Do czego wykorzystuje się urządzenia do spalania katalitycznego LQ-RCO z magazynowaniem ciepła w oczyszczaniu LZO?

Do czego zaprojektowano urządzenia do spalania katalitycznego LQ-RCO z magazynowaniem ciepła

Urządzenia do spalania katalitycznego z magazynowaniem ciepła LQ-RCO jest przemysłowy Leczenie LZO sprzęt zbudowany w celu rozkładu związków organicznych w fabrycznych strumieniach spalin na dwutlenek węgla i parę wodną w procesie regeneracyjnego utleniacza katalitycznego. Mówiąc najprościej, system zasysa gaz odlotowy zawierający rozpuszczalniki lub zapachy, przez większą część cyklu podnosi jego temperaturę za pomocą zmagazynowanego ciepła, a nie świeżego paliwa, przepuszcza strumień przez złoże katalizatora w umiarkowanej temperaturze reakcji i uwalnia strumień oczyszczonego gazu, który zawiera znacznie mniej lotnych związków organicznych niż strumień wlotowy. Tego typu spalarnie z akumulacją ciepła są powszechnie instalowane za liniami malarskimi, piecami, prasami drukarskimi i reaktorami chemicznymi, gdzie wymagane jest ciągłe oczyszczanie gazów odlotowych.

Jako kawałek sprzęt do spalania , regeneracyjny utleniacz katalityczny LQ-RCO łączy niskotemperaturowe utlenianie katalityczne z technologią ceramicznego magazynowania ciepła. To połączenie umożliwia jednostce odzyskanie dużej części ciepła reakcji i ponowne wykorzystanie go do wstępnego podgrzania przychodzących gazów odlotowych, co z kolei zmniejsza zapotrzebowanie na paliwo pomocnicze lub ogrzewanie elektryczne oraz obniża temperaturę gazu opuszczającego komin. Sprzęt pokazany poniżej to reprezentatywna instalacja sprzętu do spalania katalitycznego magazynującego ciepło LQ-RCO, z obudową, panelami inspekcyjnymi i kanałami łączącymi widocznymi na zewnątrz.

Rysunek 1. Urządzenia do spalania katalitycznego magazynującego ciepło LQ-RCO na miejscu, pokazane z izolowaną obudową po lewej stronie i zainstalowaną jednostką z kanałami łączącymi po prawej stronie.

Zasada działania utleniacza termicznego w systemie RCO

Zrozumienie zasady działania utleniacza termicznego w systemie RCO rozpoczyna się od sekwencji rozruchowej. Przed podłączeniem gazów odlotowych do urządzenia komora grzewcza i ceramiczne złoże ciepła są wstępnie podgrzewane elektrycznie. Po osiągnięciu ustawionej temperatury źródło gazów odlotowych zostaje otwarte, a odpowiedni wentylator zasysa gaz do urządzenia. Dopływający strumień najpierw wymienia ciepło z podgrzanym korpusem ceramicznym magazynującym ciepło, wychwytując pierwszy wzrost temperatury, a następnie wchodzi do strefy grzewczej w celu uzyskania drugiego wzrostu temperatury, aż osiągnie poziom niezbędny do reakcji katalitycznej.

Stamtąd gaz trafia do komory katalitycznej, gdzie związki organiczne reagują na złożu katalizatora, tworząc dwutlenek węgla i wodę, uwalniając jednocześnie energię cieplną. Obrobiony, czysty gaz następnie oddaje część tego ciepła z powrotem do drugiego korpusu ceramicznego magazynującego ciepło, zanim zostanie ono wyładowane przez wentylator. Termopara wlotowa po stronie wentylatora wyciągowego stale sprawdza temperaturę gazu, a po osiągnięciu wartości zadanej zawór przełączający zmienia położenie, tak że strumień gazów spalinowych i strumień gazu czystego zamieniają się komorami. Ten cykl regeneracji powtarza się w sposób ciągły, co jest podstawową ideą każdego regeneracyjnego utleniacza katalitycznego i jest również powodem, dla którego technologia ta jest czasami grupowana razem z regeneracyjnym utleniaczem termicznym w ogólnych odniesieniach do diagramów utleniacza termicznego, mimo że w obu przypadkach stosuje się różne temperatury reakcji.

