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天之尚定制橡塑廠車間煙氣凈化廢氣催化燃燒處理設(shè)備
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天之尚定制橡塑廠車間煙氣凈化廢氣催化燃燒處理設(shè)備
該系統(tǒng)工作過程主要?jiǎng)澐譃槿N狀態(tài)參數(shù)設(shè)定、燃燒運(yùn)行和燃燒停止。
1.參數(shù)設(shè)定狀態(tài)
此狀態(tài)為燃燒工作之前做好數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備。可根據(jù)需要分別設(shè)定點(diǎn)火溫度和變頻器起動(dòng)時(shí)的頻率,控制風(fēng)機(jī)的風(fēng)量。點(diǎn)火溫度是為了保證點(diǎn)火過程的可靠性。起動(dòng)頻率保證催化燃燒器在剛點(diǎn)燃時(shí)的有焰燃燒,這時(shí)的燃燒比不易太低,風(fēng)量不能過大。
2.燃燒運(yùn)行狀態(tài)
(1)燃燒起動(dòng)過程
當(dāng)控制系統(tǒng)在待命的狀態(tài)下,接到輸入的起動(dòng)命令,將進(jìn)入燃燒運(yùn)行狀態(tài),首先是控制系統(tǒng)進(jìn)行自檢,之后進(jìn)行前吹掃,變頻器輸出信號(hào)控制風(fēng)機(jī)的旋轉(zhuǎn),空氣風(fēng)量由低速漸變?yōu)楦咚僭僦饾u變?yōu)榈退?,新鮮空氣風(fēng)吹過燃燒爐盤,以保證爐內(nèi)沒有殘留燃?xì)獾拇嬖?,保證點(diǎn)火過程的安全可靠。具體操作是變頻器先起動(dòng),PLc模擬輸出信號(hào)使變頻器頻率從起動(dòng)設(shè)定頻率開始上升,達(dá)到一定頻率后保持一定時(shí)間后再下降,完成起動(dòng)前的吹掃。之后,發(fā)出點(diǎn)火信號(hào),高壓點(diǎn)火器工作,同時(shí)打開點(diǎn)火管道的閥門,小火點(diǎn)燃。通過紫外線傳感器的檢測(cè)到期小火點(diǎn)燃后,打開主燃?xì)忾y門。這時(shí)催化燃燒爐盤進(jìn)行有焰燃燒,直到檢測(cè)溫度信號(hào)達(dá)到設(shè)定的點(diǎn)火關(guān)閉溫度,點(diǎn)火閥門關(guān)閉,完成點(diǎn)火過程,進(jìn)入到燃燒調(diào)節(jié)階段。
(2)燃空比的調(diào)定
有文獻(xiàn)表明,催化燃燒時(shí)的“燃?xì)?空氣比值”范圍一般在4%~11%之間;在一定的燃燒條件之下,燃/空比為6%時(shí),天然氣就能實(shí)現(xiàn)較好的催化燃燒效果,燃燒系統(tǒng)就可以得到最大的熱效率,同時(shí)又能取得較好的排放效果。
本系統(tǒng)的燃?xì)庖豢諝獗鹊恼{(diào)節(jié)是通過零壓閥實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)改變風(fēng)機(jī)的空氣風(fēng)量時(shí),燃/空比也能隨之被改變,以達(dá)到催化燃燒器燃燒工作的要求。在起動(dòng)時(shí)只要調(diào)節(jié)輸出變頻器的頻率就能達(dá)到點(diǎn)火時(shí)要求的從有焰燃燒到催化燃燒的燃/空比的變化。
(3)燃燒溫度調(diào)節(jié)
