行到什么阶段,都应在尽可能高的温度下进行,以获得较高的转化速度。但操作温度往往受某些条件的控制,如催化剂的耐热温度、高温材料的获得,热能的供应,以及是否伴有副反应等。因而实际生产中应根据实际情况恰当地选择。

  设备的各部分:

1、前处理设备  干式处理器(例如:V型滤纸漆雾过滤器、板式过滤器、滤筒式除尘器等根据客户要求及实际情况选择)处理粉尘、漆雾颗粒。

2、多单元分流组合式吸附系统  含有三个吸/附单元,正常工作时是两吸一脱。每个单元上各设置一组吸附阀门和一组脱附阀门。当该单元在吸附时间内时,脱附阀门关闭,吸附阀门打开,废气从上部吸附阀门进入,通过活性炭,被活性炭吸附净化后,气体通过下面的吸附阀门经风机作用排出大气;活性炭脱附时,吸附阀门关闭,脱附阀门打开,该单元形成闭合通道进行脱附工作。每个脱附箱内安装有温度感应器,当箱内温度超过设置的温度时,反馈给提示信号,与大气相连的阀门打开向箱内补充冷气降低温度。若温度过高,活性炭发生燃烧,提示信号启动紧急预案,打开喷淋装置,同时切断电源。

3、阻火器  又名器,应用火焰通过热导体的狭小孔隙时,由于热量损失而熄灭的原理设计制造。其作用是防止外部火焰窜入存有易燃易爆气体的设备、管道内或阻止火焰在设备、管道间蔓延。

4、换热室  燃烧后产生的高温气体和低温气体利用换热器进行热能传递,既能使未处理的废气温度上升,有利于其在催化室中发生反应节省能量,又能使净化过的气体温度降低不影响后面设备的使用。

5、催化燃烧  催化燃烧过程是在催化燃烧装置中进行的。废气先通过热交换器预热到200~400℃,再进入燃烧室,通过催化剂床时,碳氢化合物的分子和混合气体中的氧分子分别被吸附在催化剂的表面而活化。由于表面吸附降低了反应的活化能,碳氢化合物与氧分子在较低的温度下氧化,产生二氧化碳和水。

  工作原理:

采用干式处理器装置结合活性炭纤维吸附-催化燃烧工艺处理喷漆废气的流程,由于整个系统集吸附-脱附-催化燃烧于一体。为系统的连续运行,吸附器采用多单元分流组合式结构,正常运行时,处在脱附状态的只有一个单元,而其它两个单元处于吸附状态。三个吸/脱单元按的时间顺序交替进行吸脱工作。

设备启动后,废气收集后经过干式处理器过滤粉尘和漆雾后进入多单元分流组合式系统。吸/脱-3入脱附状态,吸附阀门关闭,脱附阀门打开。经过前处理的废气进入前两个单元吸附,净化后的气体经风机作用排入大气。当吸/脱-3单元脱附结束后,脱附阀门关闭,吸附阀门打开,同时吸/脱-1单元开始进行脱附,关闭吸/脱-1吸附阀门,打开吸/脱-1脱附阀门,进行脱附,此时吸/脱-2和吸/脱-3进行吸附工作。

脱附过程:用60~80℃热风进行脱附,解吸出的高浓度废气经阻火器后进入热交换室,经热能交换,气体温度上升,后进到催化燃烧室(内含三组加热管,根据温度感应器测到的温度来确定加热管工作的数量)进行无焰燃烧,放出热量,生成气态二氧化碳和水。反应后的气体经换热室进行热交换降低温度后再经阻火器后回到管道内,管道上安装有温度感应器-6,当气体温度超过设置的温度时,冷风机补充冷风(控制风量的开关阀门开口程度由超过设置温度的大小来确定,使气体温度降低防止活性炭因温度过高失活),降温后的气体回到高温脱附箱完成一次循环。当到达设备设置的脱附时间时(一般设置2小时),气体净化达到排放标准,与大气相连的阀门打开,气体排出。加热管停止工作,冷风机和连接大气的阀门打开同时向里面补充冷风降温,此过程大约1小时,当吸/脱-1内的温度感应器测到温度低于设置的温度时,吸/脱-1的整个脱附过程结束。

