新型VOCs持续催化熄灭废气处置装配有甚么***势
1改良VOCs催化熄灭装备的缘由
挥发性无机物(VolatileOrganicCompounds,简称VOCs),是***家***气污染节制的首要工具,近几年针对VOCs排放出台多项环保规范。***内产业VOCs污染行业今朝处于渐热状况,在无机挥发性废气催化熄灭装备中,大都环保企业接纳蓄热式催化熄灭装配,该手艺体例接纳两室、三室及以上的蓄热催化熄灭器,使VOCs气体产生催化氧化反映,产生的热量存储于蓄热载体中,经由进程频仍切换阀体(切变气体活动管路),到达冷、热流体热量互换的目标。
蓄热式催化熄灭装备能够或许实现自给供热,具备比拟***的操纵成果。但是,装备自身存在着运转操纵不能完整持续化、装备制作本钱较高、装备操纵时占用体积较***、装配调试中对电气节制请求较高档错误谬误,对此,须要设想一种操纵简略、可实现持续化运作、高效低本钱的一体化VOCs废气污染装备。
2改良后的VOCs持续催化熄灭装备
本公司连系出产、施工的相干经历,对进程装备遏制改良。布局中包含以下几个局部:①无机废气入口管、出口管;②废气入口浓度检测节制器、催化剂床层入口温度检测节制器;③废气换热器、电加热棒、处置器上盖板、气流隔板;④催化剂床层、催化剂撑持板。
改良后的催化熄灭器能够或许遏制持续化操纵,无机废气进(寒气)和出口(热气)均颠末废气换热器的收支端,冷侧流体与热侧流体在换热器中遏制持续热互换,操纵热量通报性子,热流体的热量颠末壁传热、对流传热进程通报至冷流体中;废气换热器的冷侧出口气,颠末电加热棒地区,对含VOCs废气遏制加热升温;经加热的废气顺着压力梯度会超越气流隔板进入催化剂床层,废气在VOCs催化剂外表产生催化氧化感化,能够或许实现在较低温度下废气催化熄灭,放出氧化反映热。气流顺着催化剂微观孔道活动,经撑持板落后入废气换热器,与冷流体间接打仗换热,从废气换热器的热侧出口流出,继而实现***终排放。
3新型VOCs持续催化熄灭装备手艺浅析
3.1废气热互换器手艺阐发
废气热互换器的布局设想是装配的***要关头点,间接影响着装备运转的稳定性和处置效力。在设想和装配调试中须要斟酌到以下几个身分。
(1)气体活动情况与运转本钱。气体活动湍流水平越高,换热效力就越高。湍流水平增添,象征着操纵用度上也会随之增添。在设想进程中既要斟酌到运转成果,也要斟酌装备制作本钱和操纵用度,是以须要对调热器流体状况方面遏制***化。
(2)换热器内部布局与资料的挑选。换热器管壁两侧均为气相流体,前后收支口宇量根基接近,按照换热器传热计较公式,为了增添热互换效力,须要进步两侧气体的传热系数。在现实操纵中,在热互换管表里装配耐温翅热片,换热成果会较着增添。别的热互换收支口两侧别离为高、低温,气体温差较***,对资料抗热应力机能请求较高,是以出产制作中须要接纳抗热应力资料。
(3)换热器的安排与运转的稳定性。对调热器的全体安排,普通情况下,立式或卧式安排。本设想中为节流装备的占用面积,热互换器接纳绝对水平标的目标45度排布。但应注重的是,进、出气流会对调热器管壁产生冲卸力,两种冲卸力对调热器配合感化,构成扭矩,极***的影响了换热器的稳定运转,是以须要对调热器四角和侧壁遏制安稳焊接。
(4)密封性。入口气体中含必然浓度的VOCs,出口气体中根基不含有VOCs,热互换器不遏制密封处置,会呈现“串气”景象,致使装备出口气体不能到达排放规范。对此,将换热器冷端入口处与换热器气体入口之间、热端出口与装备出口之间用金属直角挡板遏制密封焊接。
3.2电加热器地区布局手艺阐发
电加热器布局的设想会影响后续的催化熄灭工序,是该装配设想的***二关头点。气体经加热落后入催化剂床层时,对气体活动和温度请求较高,具体以下:其一,气体温度需平均,若温度存在差别,经加热的气体进入催化床层反映后,致使催化床层温度呈现不平均。催化氧化反映属于放热反映,继而更轻易呈现床层温度超越设想温度的情况,影响催化剂的寿命。其二,气体活动尽能够平均,对催化剂,***抱负的情况是每一个催化剂活性位都能与VOCs份子统一逗留时直打仗反映。若活动状况不平均,VOCs份子逗留时候上会呈现差别,继而会影响到催化剂的操纵效力和操纵本钱。
