Na čo sa zariadenie na katalytické spaľovanie LQ-RCO používa pri úprave VOC?

Na čo je zariadenie na katalytické spaľovanie tepla LQ-RCO určené

Zariadenie na katalytické spaľovanie tepla LQ-RCO je priemyselný Ošetrenie VOC zariadenie postavené na rozklad organických zlúčenín v továrenských výfukových prúdoch na oxid uhličitý a vodnú paru prostredníctvom regeneračného katalytického oxidačného procesu. Jednoducho povedané, systém nasáva odpadový plyn obsahujúci rozpúšťadlo alebo zápach, zvyšuje svoju teplotu pomocou uskladneného tepla, a nie čerstvého paliva počas väčšiny cyklu, prechádza prúd cez lôžko katalyzátora pri miernej reakčnej teplote a uvoľňuje prúd upraveného plynu, ktorý nesie oveľa menej prchavých organických zlúčenín ako vstupný prúd. Tento typ spaľovne akumulácie tepla je bežne inštalovaný za lakovacími linkami, pecami, tlačiarenskými lismi a chemickými reaktormi, kde sa vyžaduje nepretržité čistenie odpadových plynov.

Ako kus zariadenia na spaľovanie , LQ-RCO regeneračný katalytický oxidátor kombinuje nízkoteplotnú katalytickú oxidáciu s keramickou technológiou akumulácie tepla. Toto párovanie umožňuje jednotke získať späť veľkú časť reakčného tepla a opätovne ho použiť na predhrievanie prichádzajúceho odpadového plynu, čo následne znižuje potrebu prídavného paliva alebo elektrického ohrevu a znižuje teplotu plynu opúšťajúceho komín. Zariadenie zobrazené nižšie je reprezentatívna inštalácia katalytického spaľovacieho zariadenia na akumuláciu tepla LQ-RCO s krytom, kontrolnými panelmi a spojovacím potrubím viditeľným z vonkajšej strany.

Obrázok 1. Zariadenie na katalytické spaľovanie tepla LQ-RCO na mieste, zobrazené s izolovaným krytom vľavo a inštalovanou jednotkou s pripojovacím potrubím vpravo.

Princíp činnosti tepelného oxidátora za systémom RCO

Pochopenie princípu fungovania tepelného okysličovadla systému RCO začína štartovacou sekvenciou. Pred pripojením spalín k zariadeniu sa ohrievacia komora a keramické teploakumulačné lôžko elektricky predohrejú. Po dosiahnutí nastavenej teploty sa otvorí zdroj spalín a zodpovedajúci ventilátor nasáva plyn do jednotky. Prichádzajúci prúd si najskôr vymieňa teplo s predhriatym tepelne akumulujúcim keramickým telesom, pričom zachytí prvé zvýšenie teploty, potom vstupuje do ohrievacej zóny pre druhé zvýšenie teploty, kým nedosiahne úroveň potrebnú pre katalytickú reakciu.

Odtiaľ plyn vstupuje do katalytickej komory, kde organické zlúčeniny reagujú nad vrstvou katalyzátora za vzniku oxidu uhličitého a vody, pričom uvoľňujú tepelnú energiu. Upravený, čistý plyn potom odovzdá časť tohto tepla späť do druhého keramického telesa akumulujúceho teplo predtým, ako je vypustené ventilátorom. Vstupný termočlánok na strane odťahového ventilátora nepretržite kontroluje teplotu plynu a po dosiahnutí nastavenej hodnoty prepínací ventil zmení polohu tak, že prúd odpadového plynu a prúd čistého plynu si vymenia komory. Tento regeneračný cyklus sa nepretržite opakuje, čo je základnou myšlienkou každého regeneračného katalytického oxidátora a je to tiež dôvod, prečo je technológia niekedy vo všeobecných odkazoch na diagram tepelného oxidátora zoskupená spolu s regeneračným tepelným oxidátorom, aj keď tieto dva používajú rôzne reakčné teploty.

