催化燃燒是典型的氣-固相催化反應,其實質是活性氧參與的氧化作用。在催化燃燒過程中,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,使反應物分子富集于表面提高了反應速率,加快了反應的進行。借助催化劑可使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CO2和H2O,同時放出大量熱能,從而達到去除廢氣中的物的方法。其反應過程為:
在將廢氣進行催化燃燒的過程中,廢氣經管道由風機送入熱交換器進行一次升溫,再進加熱室將廢氣加熱到催化燃燒所需要的起始溫度。經
過加熱的廢氣通過催化劑層使之燃燒。由于催化劑的作用,催化燃燒法廢氣燃燒的起始溫度約為250-300℃,低于直接燃燒法的燃燒溫度
670-800℃,因此能耗遠比直接燃燒法低。同時在催化劑的活性作用下,反應后的氣體產生的熱量,高溫氣體再次進入熱交換器,經換熱
冷卻,最終以較低的溫度經風機排入大氣。
催化燃燒裝置裝有溫度探頭及補冷閥,當爐體催化室反應溫度超過設定上,開啟補冷閥對進氣源進行稀釋,保護設備延長使用壽命,防
止意外發(fā)生。
本裝置的主體結構由凈化裝置主機、引風機及電器控制元件組成。凈化裝置主機是由混流預熱裝置、預熱室、催化床、阻火器和器組成
的整體結構,爐體周邊整體保溫,保溫層厚100mm,爐體外表溫度≤環(huán)境溫度+30℃。為催化燃燒順利進行,①為了防止起火、爆炸,在
催化床的前后均設置阻火器,并在催化床上設有膜;②為了延長催化劑的使用壽命,不致燒結,設有稀釋閥,當溶劑濃度太高而使
催化床的反應溫度較高時,稀釋閥自動打開,以降低溶劑濃度及催化劑床層溫度,催化劑不會因燒結而失活。
為了催化燃燒能、、順利的進行,設計了自動控制系統(tǒng),兼設手控按鈕,閥門為氣動閥門,并設有異常報警裝置和自動停機裝置,
為檢修和故障處理方便,整套設備設有直排風道。
4.3.2 主要部件說明
1) 阻火器
將設備和廢氣源之間的危險阻隔開來,處理設備和生產設備之間的,同時除去廢氣源中的粉塵。結構為波紋網型,參照標準制
造;更換,清理方便。是本設備中設施之一。
2) 混流換熱裝置
將氣體分解后的熱能和廢氣源冷氣流進行冷熱交換,置換熱能,提高廢氣源的溫度。當廢氣濃度達到值時,通過熱交換器的作用,
可以設備在無運行功率的狀態(tài)下正常運轉,是催化凈化裝置中對廢氣源進行次溫度提升的裝置,也是設備中節(jié)能設施之一;通過熱
交換器內部對氣流的合理控制,使交換器的效率在70%以上。結構采用sus304翅片管換熱形式,合理的布置,使冷熱氣流接觸進行能
量置換。
3) 預熱室
廢氣源在進入催化燃燒室之前,經溫度檢測儀檢測溫度達不到催化反應的條件,由布置在預熱室內的電加熱系統(tǒng)進行溫度的次提升;電
加熱由固定絕緣板固定,維護更換方便。
4) 催化反應室
達到溫度條件的廢氣源進入第催化反應室;催化反應室采用抽屜式,內裝催化劑,中間分插電加熱,使催化劑溫度達到反應溫
度,使部份物進行分解,釋放出能量,直接使廢氣溫度提升,是本設備設計的第三溫度提升處,也叫催化升溫;溫度提升后的氣體
進入催化固定床,內置蜂窩狀催化劑,滿足反應條件的氣體在此分解,廢氣變成潔凈氣體。本設施為催化凈化裝置的心臟。
5) 引風機
選用國內風機,低轉速,沒有二次污染。是整個裝置氣流運轉的動力源。配置減振臺座及減振器。
6) 控制系統(tǒng)
監(jiān)控所有動力點起動、停止、故障,反映整個運轉過程中氣體的升溫、氣體分解狀況,對設備整個過程進行動力保護;可以根據
廢氣源性質及生產線狀態(tài)進行設定。主要控制元件(PLC西門子)選用產品。設備的良好運行、性及使用壽命。
7) 催化劑
催化劑是在化學反應中能改變反應溫度而本身的組成和重量在反應后保持不變的物質。本裝置中選用復配型催化劑,是處理各種不同
類型廢氣的型催化劑,我們會根據不同客戶的不同廢氣成分,有針對性的復配催化劑。
復配型催化劑蜂窩陶瓷做載體,內浸漬貴金屬鉑和鈀,具有、高凈化效率、及長使用壽命等特點;
4.3.3 性能特點
