沸石脱附出来的高浓度、小风量、高温度的有机废气经阻火除尘器过滤后,进入特制的板式热交换器,和催化反应后的高温气体进行能量间接交换,此时废气源的温度得到第一次提升;具有一定温度的气体进入预热器,进行第二次的温度提升;之后进入第一级催化反应,此时有机废气在低温下部份分解,并释放出能量,对废气源进行直接加热,将气体温度提高到催化反应的最佳温度;经温度检测系统检测,温度符合催化反应的温度要求,进入催化燃烧室,将有机气体彻底分解,同时释放出大量的热量;净化后的气体通过热交换器将热能转换给出冷气流,降温后气体由引风机排空。
有机物利用自身氧化燃烧释放出的热量维持自燃,如果脱附废气浓度足够高,CO\RCO 正常使用需要很少的电功率加热,做到真正的节能、环保,同时,整套装置安全、可靠、无任何二次污染。
序号 |
名称 |
参数 |
1 |
处理风量 |
1500m3 /h |
2 |
工作方式 |
间隙式运行 |
3 |
废气与沸石接触速度 |
0.8m/s |
4 |
吸附床外形尺寸 |
2200*2500*3300mm |
5 |
床数量 |
1台 |
6 |
单床填充量 |
2.4m |
7 |
吸附阻力损失 |
650Pa |
8 |
脱附温度 |
~250(可调) |
9 |
催化温度 |
~350 |
阻火器:将设备和废气源之间的危险阻隔开来,保证处理设备和生产设备之间的安全,同时除去废气源中的粉尘。结构为波纹网型及过来棉,参照国家标准制造,更换快捷,清理方便。是本设备中安全设施之一。
热交换器:将有机气体分解后的热能和废气源冷气流进行冷热交换,置换热能,提高废气源的温度。当废气浓度达到一定值时,通过热交换器的作用,可以保证设备在无运行功率(或低功率)的状态下正常运转,是催化净化装置中对废气源进行第一次温度提升装置,也是设备中节能设施之一;通过热交换器内部对气流的合理控制,使交换器的效率保证在 50%以上。结构采用不锈钢翼翅型,合理的布置,使冷热气流全面接触,能量进行全面置换;制作按照国家《钢制压力容器制作标准》进行制作和验收。
预热室:废气源在进入催化燃烧室之前,经温度检测仪检测,温度达不到催化反应的条件,由布置在预热室内的电加热系统进行温度的第二次提升;Q235 电加热组件,由固定绝缘板固定,维护更换十分方便。
催化反应室:达到温度条件的有机废气进入第一级催化反应室;第一催化反应室采用抽屉式,内装蜂窝状催化剂,中间分插电加热组件,利用红外线辐射原理,使蜂窝状催化剂温度达到反应温度,使部份有机物进行分解,释放出能量,直接使废气温度提升,是本设备设计的第三温度提升处,也叫催化升温;温度提升后的有机气体进入催化固定床,内置蜂窝状催化剂,满足反应条件的有机气体在此完全分解,废气变成洁净气体。本设施为催化净化装置的心脏。
控制系统:监控所有动力点起动、停止、故障,反映整个运转过程中气体的升温、气体分解状况,对设备整个过程进行全方位安全动力保护,可以根据废气源性质及生产线状态进行设定。主要控制组件选用进口产品,保证设备的良好运行、安全性及使用寿命。
电加热组件:电加热组件为红外线电热管,利用电加热的辐射原理。电加热管由φ16高温薄管内衬高温氧化镁及电加热丝组成,具有效率高、散热快、寿命长等特点,严格按照国家标准制作和验收。其性能参数为:
电功率 |
NkW |
功率偏差 |
±10% |
冷态绝缘电阻 |
200MΩ |
老化时间 |
3000 h |
热态绝缘电阻 |
≥5MΩ |
拉力 |
≥998N |
催化剂:催化剂是在化学反应中能改变反应温度而本身的组成和重量在反应后保持不变的物质。本装置中选用的催化剂型号为TFJF/工业废气VOC净化催化剂,是处理各种不同类型有机废气的高效广谱型催化剂。
净化效率≥97%的起燃温度和相应浓度 |
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甲苯 |
4g/m3 |
220℃ |
苯 |
4g/m3 |
240℃ |
二甲苯 |
4g/m3 |
220℃ |
醋酸乙酯 |
4g/m3 |
300℃ |
乙酮 |
4g/m3 |
220℃ |
甲基胺 |
4g/m3 |
320℃ |
正已醇 |
4g/m3 |
180℃ |
丙醇 |
4g/m3 |
280℃ |
性能参数为:方形孔,孔数25个/cm2,堆积密度为0.76±0.02 kg/L,强度为100kgf/cm2,比表积为25m2/g。活性指标测试见下表:
外形尺寸 |
50×50×50mm |
空穴尺寸 |
φ1.3mm |
空穴密度 |
25.4 个/cm2 |
孔壁厚度 |
0.5mm |
深层主晶相 |
γ-A1203 |