Obrázok 2. Zjednodušený izometrický pohľad na kryt systému RCO s katalytickou komorou, dvomi komorami na akumuláciu tepla, vstupnými a prepínacími ventilmi, termočlánkom a polohami ventilátora označenými pre referenciu.

Dvojkomorový spínací proces a cyklus rekuperácie tepla

Väčšina konštrukcií katalytických spaľovní tohto typu beží na dvoch komorách na akumuláciu tepla, ktoré sa striedajú v absorbovaní a uvoľňovaní tepla, a LQ-RCO môže byť tiež nakonfigurovaný s tromi komorami, keď sa vyžaduje vyššia účinnosť čistenia. V tom, čo možno nazvať Proces 1, prvá komora absorbuje teplo z prichádzajúceho výfukového plynu, zatiaľ čo druhá komora uvoľňuje uložené teplo, keď cez ňu prechádza čistý plyn na svojej ceste von. Po zmene polohy prepínacieho ventilu sa úlohy v procese 2 obrátia, prvá komora teraz uvoľňuje uložené teplo, zatiaľ čo druhá komora začne absorbovať teplo z ďalšej dávky privádzaných výfukových plynov. Katalytická komora je umiestnená medzi dvoma komorami na akumuláciu tepla a v oboch procesoch prebieha skutočný katalytický rozklad organických zlúčenín.

Účinnosť čistenia RCO, spotreba energie a výkonnosť emisií

Pretože katalyzátor znižuje teplotu potrebnú na oxidáciu, systém katalytického spaľovania LQ-RCO typicky reaguje pri 250 °C až 500 °C , značne pod teplotou, ktorú potrebuje tepelný oxidátor s otvoreným plameňom na dosiahnutie rovnakého výsledku zničenia. Prevádzka v tomto okne s nižšími teplotami je tiež dôvodom, prečo je zariadenie opísané ako nízkoteplotný oxidačný systém a je to jeden z dôvodov, prečo tvorba oxidov dusíka zostáva nízka v porovnaní s metódami spaľovania pri vysokej teplote. Podľa špecifikácie výrobcu dvojkomorová konfigurácia RCO vo všeobecnosti dosahuje účinnosť čistenia okolo 95 percent , pričom trojkomorová konfigurácia môže dosiahnuť viac ako 98 percent a séria zariadení ako celok je hodnotená na 99 percent alebo viac účinnosť čistenia za štandardných testovacích podmienok. Účinnosť tepelnej obnovy, ktorá odráža, koľko reakčného tepla sa opätovne použije na predhriatie prichádzajúceho plynu a nie na stratu v komíne tepelného oxidačného zariadenia, vo všeobecnosti dosahuje viac ako 95 percent a spotreba energie môže byť až 8 watthodín na bežný meter kubický upraveného plynu.

Vyššie uvedená tabuľka porovnáva typickú účinnosť čistenia medzi dvojkomorovým a trojkomorovým usporiadaním RCO. Pridanie tretej komory na akumuláciu tepla poskytuje prúdu plynu dodatočný prechod cez regeneračné lôžko, čo je dôvod, prečo má trojkomorové usporiadanie tendenciu vykazovať vyššiu účinnosť pri rovnakej povinnosti spracovania odpadových plynov. Tento rozdiel je najdôležitejší, keď zariadenie čelí prísnym limitom vypúšťania organických odpadových plynov alebo keď je vstupná koncentrácia pár rozpúšťadla relatívne vysoká. Pre aplikácie s ľahším zaťažením môže dvojkomorový systém RCO stále pohodlne spĺňať väčšinu regionálnych požiadaviek na čistenie odpadových plynov pri zachovaní menšieho priestoru na zariadenie a menšieho objemu keramického zásobníka tepla. Voľba medzi týmito dvoma konfiguráciami je vo všeobecnosti rovnováhou medzi požadovanou účinnosťou čistenia, dostupným inštalačným priestorom a charakteristikami špecifického prúdu odpadového plynu, ktorý sa má upravovať.