Rysunek 2. Uproszczony widok izometryczny obudowy systemu RCO z komorą katalityczną, podwójnymi komorami magazynowania ciepła, zaworami wlotowymi i przełączającymi, termoparą i pozycjami wentylatora oznaczonymi w celach informacyjnych.

Dwukomorowy proces przełączania i cykl odzyskiwania ciepła

Większość konstrukcji spalarni katalitycznych tego typu działa w oparciu o dwie komory magazynowania ciepła, które na zmianę absorbują i uwalniają ciepło, a LQ-RCO można również skonfigurować z trzema komorami, gdy wymagana jest wyższa docelowa wydajność oczyszczania. W tak zwanym procesie 1 pierwsza komora pochłania ciepło z dopływających gazów spalinowych, podczas gdy druga komora uwalnia zmagazynowane ciepło, gdy przechodzi przez nią czysty gaz. Po zmianie położenia zaworu przełączającego i role odwracają się w Procesie 2, pierwsza komora uwalnia teraz zmagazynowane ciepło, podczas gdy druga komora zaczyna absorbować ciepło z następnej partii dopływających gazów spalinowych. Komora katalityczna znajduje się pomiędzy dwiema komorami magazynowania ciepła i to w niej zachodzi rzeczywisty katalityczny rozkład związków organicznych w obu procesach.

Wydajność oczyszczania RCO, zużycie energii i poziom emisji

Ponieważ katalizator obniża temperaturę niezbędną do utleniania, katalityczny układ spalania LQ-RCO zazwyczaj reaguje w temp 250°C do 500°C , znacznie poniżej temperatury, której utleniacz termiczny z otwartym płomieniem potrzebuje, aby osiągnąć ten sam wynik zniszczenia. Praca w tym niższym przedziale temperatur jest również powodem, dla którego sprzęt jest opisywany jako system utleniania w niskiej temperaturze i jest to jeden z powodów, dla których tworzenie się tlenku azotu pozostaje niskie w porównaniu z metodami spalania w wysokiej temperaturze. Zgodnie z kartą specyfikacji producenta, dwukomorowa konfiguracja RCO zazwyczaj osiąga skuteczność oczyszczania około 95 procent , podczas gdy konfiguracja trójkomorowa może osiągnąć ponad 98 proc , a cała seria sprzętu jest oceniana na 99 procent lub więcej skuteczność oczyszczania w standardowych warunkach testowych. Sprawność odzysku ciepła, która odzwierciedla, jaka część ciepła reakcji jest ponownie wykorzystywana do wstępnego podgrzania wchodzącego gazu, a nie tracona w stosie utleniacza termicznego, zwykle osiąga ponad 95 procent, a zużycie energii może wynosić zaledwie 8 watogodzin na normalny metr sześcienny oczyszczonego gazu.

Powyższy wykres porównuje typową skuteczność oczyszczania w układzie RCO dwukomorowym i trójkomorowym. Dodanie trzeciej komory magazynowania ciepła zapewnia dodatkowe przejście strumienia gazu przez złoże regeneracyjne, dlatego układ trójkomorowy zwykle zapewnia wyższą wydajność przy tym samym zadaniu oczyszczania gazów odlotowych. Ta różnica ma największe znaczenie, gdy obiekt musi przestrzegać rygorystycznych limitów emisji organicznych gazów odlotowych lub gdy stężenie oparów rozpuszczalnika na wlocie jest stosunkowo wysokie. W przypadku lżejszych zastosowań dwukomorowy system RCO może w dalszym ciągu z łatwością spełniać większość lokalnych wymagań dotyczących oczyszczania gazów odlotowych, utrzymując jednocześnie mniejszą powierzchnię zajmowaną przez sprzęt i mniejszą objętość ceramicznego magazynu ciepła. Wybór pomiędzy dwiema konfiguracjami polega na ogół na równowadze pomiędzy wymaganą wydajnością oczyszczania, dostępną przestrzenią instalacyjną i charakterystyką konkretnego strumienia gazów odlotowych poddawanych obróbce.