比表面积 |
43 m2/g |
堆积密度 |
0.8g/cm2 |
空速 |
1.2×104 h-1 |
催化剂活性温度 |
210℃ |
耐冲击温度 |
750℃ |
使用寿命 |
8500h |
序号 |
名 称 |
参 数 |
数量 |
1 |
CO主机 |
型号:VOC-HS-1500 |
1台 |
2 |
炉体保温 |
岩棉保温厚度100mm |
1套 |
3 |
阻火除尘器 |
波纹网型 |
1台 |
4 |
热交换器 |
不锈钢管式,整体密封性能好 |
1台 |
5 |
预热器 |
SUS304(t=3mm),设备内外连续焊接 |
1台 |
6 |
催化反应室 |
SUS304(t=3mm),设备内外连续焊接 |
1套 |
7 |
脱附风机 |
Y6-30-6.5C-2.2KW, |
1台 |
8 |
电加热组件 |
冷炉升温,48kw |
1套 |
9 |
催化剂 |
TFJF/工业废气 VOC净化催化剂 |
1套 |
10 |
控制系统 |
国标自制(PLC:西门子) |
1套 |
11 |
设备重量 |
≈1000kg |
单个吸附床 |
备注 |
1 |
设备外框采用(t=1.5mm)方通制成,面板采用(t=1.5mm)钢板制成,面板与框架采用十字螺栓连接 |
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2 |
设备采用容重岩棉保温,保温厚度为50mm |
活性炭吸附及催化氧化炉CO\CTO 电控系统采用西门子 PLC 控制,PLC 采用西门子200系列,触摸屏采用 10“威纶通/西门子产品,PLC 控制系统实现对活性炭吸附床及催化氧化设备、电加热功率高低、烟气出口风门控制、风机、炉内温度、压力、风向切换阀信号联锁控制等,并对重要运行参数集中监测或控制。
控制层控制层主要由 PLC 及其系统组成,由 PLC 及其系统接受现场发来的数据信息,经过自身的运算与处理后,发出相应的指令对现场设备进行控制;同时,对现场设备出现的所有故障及时的进行分析处理,实时将故障信息反映在触摸屏上,并进行相应报警提示。
设备层设备层主要由风机变频器、压力控制仪表、现场设备检测元件(位置接近开关、温度传感器、压力传感器等)、现场执行机构(电动执行器、调节阀、电磁阀等)等组成;直接与控制层中的 PLC 进行数据交换,将现场信息发送给 PLC 系统,并按 PLC 输出指令执行设备动作,对整套系统的控制显示及监控。
控制柜 每个主控制柜顶部装有带声响的柱型指示灯以显示系统的运行状态及故障类别,柱型指示灯分三层,上层红色显示故障,中层绿色显示运行,下层黄色显示停止。
控制柜从功能上独立设置主电源柜(PDP)、变频柜(VFP)(根据需要配置)。
主控柜设置主电源开关(带热过载、电磁过载、错相保护功能,带反馈触点,上传 PLC系统),可手动设定主开关,在控制柜面板设置电源指示灯。
控制柜进、出线采用电缆桥架,在控制柜的顶部或底部进、出线,给控制系统内所有设备提供动力电源及控制电源,所有控制柜配置门开关及照明灯。
布线方式:柜内采用线槽,柜外采用镀锌桥架,其他使用尼龙软管为辅。
喷涂颜色:各控制柜喷两遍防腐蚀底漆,甲方指定色标,屏、柜、台防护等级:IP54。
控制柜全部采用仿威图产品(框架结构,包括底座、柜内空调、照明及风扇等主要附件),柜内安装侧装空调,确保变频器在正常环境温度范围内工作。
控制柜安装在受控机械设备附近(具体位置现场定)。
控制柜带门锁,门锁采用带手柄方形门锁,并且门锁为同一型号。
柜面上的所有器具均采用嵌入式结构安装,其布置清晰、美观大方和合理。
每个柜内配置一个 AC 220V 10A 插座。
根据国家标准 GB50058-1992《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》之规定,本项目无防爆等级要求,防护等级按 IP55。
管路系统的安全设计系统所有高空管道和设备均设有避雷装置,接入建筑物防雷系统。设备和管道有可靠接地,法兰连接的风管采取跨接,避免静电集聚引起可燃气体燃烧、爆炸。
电气控制设计 本案采取西门子PLC全自动化控制系统,配套触摸屏、电动调节阀、变送器、报警系统等,本系统包含试车模式、手动控制模式、待机模式、系统自动开/关机安全程序。
安全保护措施包括:停电、火灾、温度异常、风车异常、系统设备异常停机、系统静压低于低报时停机保护联锁等。生产线处于事故状态时,停机保护连锁,尾气旁通。
系统设备提供下列信息(HMI): 风机、 马达运转状态、 电机运转状态(Hz)、风机压差值(ON/OFF)、设备运转状态与进出口压差值、各点温度、CO温度、报警信息等。