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1.催化燃烧工作原理
催化燃烧是典型的气一固相催化反应,其实质是活性氧参与的深度氧化作用。在催化燃烧设备过程中,催化剂的作用是降低活化能,同时催化剂表面具有吸附作用,使反应物分子富集于表面提高了反应速率,加快了反应的进行。借助催化剂催化燃烧设备可使有机废气在较低的起燃温度条件下,发生无焰燃烧,并氧化分解为C○2和H2○,同时放出大量热能,从而达到去除废气中的有害物的方法。在将废气进行催化燃烧的过程中,废气经管道由风机送入热交换器,将废气加热到催化燃烧所需要的起燃温度,再通过催化剂床层使之燃烧,由于催化剂的存在,催化燃烧设备的起燃温度约为250-300℃,大大低于直接燃烧法的燃烧温度650-8σ0℃.因此能耗远比直接燃烧法为低。
2.结构特点
催化燃烧设备设备设计原理*、用材独特、性能稳定、操作简便、节能省力、安全可靠、无二次污染,运行成本低。脱附时间和脱附周期可根据使用情况而定,一般一个炭箱脱附时件5-10小时,周期为10-15天脱附一次。吸附有机物废气的活性碳床,可用催化燃烧后的废气进行脱附再生,脱附后的气体再送入催化燃烧设备进行净化,无需外加能量,运转费用低,节能效果显著。催化燃烧室采用陶瓷蜂窝体的贵金属催化剂,阻力小、活性高,当有机蒸汽浓度达到2000PPM以上时,可维持自燃,全自动控制,操
作简易,维护方便。
3. 工艺流程及适用范围
该吸附浓缩-蓄热式催化燃烧设备(RCO)是由三个单元吸附器组成,可同时进行吸附操作也可独立进行吸附操作,把大风量、低浓度的有机废气浓缩成小流量、高浓度的有机废气。浓缩后的高浓度气体连接到蓄热式催化燃烧设备进行氧化处理(高温吹脱燃烧)即吸附材料活性炭的再生,恢复其吸附性,再生操作不可同时进行,同一时间只能单个吸附器进行脱附操作。该处理工艺可广泛用于石油、化工、橡胶、油漆、涂装、家具、家电、印刷等行业中产生的低浓度有机废气的净化处理,可处理的有机物质种类包括苯类、酮类、醇类、醚类和烷烃类等。具体见工艺流程图。
4.工艺说明
车间排放的喷漆废气由风机抽动经风管引出后经过预处理(喷淋塔和干式过滤器)后,催化燃烧设备初步净化后的气体进入活性炭吸附器,气体有机物被活性炭吸附,气体得到净化,净化后的气体由烟囱排出本工艺中,吸附器3-7个,其中1个吸附器进行脱附,其余吸附器进行吸附。根据需要开启,可实现吸附过程的持续工作。饱和后的吸附器,通过气动阀门切换到脱附状态,启动催化床内的电加热和脱附风机,脱附出来的高浓度有机废气送入催化燃烧设备,在电加热和催化剂的作用下,气体中的有机物质分解成CO2和H2O气体得到净化。净化后的气体经蓄热体回收部分热量后排出,一部分回至RCO内的换热器提升温度后与新鲜空气混合至需要的再生温度,用于脱附活性炭使用,另一部分直接排入烟囱排出。本系统采用PLC自动控制,监测、控制设备的运行。
主要设备及参数
本吸附浓缩——-蓄热式催化燃烧设备由:吸附器、蓄热式催化燃烧设备(RCO)、混流箱、热交换器、吸附气动阀门、脱附气动阀门、脱附风机和控制系统等组成。系统的设计处理风量为7500-100000m3/h
1.吸附器
吸附器的作用是吸附净化气体中的有机物质,气体通过吸附器后,气体中的有机物质被活性炭吸附而截留,气体得到净化。本系统中的吸附器有3-7台,每台的设计处理风量为2500-15000m3/h,
总处理风量7500-100000m3/h单台吸附器的技术参数如下
活性炭:活性炭规格100×100;
热电偶:数量6-14支,量程0-200℃
2.蓄热式催化燃烧设备(Rc0)
蓄热式催化燃烧设备(RCO）的作用是把从活性炭上脱附岀来的有机气体进行催化分解,分解成无毒的C02和H20,达到净化气体的目的,同时为活性炭再生提供热空气。
其设计参数如
设计处理风量:2000、4000m3/h;
风压：4000Pa
催化剂:蜂窝陶瓷催化剂
启动热功率:数量21-36支,380V
热电偶:数量2支。量程0-500℃;
3.混流箱
混流箱主要作用是风量均衡器,对过高温的排放气体进行降温操作。