Tepelný oxidátor verzus spaľovňa verzus vzplanutie: Kam sa hodí katalytická oxidácia

Tepelný oxidátor verzus spaľovňa

V každodennom jazyku rastlín sa termíny tepelné okysličovadlo a spaľovňa často používajú voľne pre rovnakú skupinu zariadení, ktoré využívajú teplo na ničenie organických výparov. Praktický rozdiel zvyčajne spočíva v teplote a použití katalyzátora. Všeobecná spaľovňa alebo regeneračné tepelné okysličovadlo sa zvyčajne spolieha iba na teplo a potrebuje vyššie teploty v komore, často v rozsahu 700 °C až 800 °C alebo viac, aby sa zničila rovnaká organická záťaž, ktorú dokáže spracovať katalytická spaľovňa RCO pri 300 °C až 500 °C. Spaľovňa kyslého plynu je príbuzná kategória postavená z materiálov odolných voči korózii pre prúdy, ktoré tvoria kyslé vedľajšie produkty počas spaľovania, a zvyčajne stále závisí skôr od čistej tepelnej deštrukcie než od lôžka katalyzátora.

Tepelný oxidátor vs

Spálenie sa vo všeobecnosti používa skôr na prerušované, vysokoobjemové alebo bezpečnostné prúdy plynu než na kontinuálne nízke koncentrácie výparov rozpúšťadla a zriedkavo zahŕňa rekuperáciu tepla. Regeneračný tepelný oxidátor alebo RCO systém je naproti tomu postavený na nepretržité čistenie odpadových plynov a je spárovaný s akumuláciou tepla, takže väčšina reakčnej energie sa opätovne používa a nie je uvoľnená priamo do atmosféry. To je súčasťou toho, prečo sa katalytické oxidačné zariadenie častejšie vyberá pre lakovacie linky v ustálenom stave, výfukové plyny na výrobu PCB a podobné úlohy nepretržitého čistenia organických odpadových plynov, zatiaľ čo horáky zostávajú bežnejšie pre príležitostné alebo núdzové uvoľnenie plynu.

Vyššie uvedená radarová tabuľka poskytuje všeobecný, kvalitatívny obraz o tom, ako sa katalytická oxidácia porovnáva s iba tepelnou oxidáciou a so vzplanutím v piatich charakteristikách bežne diskutovaných v priemyselnej literatúre: požadovaná prevádzková teplota, energetická účinnosť, kontrola tvorby NOx, stopa zariadenia a stupeň rekuperácie tepla. Tieto hodnotenia opisujú skôr široké technologické vzory ako zaručené výsledky pre akékoľvek konkrétne miesto, pretože skutočné výsledky závisia od zloženia odpadového plynu, prietoku a koncentrácie v danom zariadení. Katalytická oxidácia vo všeobecnosti vyžaduje nižšiu reakčnú teplotu a má tendenciu vykazovať silnejšiu rekuperáciu tepla a reguláciu NOx v porovnaní so spaľovaním, ktoré hlavne mení stopu a nepretržitú prevádzku za jednoduchosť pri manipulácii s prerušovaným plynom. Regeneračný tepelný oxidátor je vo väčšine z týchto rozmerov umiestnený medzi týmito dvoma, pretože rekuperuje teplo podobne ako systém RCO, ale bez zníženia reakčnej teploty prostredníctvom katalyzátora. Inžinieri zvyčajne používajú takéto porovnania ako východiskový bod a potom potvrdia správnu technológiu analýzou zloženia odpadových plynov špecifickou pre spracovanú výrobnú linku.

