Pentru ce este folosit echipamentul de incinerare catalitică cu stocare a căldurii LQ-RCO în tratarea COV?

Ce este proiectat să facă echipamentul de incinerare catalitică cu stocare a căldurii LQ-RCO

Echipament de incinerare catalitică cu stocare a căldurii LQ-RCO este industrial Tratamentul cu COV echipamente construite pentru a descompune compușii organici din fluxurile de evacuare a fabricii în dioxid de carbon și vapori de apă printr-un proces de oxidare catalitică regenerativă. În termeni simpli, sistemul trage gazele reziduale încărcate cu solvenți sau purtătoare de mirosuri, își ridică temperatura cu ajutorul căldurii stocate mai degrabă decât a combustibilului proaspăt pentru cea mai mare parte a ciclului, trece fluxul printr-un pat de catalizator la o temperatură de reacție moderată și eliberează un flux de gaz tratat care transportă mult mai puțini compuși organici volatili decât fluxul de intrare. Acest tip de incinerator de stocare a căldurii este instalat în mod obișnuit în aval de liniile de vopsire, cuptoare, prese de tipar și reactoare chimice unde este necesară tratarea continuă a gazelor reziduale.

Ca o bucată de echipamente de incinerare , oxidatorul catalitic regenerativ LQ-RCO combină oxidarea catalitică la temperatură joasă cu tehnologia ceramică de stocare a căldurii. Această pereche este cea care permite unității să recupereze o mare parte din căldura de reacție și să o refolosească pentru a preîncălzi gazele reziduale care intră, ceea ce, la rândul său, reduce cererea de combustibil auxiliar sau de încălzire electrică și scade temperatura gazului care iese din coș. Echipamentul prezentat mai jos este o instalație reprezentativă a echipamentului de incinerare catalitică cu stocare a căldurii LQ-RCO, cu carcasa, panourile de inspecție și conductele de conectare vizibile la exterior.

Figura 1. Echipament de incinerare catalitică cu stocare a căldurii LQ-RCO la fața locului, prezentat cu carcasa izolată în stânga și o unitate instalată cu conducte de conectare în dreapta.

Principiul de funcționare a oxidantului termic din spatele sistemului RCO

Înțelegerea principiului de funcționare a oxidantului termic al unui sistem RCO începe cu secvența de pornire. Înainte ca gazele reziduale să fie conectate la echipament, camera de încălzire și patul ceramic de stocare a căldurii sunt preîncălzite electric. Odată ce temperatura setată este atinsă, sursa de gaz rezidual este deschisă și un ventilator potrivit atrage gazul în unitate. Fluxul de intrare schimbă mai întâi căldură cu un corp ceramic de stocare a căldurii preîncălzit, preluând o primă creștere a temperaturii, apoi intră într-o zonă de încălzire pentru o a doua creștere a temperaturii până când atinge nivelul necesar reacției catalitice.

De acolo, gazul intră în camera catalitică, unde compușii organici reacționează peste patul de catalizator pentru a forma dioxid de carbon și apă în timp ce eliberează energie termică. Gazul curat, tratat, dă apoi o parte din acea căldură înapoi unui al doilea corp ceramic de stocare a căldurii înainte de a fi descărcat de ventilator. Un termocuplu de admisie pe partea ventilatorului de evacuare verifică în mod continuu temperatura gazului, iar odată ce punctul de referință este atins, supapa de comutare își schimbă poziția, astfel încât fluxul de gaz rezidual și camerele de schimb ale fluxului de gaz curat. Acest ciclu de regenerare se repetă continuu, ceea ce este ideea de bază din spatele fiecărui oxidant catalitic regenerativ și este, de asemenea, motivul pentru care tehnologia este uneori grupată împreună cu un oxidant termic regenerativ în referințele diagramei generale ale oxidantului termic, chiar dacă cei doi folosesc temperaturi de reacție diferite.

Figura 2. Vedere izometrică simplificată a carcasei unui sistem RCO, cu camera catalitică, camere duble de stocare a căldurii, supape de admisie și de comutare, termocuplu și pozițiile ventilatorului etichetate pentru referință.