4.热交换器
热交换器主要作用是对高温气体进行降温,对低温气体进行升温操作。
5.脱附风机
型号:高压离心风机9-9.No5c,功率4KW(2-5万风量)
9-9No5.5,功率5.5KW(5-10万风量）
6. 控制系统
控制系统采用PLC自动控制,其中PLC、变频器、继电器、接触器、空气开关等采用知名品牌。
系统要求有手动、自动功能,设备正常运行采用自动功能,调试检修采用手动功能。控制系统的控制设备有气动阀、脱附风机、补冷风机、电加热器、温度、时间、压力这几个参数。用户可根据控制工艺的要求修改设备的控制温度、时间参数、报警功能、脱附温度、脱附风机、阀门、热电偶故障、温度过高,产生报警(声光报警器)、急停功能。按下急停功能,系统全部停止。关闭所有气动阀门,断电保护功能。系统突然停电,需要关闭所有气动阀门。控制电箱采用防雨电柜制作。
操作规程及控制说明
1、系统操作说明
1.1系统启动步骤
①检查废气处理系统活性炭吸附器、R0C、混流箱、热交换器、脱附风杋管道等是否完好正常等,检查各个设备检修门、阀门是否关好。
②检查配电柜空气开关位置、指示灯是否正常,检查热继电器校准位置是否正确。
③检查风机进出口是否漏气,尤其帆布软接等有否破损;风机叶轮是否粘有灰尘异物等;风机减
震垫有否异常或破损等。检查风机各紧固连接部位有无松动。检査皮带松紧情况,手动拨动转动轴
催化燃烧设备检查是否过紧或固定部分有碰撞现象,发现不妥之处必须调整好。检查各润滑点的润滑脂的规格、质量、数量应符合设备技术文件的规定
④合上控制柜内的总电源空气开关,控制系统通电,检查三相电源电压是否正常。
⑤检查管道末端的吸气罩阀门是否已经打开。
⑥打开电器箱内的电源总开关
⑦通过电气箱面板上的按钮启动催化燃烧净化塔
⑧通过电气箱面板上按钮启动脱附风机
1.2操作注意事项
①在每次使用催化剂前,必须首先用新鲜空气在高于可燃物的起燃温度100-150℃的温度范围内
(一般在300-350℃)循环半小时以上,充分预热催化床层。
②*禁止当催化剂床层温度低于起燃温度时引入有机废气,不然很容易使催化剂中毒失效及反应器出现“闷堵”现象
③尽可能避免引入尘埃,可有效预防催化剂孔道堵塞。
④催化剂的*更佳使用范围在200-250℃,尽可能避免使催化燃烧设备催化剂长时间处于800℃以上的高温。
⑤停车时必须先切断废气源,*禁止在切断催化床层的加热电源后且温度已低于所要求的预热温度时继续通入废气,切断废气源后应继续加热催化剂床前新鲜空气并通气半小时以上,满足要求后方可完全停车,避免急冷。
⑥如果遇到由于催化剂床层温度过低或废气中可燃物浓度过高等原因造成了催化剂活性下降,或遇突然停电事故,催化燃烧设备再次开机时请把催化剂床层前的预热温度提升到350℃并通新鲜空气1-2小时,可恢复或部分恢复催化剂活性。
⑦特别提醒:由于某些化学物质会使催化剂中毒,例如含硫、铅、汞、砷、铬、钛、磷及卤素等有机或无机物对催化剂的破坏作用很强,将导致催化剂的*性失活,无法恢复活性。
⑧根据具体设备使用情况,当催化剂使用较长时间后活性有可能下降时,可把上下(前后)层的催化剂进行对调放置,必要时适当提高催化剂床层和废气的预热温度。
⑨催化燃烧设备催化剂在使用过程中在后期活性会慢下降,到一定程度时请于本公司联系更换新的催化剂
附:活性参考数据
一净化率≥95%的起燃温度和相应浓度;
测定条件:空速20000h-1催化剂装填量:50mL
2.系统控制说明
2.1电控箱控制说明见相关说明书。
2.2吸附/脱附阀门控制说明
2.2.1本项目尾气吸附设备配备3-7组活性炭吸附塔。
2.2尾气吸附设备共用一套脱附再生设备
2.2.3正常使用情况下：
①活性吸附塔同时开启,吸附气动风阀常开,脱附气动风阀常闭;
②使用1个月后,1#停止吸附,其它吸附塔正常工作
③1#吸附塔的吸附气动风阀关闭,脱附气动风阀开启
④催化燃烧设备开启,对1#吸附塔进行脱附再生
⑤再生结束后,催化燃烧设备关闭
⑥2#吸附塔除外的其它吸附塔吸附气动风阀常开,处于正常使用状态
⑦2#吸附塔吸附气动风阀关闭,脱附气动风阀打开
⑧2#吸附塔按1#吸附塔再生程序运行,如此方式循环脱附完其余吸附塔