Utleniacz termiczny vs spalarnia vs pochodnia: gdzie pasuje utlenianie katalityczne

Utleniacz termiczny kontra spalarnia

W potocznym języku roślin terminy utleniacz termiczny i spalarnia są często używane luźno w odniesieniu do tej samej rodziny urządzeń, które wykorzystują ciepło do niszczenia oparów organicznych. Praktyczna różnica zwykle sprowadza się do temperatury i użycia katalizatora. Ogólna spalarnia lub regeneracyjny utleniacz termiczny zazwyczaj wykorzystuje wyłącznie ciepło i wymaga wyższych temperatur w komorze, często w zakresie od 700°C do 800°C lub więcej, aby zniszczyć ten sam ładunek organiczny, który spalarnia katalityczna RCO może przetworzyć w temperaturze od 300°C do 500°C. Spalarnie kwaśnych gazów to pokrewna kategoria zbudowana z materiałów odpornych na korozję dla strumieni, które podczas spalania tworzą kwaśne produkty uboczne i zwykle nadal opiera się na czystym niszczeniu termicznym, a nie na złożu katalizatora.

Utleniacz termiczny kontra flara

Pochodnia jest zwykle stosowana w przypadku przerywanych, dużych objętości lub strumieni gazu nadmiarowego, a nie ciągłych oparów rozpuszczalnika o niskim stężeniu i rzadko obejmuje odzysk ciepła. Natomiast regeneracyjny utleniacz termiczny, czyli system RCO, jest przeznaczony do ciągłego oczyszczania gazów odlotowych i jest połączony z magazynowaniem ciepła, dzięki czemu większość energii reakcji jest ponownie wykorzystywana, a nie uwalniana bezpośrednio do atmosfery. Między innymi dlatego urządzenia do utleniania katalitycznego są częściej wybierane do linii malowania w stanie ustalonym, gazów spalinowych z produkcji PCB i podobnych zadań związanych z ciągłym oczyszczaniem organicznych gazów odlotowych, podczas gdy pochodnie są nadal bardziej powszechne do okazjonalnego lub awaryjnego usuwania gazów.

Powyższy wykres radarowy przedstawia ogólny, jakościowy obraz porównania utleniania katalitycznego z utlenianiem wyłącznie termicznym i spalaniem na pochodniach w oparciu o pięć cech powszechnie omawianych w literaturze branżowej: wymagana temperatura robocza, efektywność energetyczna, kontrola tworzenia NOx, powierzchnia zajmowana przez sprzęt i stopień odzysku ciepła. Oceny te opisują raczej ogólne wzorce technologiczne niż gwarantowane wyniki dla konkretnego miejsca, ponieważ rzeczywiste wyniki zależą od składu gazów odlotowych, natężenia przepływu i stężenia w danym obiekcie. Utlenianie katalityczne zazwyczaj wymaga niższej temperatury reakcji i zwykle charakteryzuje się silniejszym odzyskiem ciepła i kontrolą NOx w porównaniu z spalaniem na pochodniach, które polega głównie na zmianie powierzchni i ciągłej pracy na rzecz uproszczenia obsługi gazu nieciągłego. Regeneracyjny utleniacz termiczny znajduje się pomiędzy nimi w większości tych wymiarów, ponieważ odzyskuje ciepło podobnie jak system RCO, ale bez obniżania temperatury reakcji przez katalizator. Inżynierowie zazwyczaj wykorzystują takie porównania jako punkt wyjścia, a następnie potwierdzają właściwą technologię za pomocą analizy składu gazów odlotowych specyficznej dla oczyszczanej linii technologicznej.