1) 能耗低:設備啟動,廢氣時,僅需15~30分鐘升溫至起燃溫度。
2) :設備配有阻火除塵系統(tǒng)、泄壓系統(tǒng)、超溫報警系統(tǒng)及的自控系統(tǒng)。
3) 阻力小、凈化:采用的貴金屬鈀、鉑浸漬的蜂窩陶瓷催化劑。
4) 使用壽命長:催化劑一般>20000小時更換,并且載體可,目前未在危廢名錄中體現(xiàn),廠家可回收。
4.4 與控制系統(tǒng)
4.4.1 控制系統(tǒng)
本控制系統(tǒng)中全部氣動原件系統(tǒng)設備現(xiàn)場的和運行,重要的氣動元件均有位置信號反饋裝置,采用西門子PLC控制系統(tǒng)、德力西
或相當電氣元件。
控制系統(tǒng)采用西門子PLC 程序控制并設置急停按鈕,設備采用PLC控制,系統(tǒng)中畫面可隨時監(jiān)控主要運行狀態(tài)。要求整套系統(tǒng)采用全自動控制
,操作人員只須送電并點擊運行,系統(tǒng)即可自動循環(huán)工作,需要停機時,只需點擊停止按鈕,吸附系統(tǒng)按程序完成各單元操作后自動停機,
實現(xiàn)簡易操作。主要控制參數及運行過程在電腦顯示屏集中顯示并留有記錄。
4.4.2 催化燃燒裝置
1) 在凈化裝置前后均設有阻火除塵器。
2) 設備設有加熱、燃燒溫度自動控制,設有自動降溫裝置。當設備溫度時設備停止運行并發(fā)出聲光報警。
3) 設有自動補冷風降溫閥門。
4) 設備頂部設有泄壓、裝置。
4.4.3 吸附催化凈化裝置
1) 設備設有測溫探頭,設置閥門,當廢氣溫度時關閉;
2) 設備內、外均設有消靜電裝置,高空管道設有避雷裝置。
3) 設備內設置多點溫控點,同時設有自動報警及消防噴淋系統(tǒng)。
4) 活性炭解析后利用降溫風機通風使活性炭降至常溫。
5) 工作過程中當設備溫度時,關閉閥門切斷設備與車間的通路,立即啟動噴淋消防設施。
6) 夏日高溫狀況下,通風降溫,避免活性炭自燃產生反應。
7) 以上所有程序采用PLC程序自動控制;
4.4.4 設計
整套設備設置有自動聯(lián)鎖控制系統(tǒng),當吸附凈化系統(tǒng)運行中發(fā)生故障時,程序自動報警并轉入待機狀態(tài),關閉風機,閥自動切斷,
吸附系統(tǒng)自動與生產區(qū)隔離。
設置手動緊急停車按鈕,當發(fā)生緊急情況需要停車時,按緊急停車按鈕,系統(tǒng)立即停止運行并報警。
設置高溫報警停車滅火聯(lián)鎖,在吸附過程中當吸附器溫度超過80℃時,系統(tǒng)報警停車,同時打開消防閥向吸附器中噴水,直到操作人員到現(xiàn)
場處理,裝置。
閥門全部采用自動控制,車間動力停運時吸附罐仍能緊閉閥門;將設備進行等電位連接,并做好接地裝置。
設備設計有完整的系統(tǒng),分為主動系統(tǒng)和被動系統(tǒng)。
1、主動系統(tǒng)主要包括靜電導出系統(tǒng),溫度監(jiān)控系統(tǒng)及整體系統(tǒng)安裝。被動系統(tǒng)包括各種緊急情況的處理程序及整體設備
降溫系統(tǒng)。
2.靜電導出系統(tǒng):主要包括碳床內靜電導出桿和整體設備的靜電接地。儀表選型嚴格按規(guī)范執(zhí)行。
3、溫度監(jiān)控系統(tǒng):設備設計有多斷面、多點位的溫度監(jiān)測系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的PLC相連。PLC對所有溫度信號進行判斷并采取相應措施。
4、設備緊急降溫系統(tǒng):主要有降溫水管路,水噴淋系統(tǒng)和自動閥門組成(可增設二氧化碳消防系統(tǒng))。在主PLC的控制下根據設備的溫度監(jiān)
測系統(tǒng)做出相應判斷,當設備某一部分溫度超出設定范圍時本系統(tǒng)自動啟動,溫度恢復正常后自動停止。
5、緊急情況處理程序:緊急情況處理程序主要包括設備溫度處理程序、閥門故障處理程序。當設備出現(xiàn)異常情況時,緊急程序正常自動啟動
,尾氣排空,設備進入保護狀態(tài)。