Proces de comutare cu două camere și ciclu de recuperare a căldurii

Majoritatea modelelor de incineratoare catalitice de acest tip funcționează pe două camere de stocare a căldurii care absorb și eliberează căldură pe rând, iar LQ-RCO poate fi configurat și cu trei camere atunci când este necesară o țintă mai mare de eficiență de purificare. În ceea ce poate fi numit Procesul 1, prima cameră absoarbe căldură din gazele de evacuare care intră, în timp ce a doua cameră eliberează căldura stocată pe măsură ce gazul curat trece prin ea la ieșire. După ce supapa de comutare își schimbă poziția, rolurile se inversează în Procesul 2, prima cameră eliberează acum căldura pe care a stocat-o, în timp ce a doua cameră începe să absoarbă căldură din următorul lot de gaz de eșapament primit. Camera catalitică se află între cele două camere de stocare a căldurii și este locul unde are loc descompunerea catalitică reală a compușilor organici în ambele procese.

Eficiența purificării RCO, utilizarea energiei și performanța emisiilor

Deoarece catalizatorul scade temperatura necesară pentru oxidare, sistemul de ardere catalitică LQ-RCO reacționează de obicei la 250°C până la 500°C , mult sub temperatura unui oxidant termic cu flacără deschisă trebuie să ajungă la același rezultat de distrugere. Funcționarea în această fereastră de temperatură mai scăzută este, de asemenea, motivul pentru care echipamentul este descris ca un sistem de oxidare la temperatură joasă și este unul dintre motivele pentru care formarea de oxid de azot rămâne scăzută în comparație cu metodele de ardere la temperatură înaltă. Conform fișei de specificații ale producătorului, o configurație RCO cu două camere atinge, în general, o eficiență de purificare de aproximativ 95 la sută , în timp ce o configurație cu trei camere poate ajunge peste 98 la sută , iar seria de echipamente în ansamblu este evaluată la 99 la sută sau mai mult eficiența purificării în condiții standard de testare. Eficiența recuperării termice, care reflectă cât de mult din căldura de reacție este reutilizată pentru a preîncălzi gazul primit, mai degrabă decât să se piardă în stiva de oxidant termic, atinge în general peste 95 la sută, iar consumul de energie poate fi de până la 8 wați-oră pe metru cub normal de gaz tratat.

Graficul de mai sus compară eficiența tipică de purificare între un aranjament RCO cu două camere și unul cu trei camere. Adăugarea unei a treia camere de stocare a căldurii oferă fluxului de gaz o trecere suplimentară prin patul regenerativ, motiv pentru care structura cu trei camere tinde să afișeze o cifră de eficiență mai mare la aceeași sarcină de tratare a gazelor reziduale. Această diferență contează cel mai mult atunci când o instalație se confruntă cu o limită strictă de evacuare a gazelor reziduale organice sau când concentrația de intrare a vaporilor de solvenți este relativ mare. Pentru aplicații cu sarcini mai ușoare, un sistem RCO cu două camere poate îndeplini în continuare confortabil majoritatea cerințelor regionale de tratare a gazelor reziduale, menținând în același timp amprenta echipamentului și volumul de stocare a căldurii ceramice mai mici. Alegerea dintre cele două configurații este, în general, un echilibru între eficiența de purificare necesară, spațiul disponibil de instalare și caracteristicile fluxului specific de gaz rezidual tratat.

Oxidant termic vs incinerator vs flare: unde se potrivește oxidarea catalitică

Oxidant termic vs incinerator

În limbajul de zi cu zi al plantelor, termenii oxidant termic și incinerator sunt adesea folosiți în mod liber pentru aceeași familie de echipamente care utilizează căldură pentru a distruge vaporii organici. Diferența practică se reduce de obicei la temperatură și la utilizarea catalizatorului. Un incinerator general sau un oxidant termic regenerativ se bazează de obicei doar pe căldură și are nevoie de temperaturi mai ridicate în cameră, adesea în intervalul de 700°C până la 800°C sau mai mult, pentru a distruge aceeași încărcătură organică pe care o poate trata un incinerator catalitic RCO la 300°C până la 500°C. Un incinerator cu gaz acid este o categorie conexă construită cu materiale rezistente la coroziune pentru fluxurile care formează produse secundare acide în timpul arderii și, de obicei, depinde încă de distrugerea termică pură, mai degrabă decât de un pat catalizator.