RCO-10 do RCO-200: Skalowanie objętości powietrza i mocy grzewczej

Linia urządzeń LQ-RCO VOC składa się z dwunastu standardowych modeli, od RCO-10 do RCO-200, dzięki czemu zakład może dopasować objętość powietrza oczyszczającego do rzeczywistego przepływu spalin z linii produkcyjnej, zamiast zwiększać lub zmniejszać wielkość urządzenia. Skala objętości powietrza leczniczego od 1000 metrów sześciennych na godzinę w najmniejszym modelu RCO-10 do 20 000 metrów sześciennych na godzinę w modelu RCO-200, a moc grzewcza waha się od 30 kilowatów do 300 kilowatów w tym samym zakresie. Na żądanie można również zaprojektować inne specyfikacje objętości powietrza wykraczające poza tę standardową tabelę, a wstępne podgrzewanie paliwa można dodać, jeśli zostało to określone w momencie zamówienia.

Ten wykres liniowy przedstawia objętość powietrza oczyszczającego we wszystkich dwunastu standardowych modelach RCO, a stała krzywa w górę pokazuje, jak ściśle seria modeli podąża za rzeczywistymi wymaganiami dotyczącymi przepływu spalin, zamiast skakać w dużych, trudnych do dopasowania krokach. Obiekt z pojedynczą małą kabiną lakierniczą może być dobrze obsługiwany przez RCO-10 lub RCO-15 o wydajności od 1000 do 1500 metrów sześciennych na godzinę, podczas gdy większa operacja powlekania wieloliniowego może wymagać RCO-60 lub nowszego. Ponieważ krzywa między sąsiednimi modelami jest dość gładka, większość natężenia przepływu spalin zmierzonych podczas inspekcji na miejscu można dopasować do modelu standardowego bez uciekania się do całkowicie niestandardowego projektu. Tego rodzaju mapowanie modelu na przepływ jest częstym pierwszym krokiem przy określaniu systemu RCO, ponieważ objętość powietrza oczyszczającego w dużej mierze determinuje rozmiar naczynia, wybór wentylatora i średnicę przewodu. Prawidłowe dopasowanie objętości powietrza ma również bezpośredni wpływ na zużycie energii, ponieważ przewymiarowana jednostka przetwarzająca mniejszy rzeczywisty przepływ zwykle zużywa więcej energii na jednostkę oczyszczonego gazu odlotowego niż jednostka o odpowiedniej wielkości.

Powyższy wykres kolumnowy przedstawia zainstalowaną moc grzewczą tych samych dwunastu modeli RCO, która wzrasta z 30 kilowatów w modelu RCO-10 do 300 kilowatów w modelu RCO-200. Moc grzewcza obejmuje głównie elektryczne rury grzejne wykorzystywane podczas rozruchu oraz w okresach, gdy sama wartość opałowa gazów odlotowych nie jest wystarczająca do utrzymania temperatury reakcji katalitycznej. Ponieważ złoże ceramiczne magazynujące ciepło odzyskuje dużą część ciepła reakcji po osiągnięciu przez urządzenie stabilnej pracy, zainstalowana moc grzewcza jest zazwyczaj potrzebna tylko sporadycznie, a nie stale. Większe modele wymagają proporcjonalnie większej mocy grzewczej, głównie dlatego, że zawierają większą ilość ceramiki akumulującej ciepło i katalizatora, których ogrzanie do temperatury podczas zimnego rozruchu wymaga więcej energii. Przeglądanie tej krzywej mocy grzewczej wraz z krzywą objętości powietrza do zabiegu daje w miarę kompletny pierwszy obraz zarówno wymaganej wydajności termicznej, jak i przepływu przed przejściem do szczegółowego wyboru sprzętu.

W całej tabeli obowiązują dwie uwagi. Po pierwsze, specyfikacje objętości powietrza wykraczające poza ten standardowy zakres można w dalszym ciągu zaprojektować na podstawie projektu, jeśli przepływ spalin z obiektu mieści się w przedziale pomiędzy dwoma standardowymi modelami lub przekracza wartość znamionową RCO-200. Po drugie, forma przeciwwybuchowa stosowana w całej linii LQ-RCO to konstrukcja odciążająca typu membranowego, która ma zastosowanie niezależnie od wybranego modelu.