RCO-10 až RCO-200: Úprava objemu vzduchu a vykurovacieho výkonu

Rad zariadení LQ-RCO VOC je usporiadaný do dvanástich štandardných modelov, od RCO-10 až po RCO-200, takže zariadenie môže prispôsobiť objem vzduchu na úpravu skutočnému prietoku výfukových plynov z výrobnej linky, a nie predimenzovať alebo poddimenzovať jednotku. Objem upravovaného vzduchu sa meria od 1000 metrov kubických za hodinu na najmenšom modeli RCO-10 až 20 000 metrov kubických za hodinu na modeli RCO-200 a vykurovací výkon sa pohybuje od 30 kilowattov do 300 kilowattov v rovnakom rozsahu. Iné špecifikácie objemu vzduchu mimo tejto štandardnej tabuľky môžu byť tiež navrhnuté na požiadanie a predohrev paliva môže byť pridaný, keď je to špecifikované v čase objednávky.

Tento čiarový graf sleduje objem upravovaného vzduchu vo všetkých dvanástich štandardných modeloch RCO a stabilná krivka nahor ukazuje, ako presne modelový rad spĺňa skutočné požiadavky na prietok výfukových plynov, a nie skoky vo veľkých, ťažko zladiteľných krokoch. Zariadenie s jednou malou lakovacou kabínou môže dobre obsluhovať RCO-10 alebo RCO-15 s výkonom 1 000 až 1 500 metrov kubických za hodinu, zatiaľ čo väčšia operácia lakovania s viacerými linkami môže potrebovať RCO-60 alebo viac. Pretože krivka je medzi susednými modelmi pomerne hladká, väčšinu prietokov výfukových plynov nameraných počas prieskumu lokality možno prispôsobiť štandardnému modelu bez toho, aby ste sa museli uchýliť k úplne prispôsobenému dizajnu. Tento druh mapovania od modelu k prietoku je bežným prvým krokom pri špecifikácii systému RCO, pretože objem upravovaného vzduchu do značnej miery určuje veľkosť nádoby, výber ventilátora a priemer potrubia. Správne prispôsobenie objemu vzduchu má tiež priamy vplyv na spotrebu energie, pretože nadrozmerná jednotka, ktorá spracováva menší skutočný prietok, má tendenciu spotrebovať viac energie na jednotku upraveného odpadového plynu ako správne dimenzovaná jednotka.

Stĺpcový graf vyššie zobrazuje inštalovaný vykurovací výkon pre tých istých dvanásť modelov RCO, ktorý stúpa z 30 kilowattov na RCO-10 na 300 kilowattov na RCO-200. Vykurovací výkon pokrýva hlavne elektrické vykurovacie rúrky používané počas spúšťania a počas období, keď hodnota ohrevu odpadových plynov sama osebe nestačí na udržanie teploty katalytickej reakcie. Pretože teplo akumulujúce keramické lôžko rekuperuje veľkú časť reakčného tepla, akonáhle jednotka dosiahne stabilnú prevádzku, inštalovaný vykurovací výkon je vo všeobecnosti potrebný skôr prerušovane ako nepretržite. Väčšie modely potrebujú proporcionálne väčší vykurovací výkon hlavne preto, že obsahujú väčší objem keramiky na akumuláciu tepla a katalyzátora, ktorý potrebuje viac energie na zohriatie na teplotu pri studenom štarte. Preskúmanie tejto krivky vykurovacieho výkonu spolu s krivkou objemu upravovaného vzduchu poskytuje primerane úplný prvý obraz o tepelnej aj prietokovej kapacite potrebnej pred prechodom na podrobný výber zariadenia.

Pre celú tabuľku platia dve poznámky. Po prvé, špecifikácie objemu vzduchu mimo tohto štandardného rozsahu môžu byť stále navrhnuté na základe projektu, keď prietok výfukových plynov zariadenia spadá medzi dva štandardné modely alebo presahuje hodnotenie RCO-200. Po druhé, forma odolná voči výbuchu používaná v rade LQ-RCO je reliéfny dizajn membránového typu, ktorý platí bez ohľadu na vybraný model.

