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如果催化燃燒起始溫度為250℃,那么廢氣催化氧化后的溫度為350℃,則對應廢氣初始濃度約為3130mg/m3時可維持系統(tǒng)熱量平衡而不用額外能源。若廢氣濃度進一步升高到25%LEL,廢氣氧化后溫度可達587℃,此時催化劑易流失且設備材質要求耐熱鋼,因此除非在催化劑層間安裝換熱管系統(tǒng)及時移走熱量,否則CO處理廢氣蕞佳濃度為3130~9390mg/m3。燃燒后的尾氣一部分排入大氣,大部分被送往吸附床,用于活性炭再生。
廢氣如果進口濃度過高,可進風稀析,稀析閥與氧化氣溫度連鎖;廢氣進口濃度如果為2130~3130mg/m3,可用電或燃氣提升廢氣進催化劑層的溫度達到催化起燃溫度250℃;廢氣進口濃度如果<2130mg/m3,可吸附濃縮后再用CO處理脫附出的濃縮氣;參數(shù)設定狀態(tài),此狀態(tài)為催化燃燒設備工作之前做好數(shù)據(jù)的準備,可根據(jù)需要分別設定點火溫度和變頻器頻率,控制風機風量。如果廢氣初始溫度較高,比如很多烘箱廢氣有80℃,此時CO能處理的廢氣濃度可以相應降低到1560mg/m3。
同樣以RTO處理20℃的廢氣為例,由于RTO的燃燒爐內要有一個長明火點燃廢氣,而1.672×106kJ的燃燒器長明火消耗約5m3/h的提供部分熱源,因此系統(tǒng)維持熱量平衡的廢氣進口濃度蕞低可以到1700~2000mg/m3。如果RTO裝置設計從燃燒室引出部分高溫氣體另行降溫后回到燃燒室以避免燃燒溫度>1000℃的工藝,則可以提高RTO處理廢氣的蕞高濃度到25%LEL。對于設計單位來說,怎樣為客戶提供一套既可靠又經(jīng)濟的處理設備才是關鍵。
和光催化燃燒系統(tǒng)的空氣處理設備,反應空速通常指體積空速(GHSV),它反映了催化劑的處理能力:反應空速指的是處理的氣體量的催化劑在條件下單位時間內單位體積,單位是立方米/ (m3催化劑?h),可以簡化為h。
廢氣處理設備中催化劑的性能與的含量、粒徑和分散度有關。在理想狀態(tài)下,高度分散。在這種情況下,以非常小的顆粒(幾納米)的載體存在,被蕞大限度的利用。此時,催化劑的處理能力與的含量呈正相關。
催化燃燒設備處理的催化分解法已經(jīng)成為凈化高濃度有機廢氣的有效方法,特別適合治理噴涂行業(yè)、油墨印刷行業(yè)在烘干過程中排出的高濃度有機廢氣。因烘干排出廢氣溫度和有機物濃度都較高,對分解和熱量回收有利,減少了設備投資和運轉費用。
催化燃燒設備適合處理高溫、高濃度、連續(xù)性產(chǎn)生的有機有機廢氣,而且不會產(chǎn)生二次污染,設備投資和運行費用低。催化低溫分解,預熱時間段,能耗低,催化劑使用壽命長,凈化率高達975以上。在運行過程中可實現(xiàn)全自動化控制,設備運行穩(wěn)定,檢修系統(tǒng)配備完善,操作維修非常方便。選擇工藝時,除了考慮技術的適用范圍,投資成本、運行費用和系統(tǒng)的穩(wěn)定性也很重要。
催化燃燒裝置工藝流程說明:
1)活性炭脫附階段
當吸附床吸附飽滿后,切換脫附風閥和吸附風閥,發(fā)起脫附風機對該吸附床脫附。脫附新鮮空氣首要通過新風進口的換熱器和電加熱室進行加熱,將新空氣加熱到120℃左右進入活性炭床,炭床受熱后,活性炭吸附的溶劑蒸騰出來。
2)催化燃燒階段
溶劑經(jīng)風機送入到催化燃燒室前的換熱器,然后進入催化燃燒室中的預熱器,在電加熱器的作用下,使氣體溫度前進到250-300℃左右,再進入催化燃燒床,有機物質在催化劑的作用下無焰燃燒,被分解為CO2和H2O,一同放出許多的熱,氣體溫度進一部前進,該高溫氣體再次通過換熱器預熱未經(jīng)處理的有機氣體,收回一部分熱量。從換熱器出來的氣體再通過新風進口的換熱器對脫附新鮮空氣進行加熱,通過換熱后的氣體通過煙囪引高排放。有機廢氣收集后經(jīng)過濾器進入n-1個單元吸附,凈化后的氣體排入大氣。