Oxidant termic vs Flare

O ardere este, în general, utilizată pentru fluxuri de gaze intermitente, de volum mare sau de siguranță, mai degrabă decât vapori continui de solvenți cu concentrație scăzută și include rareori recuperarea căldurii. Un oxidant termic regenerativ sau un sistem RCO, dimpotrivă, este construit pentru tratarea gazelor reziduale în regim continuu și este asociat cu stocarea căldurii, astfel încât cea mai mare parte a energiei de reacție să fie reutilizată mai degrabă decât eliberată direct în atmosferă. Acesta este o parte din motivul pentru care echipamentele de oxidare catalitică sunt mai frecvent selectate pentru liniile de vopsire în stare staționară, evacuarea de fabricare a PCB și sarcini similare de tratare continuă a gazelor reziduale organice, în timp ce exploziile rămân mai frecvente pentru evacuarea ocazională sau de urgență a gazelor.

Graficul radar de mai sus oferă o imagine generală, calitativă, a modului în care oxidarea catalitică se compară cu oxidarea numai termică și cu arderea în cinci caracteristici discutate în mod obișnuit în literatura de specialitate: temperatura de funcționare necesară, eficiența energetică, controlul formării NOx, amprenta echipamentului și gradul de recuperare a căldurii. Aceste evaluări descriu modele tehnologice largi, mai degrabă decât rezultate garantate pentru orice locație specifică, deoarece rezultatele reale depind de compoziția gazelor reziduale, debitul și concentrația la o anumită instalație. Oxidarea catalitică necesită, în general, o temperatură de reacție mai scăzută și tinde să arate o recuperare mai puternică a căldurii și un control mai puternic al NOx în comparație cu arderea, care comercializează în principal amprenta și funcționarea continuă pentru simplitate în manipularea gazului intermitent. Un oxidant termic regenerativ se află între cele două pe majoritatea acestor dimensiuni, deoarece recuperează căldura în mod similar cu un sistem RCO, dar fără a scădea temperatura de reacție printr-un catalizator. Inginerii folosesc de obicei comparații ca acesta ca punct de plecare și apoi confirmă tehnologia potrivită cu o analiză a compoziției gazelor reziduale specifică liniei de proces care este tratată.

RCO-10 la RCO-200: scalarea volumului de aer și a puterii de încălzire

Linia de echipamente LQ-RCO VOC este organizată în douăsprezece modele standard, de la RCO-10 până la RCO-200, astfel încât o instalație să poată potrivi volumul de aer de tratare cu debitul real de evacuare care iese din linia de producție, mai degrabă decât să supradimensioneze sau subdimensioneze unitatea. Volumul aerului de tratare scale de la 1000 de metri cubi pe oră pe cel mai mic model RCO-10 până la 20000 de metri cubi pe oră pe modelul RCO-200, iar puterea de încălzire este de la 30 de kilowați până la 300 de kilowați în același interval. La cerere pot fi proiectate și alte specificații privind volumul de aer în afara acestui tabel standard, iar preîncălzirea combustibilului poate fi adăugată atunci când este specificată în momentul comenzii.

Această diagramă liniară urmărește volumul de aer tratat în toate cele douăsprezece modele standard RCO, iar curba constantă în sus arată cât de aproape seria de modele urmărește cerințele reale de debit de evacuare, mai degrabă decât să sară în pași mari, greu de egalat. O instalație cu o singură cabină mică de vopsire poate fi bine deservită de un RCO-10 sau RCO-15 evaluat pentru 1000 până la 1500 de metri cubi pe oră, în timp ce o operațiune mai mare de acoperire cu mai multe linii poate avea nevoie de un RCO-60 sau mai mult. Deoarece curba este destul de netedă între modelele adiacente, majoritatea debitelor de evacuare măsurate în timpul unei inspecții pe amplasament pot fi corelate cu un model standard fără a recurge la un design complet personalizat. Acest tip de mapare model la flux este un prim pas comun în specificarea unui sistem RCO, deoarece volumul aerului de tratare determină în mare măsură dimensiunea vasului, selecția ventilatorului și diametrul conductelor. Potrivirea corectă a volumului de aer are, de asemenea, un efect direct asupra consumului de energie, deoarece o unitate supradimensionată care procesează un debit real mai mic tinde să utilizeze mai multă energie per unitate de gaz rezidual tratat decât una dimensionată corespunzător.

