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,并保证火焰不直接接触催化剂表面,燃烧室必需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、便于清洗和更换。催化剂反应器一般应设计成装卸方便的模屉结构,便于清洗和更换催化剂载体。
3、辅助燃料和助燃。催化燃烧一般采用天然气作辅助燃料,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限制,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。
催化燃烧环保装置的工作原理主要包括三个部分:吸附气法、解析气法和催化燃烧法。
1、吸附气法利用活性炭的物理特性吸附VOC有机废气,蜂窝活性炭比表面积大,吸附能力强。有机废气被吸附到活性炭的微孔中,使气体得到净化,净化后的气体通过风机排出;
2、在解吸气体过程中,当活性炭的微孔吸附饱和后,就不能再被吸附。此时利用催化床产生的高温热风解吸活性炭,活性炭微孔中的有机物遇高温后自动与活性炭分离,使活性炭再生;
3、解吸后的有机物被浓缩(浓度比原来高几十倍),送入催化燃烧室进行催化燃烧。在250~300℃的催化剂上进行催化氧化,使其转化为无害的CO2和H2O并排放。当有机废气浓度达到2000ppm以上时,有机废气可在催化床内保持自燃,不需额外加热,燃烧后的尾气部分直接排入大气,大部分的热空气被回收到吸附床上进行活性炭的解析和再生。再生后的活性炭可用于下一次吸附。该设备可在两个气路下连续工作。当工作量较大时,设置两个吸附床交替使用。建立了催化燃烧室。首先,有机废气被其中一个活性炭吸附床吸附。当活性炭接近饱和时,吸附床两端关闭的阀门同时关闭,即停止吸附工作,另一吸附床自动开启,开始接管吸附工作。这样,两个吸附床的切换操作可以实现大工作量的连续工作。
催化燃烧器电控制系统由PLC控制器、文本显示器、变频调速器、点火器、紫外线传感器、热电偶等电控设备以及风机,另外由零压阀调节燃气与空气的比例。催化燃烧电气控制系统工作过程分为三个状态:燃烧器工作状态、停止状态及参数设定状态。在工作状态中又分为点火过程和燃烧过程。由安装的热电偶检测出温度,送文本显示器显示。PLc具有模拟量输入、输出模块,检测火焰燃烧信号和热电偶温度信号,将检测到的信号与设定的信号经过比较运算后,通过0~10 V电信号控制变频器的输出频率来调整风机的转速,保持燃烧器的燃烧温度,这就是构成以设定温度为基准的控制系统;自动检测燃烧器温度信号与设定的温度比较,输出各类报警信号或直接停机。显示器可以显示燃气流量、燃烧温度和变频器输出频率。设定参数和工作状态等信息;可以通过显示器在线调整运行温度参数,修改设定温度控制风机的运行。该系统还设有多种保护功能,尤其是较强的逻辑互锁功能,从而保证系统工作可靠,并且具有较为完善的控制功能。
设备特点
1.适合处理高温、高浓度、连续性产生的有机废气
2.不产生二次污染,设备投资及运行费用低;
3.催化低温分解,预热时间短,能耗低,催化剂使用寿命长,催化分解净化率高达97%以上;
4.设备运行稳定,可靠,活动件少,检修系统配备完善,操作维修方便;
5.整个运行过程中实现全自动化PLC控制,方便,可靠;
6.系统安全设施完善,配有阻火器,泄爆口,运行时出现的异常情况将报警并自动停机。
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