催化燃燒設(shè)備生產(chǎn)過程中的注意事項(xiàng)
催化燃燒設(shè)備由PLC控制器、文本顯示器、變頻調(diào)速器、點(diǎn)火器、紫外線傳感器、熱電偶等電控設(shè)備以及風(fēng)機(jī),另外由零壓閥調(diào)節(jié)燃?xì)馀c空氣的比例。催化燃燒電氣控制系統(tǒng)工作過程分為三個(gè)狀態(tài):燃燒器工作狀態(tài)、停止?fàn)顟B(tài)及參數(shù)設(shè)定狀態(tài)。在工作狀態(tài)中又分為點(diǎn)火過程和燃燒過程。由安裝的熱電偶檢測(cè)出溫度,送文本顯示器顯示。PLc具有模擬量輸入、輸出模塊,檢測(cè)火焰燃燒信號(hào)和熱電偶溫度信號(hào),將檢測(cè)到的信號(hào)與設(shè)定的信號(hào)經(jīng)過比較運(yùn)算后,通過0~10V電信號(hào)控制變頻器的輸出頻率來調(diào)整風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,保持燃燒器的燃燒溫度,這就是構(gòu)成以設(shè)定溫度為基準(zhǔn)的控制系統(tǒng);自動(dòng)檢測(cè)燃燒器溫度信號(hào)與設(shè)定的溫度比較,輸出各類報(bào)警信號(hào)或直接停機(jī)。顯示器可以顯示燃?xì)饬髁?、燃燒溫度和變頻器輸出頻率。設(shè)定參數(shù)和工作狀態(tài)等信息;可以通過顯示器在線調(diào)整運(yùn)行溫度參數(shù),修改設(shè)定溫度控制風(fēng)機(jī)的運(yùn)行。該系統(tǒng)還設(shè)有多種保護(hù)功能,尤其是較強(qiáng)的邏輯互鎖功能,從而系統(tǒng)工作,并且具有較為完善的控制功能。
催化燃燒裝置生產(chǎn)過程中的注意事項(xiàng)
氣流和溫度均勻分布。要使通過催化劑表面的氣流和溫度分布均勻,并火焰不直接接觸催化劑表面,燃燒室具有足夠的長(zhǎng)度和空間。催化燃燒裝置應(yīng)具有良好的保溫效果。爐體一般用鋼結(jié)構(gòu)的外殼內(nèi)襯耐火材料,或用雙層夾墻結(jié)構(gòu)。
便于清洗和更換。催化劑反應(yīng)器一般應(yīng)設(shè)計(jì)成裝卸方便的模屜結(jié)構(gòu),便于清洗和更換催化劑載體。
輔助燃料和助燃。催化燃燒一般采用氣作輔助燃料,也可用燃料油、電加熱等作輔助燃料。助燃一般用凈化后的氣體,如果凈化后的氣體不能作為助燃,則應(yīng)引入空氣助燃。
較高的轉(zhuǎn)化速度。由于催化燃燒為不可逆的放熱反應(yīng),所以,無論反應(yīng)進(jìn)行到什么階段,都應(yīng)在盡可能高的溫度下進(jìn)行,以獲得較高的轉(zhuǎn)化速度。但操作溫度往往受某些條件的限制,如催化劑的耐熱溫度、高溫材料的獲得,熱能的供應(yīng),以及是否伴有副反應(yīng)等。因而實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況恰當(dāng)?shù)剡x擇。
催化燃燒是典型的氣-固相催化反應(yīng),其實(shí)質(zhì)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(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(shí)放出大量熱能。
當(dāng)廢氣的流量大、濃度低、溫度低,采用催化燃燒需耗大量燃料時(shí),可先采用吸附手段將廢氣吸附于吸附劑上進(jìn)行濃縮,然后通過熱空氣吹掃,使廢氣脫附出來成為濃縮了的廢氣(可濃縮10倍以上),再進(jìn)行催化燃燒。此時(shí),不需要補(bǔ)充熱源,就可維持正常運(yùn)行。
對(duì)于廢氣催化燃燒工藝的選擇主要取決于:燃燒過程的放熱量,即廢氣中可燃物的種類和濃度;起燃溫度,即組分的性質(zhì)及催化劑活性;熱回收率等。當(dāng)回收熱量超過預(yù)熱所需熱量時(shí),可實(shí)現(xiàn)自身熱平衡運(yùn)轉(zhuǎn),無需外界補(bǔ)充熱源,這是經(jīng)濟(jì)的。
對(duì)VOC的廢氣治理,有多種處理技術(shù)可供使用。但對(duì)于VOC濃度低、風(fēng)量大的廢氣,傳統(tǒng)工藝存在投資運(yùn)行費(fèi)用高、處理效率低和處理后存在二次污染等問題。近年來,逐漸發(fā)展的廢氣光催化氧化處理技術(shù)作為一種新型的空氣污染控制技術(shù),日益廣泛的應(yīng)用。
根據(jù)廢氣預(yù)熱方式及富集方式,催化燃燒工藝流程可分為3種。
(1)預(yù)熱式。預(yù)熱式是催化燃燒的基本流程形式。廢氣溫度在100℃以下,濃度也較低,熱量不能自給,因此在進(jìn)入反應(yīng)器前需要在預(yù)熱室加熱升溫。燃燒凈化后氣體在熱交換器內(nèi)與未處理廢氣進(jìn)行熱交換,以回收部分熱量。該工藝通常采用煤氣或電加熱升溫至催化反應(yīng)所需的起燃溫度。
(2)自身熱平衡式。當(dāng)廢氣排出時(shí)溫度高于起燃溫度(在300℃左右)且物含量較高,熱交換器回收部分凈化氣體所產(chǎn)生的熱量,在正常操作下能夠維持熱平衡,無需補(bǔ)充熱量,通常只需要在催化燃燒反應(yīng)器中設(shè)置電加熱器供起燃時(shí)使用。
(3)吸附-催化燃燒。當(dāng)廢氣的流量大、濃度低、溫度低,采用催化燃燒需耗大量燃料時(shí),可先采用吸附手段將廢氣吸附于吸附劑上進(jìn)行濃縮,然后通過熱空氣吹掃,使廢氣脫附成為廢氣(可濃縮10倍以上),再進(jìn)行催化燃燒。此時(shí),不需要補(bǔ)充熱源,就可維持正常運(yùn)行引。
對(duì)于廢氣催化燃燒工藝的選擇主要取決于:
(1)燃燒過程的放熱量,即廢氣中可燃物的種類和濃度;
(2)起燃溫度,即組分的性質(zhì)及催化劑活性;
(3)熱回收率等。當(dāng)回收熱量超過預(yù)熱所需熱量時(shí),可實(shí)現(xiàn)自身熱平衡運(yùn)轉(zhuǎn),無需外界補(bǔ)充熱源,這是經(jīng)濟(jì)的。