⑨当全部活性碳塔再生完成后,把脱附再生系统关闭。
2.3催化燃烧/脱附再生系统控制说明
本系统正常运行流程如下
(1)活性碳吸附塔的吸附气动风阀关闭,催化燃烧设备脱附气动风阀开启
(2)催化燃烧设备启动,开始加热
(3)当加热区温度达到200℃时,脱附风机启动;
（4)当脱附风机进风温度>300℃时,脱附风机关闭
(5)当催化区、加热区温度>350℃时,催化燃烧设备停止加热
（6）热风经混流箱后,对吸附塔进行脱附再生
（7）当混流箱温度>120℃时,混流箱补冷风机启动
(8)当混流箱温度<90℃时,混流箱补冷风机停止
（9）当混流箱温度<90℃时,热风通过温控阀门进入吸附塔;
（10）当混流箱温度〉90℃时,温控阀关闭
(11)当全部活性炭箱温度>110℃时,温度热电偶报警,开启灭火装置
(12)热风经混流箱回流至热交换器循环
13)脱附再生完成后,催化燃烧设备催化燃烧设备停止加热
14)脱附风机延时运行30MIN后停止运行
(15)活性碳吸附塔脱附气动风阀常闭
(16)活性碳吸附塔吸附气动风阀常开,正常使用。
催化燃烧设备的维护及保养
为保障设备的使用寿命及良好的运行状态,需要进行日常检查及定期加强对设备的维护与保养,
主要内容如下：
1.脱附风机
日常检查的内容
①风机是否有抖动,动力线路是否完好、运行中是否有异响、风机及管道内有无杂物。
②皮带是否松动、打滑、固定件是否紧固。
③减速箱机油是否合适。
④皮带轮防护罩是否脱落。
⑤记录机组的振动、噪声及撞击杂声的情况。
⑥用电流表监视电动机负荷,不允许长时间在超负荷状态下运行。
⑦做好日常检查记录,并归档管理。
定期维护的内容
①电动机轴承每年要清洗并加注3号轴承脂一次。
②减速箱内每隔三个月加一次32号透平油,加至视镜1/2处为宜。
③风机停用时间较长(一周以上)开机前必须检测电动机的绝缘是否符合要求。380伏的交流电机
其绝缘等级不得低于0.5兆欧
④风机的蜗壳内不能积油(水)过多,定期清理风轮及机体内部,以免影响风机正常运转。
⑤定期测量风机电机电流大小,正常情况下,催化燃烧设备所测电流小于额定电流。做好维护记录,并归档管理。
2.吸附器
日常检查的内容
①检查吸附器门是否关好,门缝是否密封
②检查吸附器外壳是否有漏风、毁坏部分。
③检查管道、法兰是否密封
④做好日常检查记录,并归档。
定期维护的内容
①活性碳的使用寿命一般为1-2年。到期后需要更换才能保证良好的处理效果(根据实际运行情
况、处理效果更换〕
②做好维护记录,并归档。
3.蓄热式催化燃烧设备(RC0)日常检查的内容
①检查设备电加热温度。
②检查设备外壳是否有毁坏部分、加热管接线头是否松动,记录三相电流是否平衡。
③检査设备热电偶是否正常工作。
④做好日常检查记录,并归档
定期维护的内容
①定期更换催化剂。催化燃烧设备催化剂的使用寿命为4-5年
②若三相电流不平衡,说明加热管有毁坏,需要更换。
③做好维护记录,并归档
4.混流箱
①检查进出口各连接部位有无松动。
②查气管接头是否漏气
③做好日常检查记录,并归档。
5热交换器
①检查进出口各连接部位有无松动
②检查內部气流通道是否堵塞
③做好日常检查记录,并归档。
6.气动阀门
①检查气缸各连接部位有无松动
②检査气管接头、电磁阀是否漏气
③检查气缸开、关是否有打不开、关不上或开关不到位的现象。
④做好日常检查记录,并归档。
注意:气动阀门是设备运行的关键元件,有问题需要及时修复。
第六章常见故障及解决方法
1、气动风阀不能正常开启:检查风阀的电磁阀及线路,如有损坏,维修线路或更换电磁阀。
2、温控表达不到设定位置:检查电加热管及线路,如有损坏,维修线路或更换电加热管;调整脱附风机风量。
温控阀不能正常关闭:检查风阀的电磁阀及线路,如有损坏,维修线路或更换电磁阀
4、混流风杋不能正常开启:检査混流风杋及线路,如有损坏,维修线路或混流风机电机。
5、混流风杋运行噪音大:催化燃烧设备检査混流风机风轮的动平衡,维修混流风机。
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