Diagrama coloanei de mai sus arată puterea de încălzire instalată pentru aceleași douăsprezece modele RCO, care crește de la 30 de kilowați pe RCO-10 la 300 kilowați pe RCO-200. Puterea de încălzire acoperă în principal tuburile de încălzire electrice utilizate în timpul pornirii și în perioadele în care valoarea de încălzire a gazelor reziduale nu este suficientă singură pentru a susține temperatura reacției catalitice. Deoarece patul ceramic de stocare a căldurii recuperează o mare parte din căldura de reacție odată ce unitatea atinge funcționarea constantă, puterea de încălzire instalată este, în general, necesară doar intermitent și nu continuu. Modelele mai mari necesită proporțional mai multă putere de încălzire, în principal pentru că dețin un volum mai mare de ceramică de stocare a căldurii și catalizator, care necesită mai multă energie pentru a aduce temperatura în timpul pornirii la rece. Examinarea acestei curbe de putere de încălzire alături de curba volumului aerului de tratare oferă o primă imagine rezonabilă completă atât a capacității termice, cât și a debitului necesare înainte de a trece la o selecție detaliată a echipamentului.

Două note se aplică pe întregul tabel. În primul rând, specificațiile privind volumul de aer în afara acestui interval standard pot fi încă proiectate pe bază de proiect atunci când debitul de evacuare al unei instalații se încadrează între două modele standard sau depășește ratingul RCO-200. În al doilea rând, forma rezistentă la explozie utilizată în întreaga linie LQ-RCO este un design de relief de tip membrană, care se aplică indiferent de modelul selectat.

Industrii care se bazează pe tratarea gazelor reziduale organice cu RCO

Nevoile de tratare a gazelor reziduale cu solvenți apar într-o gamă largă de sectoare de producție, iar linia de echipamente LQ-RCO este în general specificată oriunde o linie de proces eliberează vapori organici care trebuie captați și tratați înainte de descărcare. Aplicațiile comune includ următoarele.

1. Producția de mașini și mașini, acoperind linii de vopsire și cuptoare de întărire în care straturile pe bază de solvenți eliberează gaze reziduale organice.
2. Fabricarea electronică, în special gazele reziduale organice generate în timpul producției de plăci de circuite imprimate.
3. Producție electrică, inclusiv procese de tratare a izolației pentru smalțul sârmei.
4. Procese din industria ușoară, cum ar fi operațiunile de fabricare a pantofilor și de acoperire cu lipici, care generează gaze reziduale organice și mirosuri.
5. Operațiuni de imprimare și imprimare color, în care cernelurile pe bază de solvenți sunt o sursă comună de gaz rezidual.
6. Procesele metalurgice și de oțel, producția de electrozi de carbon, sinteza chimică, cum ar fi producția de ABS și rafinarea petrolului, toate acestea pot genera deșeuri de gaze organice care necesită măsuri de control al COV din fabrică chimică.

În aceste sectoare, firul comun este un flux de evacuare continuu sau semi-continuu care conține benzen, cetonă, ester, alcool, eter, aldehidă, fenol sau compuși organici similari împreună cu miros general. Acesta este tipul de profil de gaz rezidual pe care un oxidant catalitic RCO este, în general, potrivit pentru a-l trata, deoarece patul de catalizator este selectat să funcționeze în această familie largă de compuși organici, mai degrabă decât într-un singur solvent specific.

De ce unitățile aleg oxidanți catalitici regenerativi pentru controlul VOC industrial

Atunci când o instalație compară opțiunile echipamentelor de control al poluării aerului pentru un sistem de tratare a gazelor de eșapament nou sau modernizat, un oxidant catalitic regenerativ tinde să apară dintr-un set consistent de motive. Combinația dintre oxidarea la temperatură scăzută și stocarea căldurii ceramice înseamnă că este nevoie de mai puțină energie auxiliară pentru a susține reacția odată ce unitatea atinge temperatura, ceea ce se reflectă în cifrele de consum redus de energie discutate mai devreme. Funcționarea la 250°C până la 500°C în loc de intervalul mai mare utilizat de oxidarea termică pură limitează, de asemenea, formarea de NOx, susținând ratingul de lipsă de poluare secundară al echipamentului în condiții normale de funcționare.