Odvetvia, ktoré sa spoliehajú na spracovanie organických odpadových plynov pomocou RCO

Potreba spracovania odpadových plynov rozpúšťadlami sa prejavuje v širokom spektre výrobných sektorov a rad zariadení LQ-RCO je všeobecne špecifikovaný všade tam, kde procesná linka uvoľňuje organické výpary, ktoré je potrebné zachytiť a upraviť pred vypustením. Bežné aplikácie zahŕňajú nasledujúce.

1. Výroba automobilov a strojov, pokrývajúce lakovacie linky a vytvrdzovacie pece, kde nátery na báze rozpúšťadiel uvoľňujú organické odpadové plyny.
2. Elektronická výroba, najmä organické odpadové plyny vznikajúce pri výrobe dosiek plošných spojov.
3. Elektrotechnická výroba, vrátane procesov úpravy izolácie pre smaltovaný drôt.
4. Procesy ľahkého priemyslu, ako je výroba obuvi a operácie nanášania lepidla, ktoré vytvárajú organické odpadové plyny a zápach.
5. Tlač a farebná tlač, kde sú atramenty na báze rozpúšťadiel bežným zdrojom odpadových plynov.
6. Metalurgické a oceliarske procesy, výroba uhlíkových elektród, chemická syntéza, ako je výroba ABS a rafinácia ropy, z ktorých všetky môžu vytvárať organické odpadové plyny vyžadujúce opatrenia na kontrolu VOC v chemickom závode.

Naprieč týmito sektormi je spoločným závitom kontinuálny alebo polokontinuálny prúd výfukových plynov obsahujúci benzén, ketón, ester, alkohol, éter, aldehyd, fenol alebo podobné organické zlúčeniny spolu so všeobecným zápachom. Toto je typ profilu odpadových plynov, na úpravu ktorého je vo všeobecnosti vhodný katalytický oxidátor RCO, pretože lôžko katalyzátora je vybrané tak, aby fungovalo v rámci tejto širokej skupiny organických zlúčenín, a nie v jednom špecifickom rozpúšťadle.

Prečo si zariadenia pre priemyselnú kontrolu VOC vyberajú regeneračné katalytické oxidátory

Keď zariadenie porovnáva možnosti zariadenia na kontrolu znečistenia ovzdušia pre nový alebo modernizovaný systém úpravy výfukových plynov, regeneračný katalytický oxidátor má tendenciu prísť z konzistentného súboru dôvodov. Kombinácia nízkoteplotnej oxidácie a keramického ukladania tepla znamená, že na udržanie reakcie je potrebné menej pomocnej energie, keď sa jednotka zohreje na teplotu, čo sa odráža v údajoch o nízkej spotrebe energie, o ktorých sme hovorili vyššie. Prevádzka pri 250 °C až 500 °C namiesto vyššieho rozsahu používaného čistou tepelnou oxidáciou tiež obmedzuje tvorbu NOx, čo podporuje hodnotenie zariadenia bez sekundárneho znečistenia za normálnych prevádzkových podmienok.

• Vysoký stupeň automatizácie s prepínaním ventilov a reguláciou teploty ovládaný skôr riadiacim systémom než manuálnou prevádzkou.
• Modulárny modelový rad od RCO-10 po RCO-200, ktorý podporuje dimenzovanie priemyselného riadiaceho systému VOC podľa skutočného prietoku výfukových plynov a nie jednotnú jednotku.
• Voliteľná dvojkomorová alebo trojkomorová konfigurácia, ktorá umožňuje zariadeniu zamerať sa na špecifickú úroveň účinnosti čistenia pre povinnosť čistenia organických odpadových plynov.
• Kompatibilita so širokou škálou organických zlúčenín, vrátane benzénu, ketónu, esteru, alkoholu, éteru, aldehydu a odpadových plynov typu fenolu a všeobecných zápachov.

