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催化燃烧设备

时间:2019-09-04     作者:坤霆环保【原创】   阅读

 

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    催化燃烧设备 是指在催化剂作用下燃烧的装置或设备。催化燃烧装置的工作原理是:借助催化剂使有机废气在较低的起燃温度下进行无焰燃烧,使有机废气分解为无毒的二氧化碳和水蒸汽。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

    可燃物在催化剂作用下燃烧  。与直接燃烧相比,催化燃烧温度较低,燃烧比较完全。催化燃烧所用的催化剂为含有贵金属和金属氧化物组成的物质。例如家用负载Pd或稀土化合物的催化燃气灶,可减少尾气中CO含量,提高热效率。负载0.2%pt的氧化铝催化剂,在500℃下,可将大多数有机化合物燃烧,脱臭净化到化学位移σ=1以下。催化燃烧为无焰燃烧,因此适用于安全性要求高的场合,如以H2O2为原料的燃料电池、用汽油或酒精为原料的怀炉(催化剂为浸Pt石棉)等。如消除化工厂NOx的烟雾,可加燃料到烟雾中,通过负载型铂和钯催化剂,催化燃烧使NOx转化为N2气。 采用适当的催化剂,使用有害气体中的可燃物质在较低的温度下分解、氧化的燃烧方法。

   系统原理

然气燃料具有热值高、大气污染排放物少的优点,在一般情况下,天然气的燃烧仍然会排放一定量的NO由于NO,具有对环境污染的影响,因此很有必要降低天然气燃烧过程中N0,的排放量。近十多年的研究表明,催化燃烧技术完全可能解决上述问题,可以使得燃气燃烧达到低排放的标准,近于零排放,同时可以有效提高炉膛内热效率  。

燃烧器工作原理是当需要改变燃烧功率时,通过调节进入燃烧系统的混合燃气量来改变整个系统的能量。

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目前,国产催化燃烧装置的工作流程为:

1、废气前处理设备

2、气一气换热器

3、预热室

4、催化反应器

5、气一气换热器

6、净化气体排空

    电控制系统

    组成及功能

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。

    工作原理

该系统工作过程主要划分为三种状态参数设定、燃烧运行和燃烧停止。

1.参数设定状态

此状态为燃烧工作之前做好数据的准备。可根据需要分别设定点火温度和变频器起动时的频率,控制风机的风量。点火温度是为了保证点火过程的可靠性。起动频率保证催化燃烧器在刚点燃时的有焰燃烧,这时的燃烧比不易太低,风量不能过大。

2.燃烧运行状态

(1)燃烧起动过程

当控制系统在待命的状态下,接到输入的起动命令,将进入燃烧运行状态,首先是控制系统进行自检,之后进行前吹扫,变频器输出信号控制风机的旋转,空气风量由低速渐变为高速再逐渐变为低速,新鲜空气风吹过燃烧炉盘,以保证炉内没有残留燃气的存在,保证点火过程的安全可靠。具体操作是变频器先起动,PLc模拟输出信号使变频器频率从起动设定频率开始上升,达到一定频率后保持一定时间后再下降,完成起动前的吹扫。之后,发出点火信号,高压点火器工作,同时打开点火管道的阀门,小火点燃。通过紫外线传感器的检测到期小火点燃后,打开主燃气阀门。这时催化燃烧炉盘进行有焰燃烧,直到检测温度信号达到设定的点火关闭温度,点火阀门关闭,完成点火过程,进入到燃烧调节阶段。

(2)燃空比的调定

有文献表明,催化燃烧时的“燃气/空气比值”范围一般在4%~11%之间;在一定的燃烧条件之下,燃/空比为6%时,天然气就能实现较好的催化燃烧效果,燃烧系统就可以得到最大的热效率,同时又能取得较好的排放效果。

本系统的燃气一空气比的调节是通过零压阀实现的。当改变风机的空气风量时,燃/空比也能随之被改变,以达到催化燃烧器燃烧工作的要求。在起动时只要调节输出变频器的频率就能达到点火时要求的从有焰燃烧到催化燃烧的燃/空比的变化。