每个脱附箱内安装喷淋装置,若温度过高,活性炭发生燃烧,提示信号启动紧急预案,打开喷淋装置,同时切断电源。

整个过程中接收到的温度信号反馈给提示信号,由提示信号控制每个单元吸附和脱附时的气动阀门由提示信号按设定时差有序开关,整个电控装置自动控制,并配有自动提示信号系统。

  净化装置特点

1.吸附床采用的“多单元分流组合式吸附床”,吸附床有3个单元,刚开始时是第1和第2个单元在吸附,第3个单元在脱附,时间后,切换为第2和第3个单元在吸附,第1个单元在脱附,如此反复循环运行。这样一方面生产的连续性,另一方面利用多单元的循环交替切换可使吸附剂用量减少,不但使吸附床的体积减少,而且高价炭纤维因使用量少也不会造成造价高的问题,因此设备重量轻,投资小,占地少,结构紧凑。

2.由于喷漆废气经水幕机洗涤后仍具有粘性并含有水分,因此在吸附床前增加除漆装置和脱水装置。除漆装置过滤材料由多层金属过滤网、焦炭等组成,采用折板式结构,过滤风速采用0.4m/s,漆雾去除率达99%以上,并过滤片采用抽屉式结构,便于装卸和清洗。脱水装置由折板、岩棉等组成,过滤风速采用0.5m/s,可去除废气中的水分。为了吸附处理的连续性,除漆装置和脱水装置均采用一用一备。

3.吸附剂采用的活性炭纤维性能优越:其比表面积大(800~1200m2/g),微孔发达(微孔体积占总孔体积的80%左右),孔径分布广 ,吸附容量大(比粒状活性炭大几倍至几十倍),吸附,而且容易 (一般3~5min),脱附经多次吸附脱附后仍保持原有的吸附性能,特别是对ppm级的吸附质仍保持很高的吸附量(蜂窝碳或颗粒碳此时的吸附能力则降低),因此对废气的净化率高;同时因活性碳纤维耐热性能好,且吸附层很薄,不会产生类似颗粒碳或蜂窝碳吸附装置因热积蓄而易产生燃烧提示信号的危险。

4.在催化燃烧床的以及铂(Pt)催化剂层之间布置电加热管,结合内循环管路,可使床层的预热时间短(电加热管一般在开机时预热17min左右后停止加热,以后利用催化燃烧热来维持整个系统的热平衡),同时采用率的热交换器,并用的轻质耐火材料保温,这样不仅使废气的催化燃烧,同时热利用,运行成本低。

5.采用程序提示信号,通过气动元件系统实现工艺过程的全部自动化,整个系统运行过程中电脑实行适时“记忆”,如遇突然停电等,电脑会记忆当时工作状态,待来电等电脑会自动指令延续上次的状态运行下去,这样可以避免出现某些单元过饱和现象,达到治理效果,同时出现异常故障时电脑会指令自动停机并发出声光提示信号,因此,操作简单、,自动化水平较高,可实现无人操作。

  注意事项

一.废气成分中,不含下列物质:  

(1)有高粘性的油脂类。    

(2)磷、铋、砷、锑、汞、铅、锡。   

(3)高浓度的粉尘

二.室外催化燃烧装置应安装符合GB5007规定的避雷装置。

三.在净化设施运行过程中,除漆装置中的多层金属网约3周清洗1次,少部分的焦炭约3个月调换1次,少部分废炭可送附近的燃煤锅炉处理或当其它燃料使用。

四.设备选型时,请注明废气成份、浓度及出口温度。

五.设备安装场所无腐蚀性气体,并有良好的防雨措施。

六. 设备所需电源为:三相交流380V,频率50HZ。

七. 设备应远离易燃易爆危险化学品存放地,距离符合者相关行业标准规定并在附近应设置消防设施。

八. 有要求时,请注明。