Branże opierające się na oczyszczaniu organicznych gazów odlotowych za pomocą RCO

Potrzeby w zakresie oczyszczania gazów odlotowych za pomocą rozpuszczalników pojawiają się w wielu sektorach produkcyjnych, a linia urządzeń LQ-RCO jest ogólnie stosowana wszędzie tam, gdzie linia technologiczna uwalnia opary organiczne, które należy wychwycić i oczyścić przed wypuszczeniem. Typowe zastosowania obejmują następujące.

1. Produkcja samochodów i maszyn, obejmująca linie malarskie i piece do utwardzania, w których powłoki na bazie rozpuszczalników uwalniają organiczne gazy odlotowe.
2. Produkcja elektroniki, w szczególności organicznych gazów odlotowych powstających podczas produkcji płytek drukowanych.
3. Produkcja elektryczna, w tym procesy obróbki izolacji emalii drutu.
4. Procesy przemysłu lekkiego, takie jak produkcja obuwia i powlekanie klejem, które powodują powstawanie organicznych gazów odlotowych i zapachu.
5. Drukowanie i drukowanie w kolorze, gdzie częstym źródłem gazów odlotowych są tusze na bazie rozpuszczalników.
6. Procesy metalurgiczne i stalowe, produkcja elektrod węglowych, synteza chemiczna, taka jak produkcja ABS, i rafinacja ropy naftowej – wszystkie te procesy mogą powodować powstawanie organicznych gazów odlotowych wymagających stosowania środków kontroli LZO w zakładach chemicznych.

We wszystkich tych sektorach wspólnym wątkiem jest ciągły lub półciągły strumień spalin zawierający benzen, keton, ester, alkohol, eter, aldehyd, fenol lub podobne związki organiczne wraz z ogólnym zapachem. Jest to typ profilu gazów odlotowych, do oczyszczania którego na ogół nadaje się utleniacz katalityczny RCO, ponieważ złoże katalizatora jest wybrane tak, aby działało na szerokiej rodzinie związków organicznych, a nie na jednym konkretnym rozpuszczalniku.

Dlaczego zakłady wybierają regeneracyjne utleniacze katalityczne do przemysłowej kontroli LZO

Kiedy zakład porównuje opcje urządzeń do kontroli zanieczyszczenia powietrza dla nowego lub zmodernizowanego układu oczyszczania gazów spalinowych, regeneracyjny utleniacz katalityczny pojawia się zwykle z szeregu spójnych powodów. Połączenie utleniania w niskiej temperaturze i ceramicznego magazynowania ciepła oznacza, że ​​do podtrzymania reakcji potrzeba mniej energii pomocniczej, gdy urządzenie osiągnie odpowiednią temperaturę, co znajduje odzwierciedlenie w omówionych wcześniej danych dotyczących niskiego zużycia energii. Praca w temperaturze od 250°C do 500°C zamiast w wyższym zakresie stosowanym w przypadku czystego utleniania termicznego ogranicza również powstawanie NOx, potwierdzając, że sprzęt nie jest wtórnie zanieczyszczany w normalnych warunkach pracy.

• Wysoki stopień automatyzacji, z przełączaniem zaworów i kontrolą temperatury obsługiwanymi przez system sterowania, a nie ręcznie.
• Gama modeli modułowych od RCO-10 do RCO-200, które umożliwiają dobór przemysłowego systemu kontroli LZO do rzeczywistego przepływu spalin, a nie do jednostki o jednym rozmiarze.
• Opcjonalna konfiguracja dwukomorowa lub trójkomorowa, umożliwiająca zakładowi osiągnięcie określonego poziomu efektywności oczyszczania dla celów oczyszczania organicznych gazów odlotowych.
• Zgodność z szeroką gamą związków organicznych, w tym benzenem, ketonem, estrem, alkoholem, eterem, aldehydem i gazami odlotowymi typu fenol oraz ogólnymi zapachami.