Súhrnne povedané, tieto vlastnosti sú dôvodom, prečo sa systém spaľovania VOC postavený na regeneratívnej katalytickej oxidácii často vyberá pre potreby sústavy na úpravu výfukových plynov v nepretržitej prevádzke v nastaveniach nanášania náterov, elektroniky, tlače a chemického spracovania, kde pre zariadenie záleží tak na regulačnom limite vypúšťania, ako aj na každodenných prevádzkových nákladoch zariadenia.

O spoločnosti Lvquan Environmental Protection Engineering Technology Co., Ltd.

Lvquan Environmental Protection Engineering Technology Co., Ltd. sídli v Gaoyou, Yangzhou, meste často označovanom ako severná brána provincie Jiangsu. Spoločnosť je akciovou spoločnosťou, ktorá vznikla spoluprácou profesionálov, z ktorých každý má viac ako 30 rokov má skúsenosti s navrhovaním a výrobou zariadení VOC a pôsobí ako špecializovaný výrobca technických zariadení na spracovanie organických odpadových plynov VOC.

Spoločnosť má základné imanie vo výške 22 miliónov juanov , s fixným majetkom blízko 40 miliónov juanov a celkové aktíva vo výške takmer 60 miliónov juanov . Výroba prebieha na výrobnej ploche cca 9800 metrov štvorcových , podporovaných viac ako 200 súprav rôznych obrábacích zariadení a tím asi 120 zamestnancov s ročnou výrobnou kapacitou okolo 100 miliónov juanov . Tento rozsah vnútropodnikovej výroby podporuje výrobu zariadení na katalytické spaľovanie na ukladanie tepla, vrátane série LQ-RCO opísanej v tomto článku, od konštrukčného krytu až po konečnú montáž a testovanie.

Často kladené otázky

Q1. Na čo slúži regeneračná katalytická oxidácia?

Regeneračná katalytická oxidácia sa používa na úpravu organických odpadových plynov z priemyselných výfukových prúdov, pričom sa premieňajú prchavé organické zlúčeniny na oxid uhličitý a vodu cez lôžko katalyzátora v kombinácii s keramickým akumulačným teplom, čo znižuje energiu potrebnú na udržanie reakcie.

Q2. Aký je rozdiel medzi systémom RCO a regeneračným tepelným oxidátorom?

Systém RCO používa katalyzátor na zníženie požadovanej reakčnej teploty, zvyčajne na približne 300 °C až 500 °C, zatiaľ čo regeneračný tepelný oxidátor sa vo všeobecnosti spolieha len na teplo a na dosiahnutie porovnateľného výsledku deštrukcie potrebuje vyššiu teplotu v komore.

Q3. Pri akej katalytickej teplote pracuje zariadenie LQ-RCO?

Katalytická komora LQ-RCO vo všeobecnosti pracuje medzi 300 °C a 500 °C, čo je teplotný rozsah potrebný pre reakciu katalytického rozkladu, pri ktorej sa z organických zlúčenín v odpadovom plyne vytvára oxid uhličitý a voda.

Q4. Ako prepínací ventil ovplyvňuje čistenie odpadových plynov?

Prepínací ventil zmení dráhu prietoku, keď vstupný termočlánok výfukového ventilátora potvrdí, že bola dosiahnutá nastavená teplota, a pošle odpadový plyn do komory, ktorá predtým uvoľnila teplo čistému plynu, čo udrží regeneračný cyklus v nepretržitom chode.

Q5. Dá sa zariadenie LQ-RCO prispôsobiť konkrétnemu objemu vzduchu?

Áno, štandardný modelový rad pokrýva 1000 až 20000 kubických metrov za hodinu v rámci dvanástich modelov a špecifikácie objemu vzduchu mimo tohto rozsahu môžu byť navrhnuté samostatne na základe skutočného prietoku výfukových plynov v zariadení.