本计划中加热地区位于热互换器、断绝板之间,构成“梯形”布局,换热器出口气流会与器壁存在碰撞,会丧失局部能量,气体活动也不平均,对此保障气体能够或许均***通、平均加热是设想中必须要斟酌到的。
为了到达以上目标,本计划在“梯形”地区下部加热地区请求加热功率要低并设置非均一孔金属网,接近装备壁处设置小孔(孔径接近全体式催化剂孔径),目标是增添局部阻力,招架住拐角气流的冲力,平均气流。在接近挡板处网孔设置***孔,便利气流的一般经由进程。别的在加热棒之间参插***孔径的金属网块,一方面加热棒外表会产生低温热辐射,辐射至金属网块外表,加快了金属网块的加热进程,除此以外,金属网块会遏制疾速热传导,扩***了加热规模,进步了气-固传热打仗面积。但在现实制作中还须要对加热棒和网块之间遏制***缘处置,或在加热棒内部套入隔网,防止触碰导电。颠末实验测试,在宇量3000m3/h,气体出口温度丈量截面点温度相差5%,全体加热地区气体阻力***约30~50Pa,气流平均性较***。
3.3催化熄灭催化剂手艺阐发
对气流在催化剂中的相干状况和请求,在上述(二)中已局部先容。除前述外,对催化剂设想和革新上还须要斟酌以下首要的关头。
(1)处置废宇量应削减。废宇量增***,若要到达划定去除率,在催化剂去除能力稳定的情况下,须要增添催化剂的用量,但今朝市场来看,成果较***的催化熄灭催化剂单价(元/m3)均在十几万元,会增添装备的本钱。在现实操纵中,能够或许先对废气的VOCs遏制稀释预处置(稀释操纵须要低于爆炸极限),再经由进程脱附操纵将VOCs脱附出来(脱附浓度也须要低于爆炸极限),以下降装配的操纵投资本钱和操纵。
(2)在催化剂用量计较上,须要综合斟酌到催化剂的范例、VOCs的构成、反映温度等身分,不能只参照某一身分斟酌。
(3)催化剂挑选应松散。比方催化剂对含卤素气体请求较高,需***先对该种废气遏制预处置,但是如许会******增添处置本钱,是以要在工艺***化、本钱综合计较以后能力肯定催化剂。对能够会致使催化剂中毒的物资,须要对中毒物资遏制事后去除。
(4)催化剂操纵进程中,须要坚持外表干净,即按期对催化剂遏制洗濯任务。能够或许接纳紧缩氛围、过热蒸汽、洗濯剂等体例遏制洗濯。对废气中含有少许的无机颗粒,在低于设想温度下运转操纵时,不完整熄灭易致使催化剂外表结碳,梗塞催化剂活性位,下降了催化剂操纵效力,此时通入低温蒸汽能够或许经由进程重整反映,去除积碳,能够或许复原催化剂的活性。
(5)在催化剂材质上,***选用导热机能高的资料,比方全体式催化剂接纳铝金属基,因为铝金属资料自身导热机能高,加热后的气体颠末金属催化剂床层,催化剂活性组分能够或许敏捷被起燃,催化效力很高。经测试,在装配现实调试运转时代,催化剂被起燃的时候能够或许延长50%~60%(与堇青石全体式蜂窝催化剂遏制对照),别的金属材质蓄热能力低,如许催化剂出口气体的温度会取得必然的晋升,在必然的水平上热量能够或许取得更***的收受接管操纵。
(6)催化剂的装填也会对气体的活动散布和催化剂床层温度散布产生影响。在装填中须要斟酌到催化剂的密实性,装填中请求平均装填,慎密分歧,无空地,催化剂床层边壁保温。在全体式催化剂层与层间和催化剂床层边缘处能够或许恰当的添入多孔耐低温绵,既能够或许防止因为层间孔道的错位、边缘空地致使的气流上的不平均性和壁效应致使的气体沟流、短流等景象,同时边壁添入耐低温绵以后会对装备起到必然的保温成果。别的全体催化剂装填前须要检测,检测成果上须要合适相干检测规范。
蜂窝孔道截面外形、孔径、孔密度等参数的设想也很首要,这干系到气阻,气流均布性、气体的逗留时候、转化效力等首要参数。孔径挑选越小,气阻越***,逗留时候越短,转化效力较低,但废气处置量***。
综上所述,革新后的持续催化熄灭器与传统的蓄热RCO比拟,具备占空中积小、运转持续、电控请求高等***点。因为装备具体布局较多,本文中从流体能源学工程、催化工程、传热工程等多角度,对首要的废热互换器、加热布局、催化熄灭催化剂手艺遏制浅层的阐发。能够或许看出,在细节设想上,都须要对进程身分遏制***化,既要斟酌到装备的高效运转,又要斟酌到制作企业的出产本钱和被实行企业方现实的运转本钱。在手艺疾速成长的明天,咱们能够或许操纵古代计较机手艺遏制帮助摹拟设想***化装备参数,在必然水平上能够或许节流时候,晋升***化成果。