(3)燃烧温度调节

燃烧器温度调节可以通过文本显示器的键盘输入,改变变频器的输出频率,调节适当的风量。当风量增大,燃烧温度超过设定值,则PLc控制变频器降低输出频率,减少出风量来稳定燃烧器的温度。若变频器输出频率低于设定值(风机出风量频率,设为5 Hz),而出风量仍高于设定值时,PLc开始计时,若在一定时间内,降低到设定值,PLc放弃计时,继续变频调速运行;若在一定时间内温度仍高于设定,PLc将继续调节,直至达到设定值。由PLc经PID运算后控制变频器的频率输出;如温度不够,则频率上升,延时保持一定时间。反之亦然。

3.燃烧停止状态

燃烧器的停止是在接受到文本显示器发来的停止命令,首先将主燃气阀关断,然后,系统进行后吹扫,进行驱散残余燃气,并对燃烧盘进行强制风冷降温。经过一段时间之后,关闭风机,变频器停止工作,完成燃烧器停机过程。

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。

设备应用范围

1. 可用于有机溶剂的净化处理(苯、醇、酮、醛、酯、酚、醚、烷等混合有机废气)。

2. 适用于电线、电缆、漆包线、机械、电机、化工、仪表、汽车、自行车、摩托车、发动机、磁带、塑料、家用电器等行业的有机废气净化。

3. 可用于各种烘道、印铁制罐、表面喷涂、印刷油墨、电机绝缘处理、皮鞋粘胶等烘干流水线,净化各工序产生的有机废气。


催化燃烧设备具体方案设计依据

(1)《中华人民共和国环境保护法》

(2)《大气污染物综合排放标准》 GB16297-1996

(3)《鼓风曝气系统设计规范》 CECS97:97

(4)《建筑结构荷载规范》 GB50009-2001

(5)《工业管道工程施工及验收规范》 GB50235-98

(6)《混凝土结构设计规范》 GB50010-2010

(7)《建筑抗震设计规范》 GB50068-2001

(8)《砌体结构设计规范》 GB50003-2001

(9)《工业与民用供配电系统设计规范》 GB50052-2009

(10)《通用用电设备配电设计规范》 GB50055-93

(11)《自动化仪表工程施工及验收规范》 GB50093-2002

(12)《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》 GB50062-2008

(13)环境保护局的有关文件;

(14)业主提供相关文件资料等;

 

设计制造和安装标准

产品在设计、制造、检验、包装、运输及安装过程中遵循相关的通用标准,这些标准中为国标(GB)或部标(JB)这些通用标准目录省略,只提供标准目录如下:(以下标准若已发布了新的标准,则以新标准执行)

JB/IQ4000.2-86     切削加工件通用技术条件

JB/ZQ4000.3-86     焊接件通用技术条件

GB/T3274-1988      碳素结构钢和低碳结构钢热轧厚钢板和钢带

JB/ZQ4000.10-86    涂装通用技术条件

GB/T700-1988       碳素结构钢

GB3274—82         普通碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板技术条件  

GB707—88          热轧槽钢尺寸、外形、重量及允许偏差 

GB5117—1995       碳钢焊条 

GB9787—88         热轧等边角钢尺寸、外形、重量及允许偏差

JB/ZQ4000.1-86     产品技术通用技术要求

GB/T6388-1986      运输包装收发货物标志

GB191-2000         包装贮运图示标志

GBJ17              钢结构设计规范

GB/T17185—1997    钢制法兰管件    

GB5780 、5781—86  六角头螺栓      

GB3091、 3092—82  低压流输送用镀锌焊接钢管及焊接钢管

 

安装环境保护措施

  根据国家《城市区域环境噪声标准》(GB3096-82)和《工业企业噪声卫生标准》规定,工厂噪声允许标准如下:

厂区白天              < 65 dB

夜    间              < 55 dB

生产车间              < 85 dB

坚持源头把关的原则,具体所用的各种机电设备选型时,除满足工艺要求外,还必须考虑其具有良好的声学特征(高效低噪),按照《工业企业噪声设计规范》向供货方提出限制噪声的要求,对工艺过程中引发的生产噪声应做相应的消声、吸声、隔声等降噪处理,将噪音污染降低到最低。



催化燃烧设备

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