• Grad ridicat de automatizare, cu comutarea supapelor și controlul temperaturii gestionate de sistemul de control, mai degrabă decât operarea manuală.
• Gama de modele modulare de la RCO-10 la RCO-200, care acceptă dimensionarea sistemului industrial de control VOC la debitul real de evacuare, mai degrabă decât o unitate unică.
• Configurație opțională cu două sau trei camere, oferind unei instalații o modalitate de a viza un nivel specific de eficiență de purificare pentru sarcina de tratare a gazelor reziduale organice.
• Compatibilitate cu o gamă largă de compuși organici, inclusiv gaze reziduale de tip benzen, cetonă, ester, alcool, eter, aldehidă și fenol și mirosuri generale.

Luate împreună, aceste caracteristici sunt motivul pentru care un sistem de incinerare de COV construit în jurul oxidării catalitice regenerative este frecvent selectat pentru nevoile sistemului de tratare a gazelor de eșapament cu funcționare continuă în setările de acoperire, electronice, imprimare și procesare chimică, în care atât limita reglementată de descărcare, cât și costul de operare zilnic al echipamentului contează pentru instalație.

Despre Lvquan Environmental Protection Engineering Technology Co., Ltd.

Lvquan Environmental Protection Engineering Technology Co., Ltd. are sediul în Gaoyou, Yangzhou, un oraș denumit adesea poarta de nord a provinciei Jiangsu. Compania este o întreprindere pe acțiuni formată prin cooperare între profesioniști care transportă fiecare mai mult de 30 de ani de experiență în proiectarea și fabricarea echipamentelor COV și operează ca producător de echipamente de inginerie pentru tratarea gazelor reziduale organice COV.

Societatea detine un capital social de 22 de milioane de yuani , cu mijloace fixe de aproape 40 de milioane de yuani și active totale de aproape 60 de milioane de yuani . Fabricarea are loc pe o suprafață de aproximativ cca 9800 mp , susținut de mai mult de 200 de seturi de diverse echipamente de prelucrare si o echipa de aproximativ 120 de angajati , cu o cifră anuală a capacității de producție de aproximativ 100 de milioane de yuani . Această scară de producție internă sprijină fabricarea echipamentelor de incinerare catalitică cu stocare a căldurii, inclusiv seria LQ-RCO descrisă în acest articol, de la carcasa structurală până la asamblarea finală și testarea.

Întrebări frecvente

Î1. Pentru ce se folosește oxidarea catalitică regenerativă?

Oxidarea catalitică regenerativă este utilizată pentru a trata gazele organice reziduale din fluxurile industriale de evacuare, transformând compușii organici volatili în dioxid de carbon și apă printr-un pat catalizator combinat cu stocarea căldurii ceramice, ceea ce reduce energia necesară pentru a susține reacția.

Q2. Care este diferența dintre un sistem RCO și un oxidant termic regenerativ?

Un sistem RCO folosește un catalizator pentru a scădea temperatura de reacție necesară, de obicei la aproximativ 300°C până la 500°C, în timp ce un oxidant termic regenerativ se bazează, în general, numai pe căldură și are nevoie de o temperatură mai mare a camerei pentru a ajunge la un rezultat de distrugere comparabil.

Q3. La ce temperatură catalitică funcționează echipamentul LQ-RCO?

Camera catalitică LQ-RCO funcționează în general între 300°C și 500°C, care este intervalul de temperatură necesar pentru reacția de descompunere catalitică care produce dioxid de carbon și apă din compușii organici din gazul rezidual.

Q4. Cum afectează supapa de comutare tratarea gazelor reziduale?

Supapa de comutare schimbă calea de curgere odată ce termocuplul de admisie a ventilatorului de evacuare confirmă că temperatura setată a fost atinsă, trimițând gazele reziduale în camera care eliberase anterior căldură pentru a curăța gazul, ceea ce menține ciclul de regenerare să funcționeze continuu.

Î5. Echipamentul LQ-RCO poate fi personalizat pentru un anumit volum de aer?

Da, gama de modele standard acoperă 1000 până la 20000 de metri cubi pe oră pe douăsprezece modele, iar specificațiile privind volumul de aer în afara acestui interval pot fi proiectate separat, pe baza debitului real de evacuare al unei instalații.