Podsumowując, te cechy powodują, że system spalania LZO zbudowany w oparciu o regeneracyjne utlenianie katalityczne jest często wybierany w przypadku wymagań układu oczyszczania gazów spalinowych w trybie ciągłym w zastosowaniach związanych z powlekaniem, elektroniką, drukowaniem i przetwarzaniem chemicznym, gdzie zarówno regulacyjny limit emisji, jak i codzienne koszty eksploatacji sprzętu mają znaczenie dla obiektu.

O Lvquan Environmental Protection Engineering Technology Co., Ltd.

Siedziba firmy Lvquan Environmental Protection Engineering Technology Co., Ltd. znajduje się w Gaoyou w Yangzhou, mieście często nazywanym północną bramą prowincji Jiangsu. Firma jest spółką akcyjną powstałą w wyniku współpracy specjalistów, z których każdy wykonuje ponad 30 lat ma doświadczenie w projektowaniu i produkcji urządzeń zawierających LZO i działa jako wyspecjalizowany producent urządzeń inżynieryjnych do oczyszczania organicznych gazów odlotowych zawierających LZO.

Spółka posiada kapitał zakładowy wynoszący 22 miliony juanów , ze środkami trwałymi o wartości blisko 40 milionów juanów i suma aktywów blisko 60 milionów juanów . Produkcja odbywa się na terenie fabryki o powierzchni ok 9800 metrów kwadratowych , wspierany przez ponad 200 zestawów różnych urządzeń obróbczych i zespół ok 120 pracowników , o rocznej zdolności produkcyjnej wynoszącej ok 100 milionów juanów . Ta skala własnej produkcji umożliwia wytwarzanie urządzeń do spalania katalitycznego z magazynowaniem ciepła, w tym serii LQ-RCO opisanej w tym artykule, od obudowy konstrukcyjnej po montaż końcowy i testowanie.

Często zadawane pytania

Pytanie 1. Do czego służy regeneracyjne utlenianie katalityczne?

Regeneracyjne utlenianie katalityczne stosuje się do oczyszczania organicznych gazów odlotowych ze strumieni spalin przemysłowych, przekształcając lotne związki organiczne w dwutlenek węgla i wodę za pomocą złoża katalizatora połączonego z ceramicznym magazynowaniem ciepła, co zmniejsza energię potrzebną do podtrzymania reakcji.

Pytanie 2. Jaka jest różnica pomiędzy systemem RCO a regeneracyjnym utleniaczem termicznym?

System RCO wykorzystuje katalizator do obniżenia wymaganej temperatury reakcji, zazwyczaj do około 300°C do 500°C, podczas gdy regeneracyjny utleniacz termiczny zazwyczaj opiera się na samym ciepłu i potrzebuje wyższej temperatury w komorze, aby osiągnąć porównywalny wynik zniszczenia.

Pytanie 3. W jakiej temperaturze katalitycznej pracuje sprzęt LQ-RCO?

Komora katalityczna LQ-RCO zazwyczaj pracuje w temperaturze od 300°C do 500°C, czyli w zakresie temperatur niezbędnym do reakcji rozkładu katalitycznego, w wyniku której powstaje dwutlenek węgla i woda ze związków organicznych zawartych w gazach odlotowych.

Pytanie 4. W jaki sposób zawór przełączający wpływa na oczyszczanie gazów odlotowych?

Zawór przełączający zmienia ścieżkę przepływu, gdy termopara na wlocie wentylatora wyciągowego potwierdzi osiągnięcie ustawionej temperatury, wysyłając gazy odpadowe do komory, która wcześniej uwalniała ciepło do gazu oczyszczonego, co utrzymuje cykl regeneracji w sposób ciągły.

Pytanie 5. Czy urządzenia LQ-RCO można dostosować do określonej ilości powietrza?

Tak, standardowy zakres modeli obejmuje od 1000 do 20 000 metrów sześciennych na godzinę w dwunastu modelach, a specyfikacje dotyczące objętości powietrza spoza tego zakresu mogą zostać zaprojektowane oddzielnie w oparciu o rzeczywisty przepływ spalin w obiekcie.