燃燒器溫度調(diào)節(jié)可以通過文本顯示器的鍵盤輸入,改變變頻器的輸出頻率,調(diào)節(jié)適當(dāng)?shù)娘L(fēng)量。當(dāng)風(fēng)量增大,燃燒溫度超過設(shè)定值,則PLc控制變頻器降低輸出頻率,減少出風(fēng)量來穩(wěn)定燃燒器的溫度。若變頻器輸出頻率低于設(shè)定值(風(fēng)機(jī)出風(fēng)量頻率,設(shè)為5 Hz),而出風(fēng)量仍高于設(shè)定值時(shí),PLc開始計(jì)時(shí),若在一定時(shí)間內(nèi),降低到設(shè)定值,PLc放棄計(jì)時(shí),繼續(xù)變頻調(diào)速運(yùn)行;若在一定時(shí)間內(nèi)溫度仍高于設(shè)定,PLc將繼續(xù)調(diào)節(jié),直至達(dá)到設(shè)定值。由PLc經(jīng)PID運(yùn)算后控制變頻器的頻率輸出;如溫度不夠,則頻率上升,延時(shí)保持一定時(shí)間。反之亦然。
3.燃燒停止?fàn)顟B(tài)
燃燒器的停止是在接受到文本顯示器發(fā)來的停止命令,首先將主燃?xì)忾y關(guān)斷,然后,系統(tǒng)進(jìn)行后吹掃,進(jìn)行驅(qū)散殘余燃?xì)?,并?duì)燃燒盤進(jìn)行強(qiáng)制風(fēng)冷降溫。經(jīng)過一段時(shí)間之后,關(guān)閉風(fēng)機(jī),變頻器停止工作,完成燃燒器停機(jī)過程。
催化燃燒裝置設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮以下幾方面問題:
1、氣流和溫度均勻分布。要使通過催化劑表面的氣流和溫度分布均勻,并保證火焰不直接接觸催化劑表面,燃燒室必需具有足夠的長度和空間。催化燃燒裝置應(yīng)具有良好的保溫效果。爐體一般用鋼結(jié)構(gòu)的外殼內(nèi)襯耐火材料,或用雙層夾墻結(jié)構(gòu)。
2、便于清洗和更換。催化劑反應(yīng)器一般應(yīng)設(shè)計(jì)成裝卸方便的模屜結(jié)構(gòu),便于清洗和更換催化劑載體。
3、輔助燃料和助燃。催化燃燒一般采用天然氣作輔助燃料,也可用燃料油、電加熱等作輔助燃料。助燃一般用凈化后的氣體,如果凈化后的氣體不能作為助燃,則應(yīng)引入空氣助燃。
4、較高的轉(zhuǎn)化速度。由于催化燃燒為不可逆的放熱反應(yīng),所以,無論反應(yīng)進(jìn)行到什么階段,都應(yīng)在盡可能高的溫度下進(jìn)行,以獲得較高的轉(zhuǎn)化速度。但操作溫度往往受某些條件的限制,如催化劑的耐熱溫度、高溫材料的獲得,熱能的供應(yīng),以及是否伴有副反應(yīng)等。因而實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況恰當(dāng)?shù)剡x擇。
催化劑
催化劑是一種能改變化學(xué)反應(yīng)速度,而在反應(yīng)前后其本身的化學(xué)性質(zhì)沒有改變的物質(zhì)。催化劑通常是由催化活性材料和催化載體構(gòu)成。催化活性材料一般是金屬或金屬氧化物。其中貴重金屬催化劑主要有鉑、鈀和釕等,普通金屬催化劑主要有銅、鉻、鎳、釩、錳、鐵、鈷等金屬及氧化物。催化載體是多孔材料,主要作用是使活性材料具有大的體表面積。催化載體分為金屬載體、陶瓷載體和炭纖維載體。金屬載體一般是以鎳或鎳鉻合金為載體做成的帶、片、丸、絲等形狀,通過 “電鍍”或 “化學(xué)鍍”(即溶液浸漬)將鉑、鈀鍍?cè)谶@些載體上,并制成便于裝配、拆卸的模屜。以陶瓷為載體的催化劑,一般是以硅—鋁氧化物為載體,其結(jié)構(gòu)有片粒狀和蜂窩狀兩種。一般在陶瓷結(jié)構(gòu)上涂敷一層僅0.13mm厚的α-氧化鋁薄層,把活性的鉑、鈀等金屬催化劑以微晶狀態(tài)沉積或分散在多孔的氧化鋁薄層中,并制成便于裝配、拆卸的模屜。炭纖維載體可制作成線狀、氈狀、網(wǎng)狀等形狀,在載體上涂敷催化活性材料,制成便于裝配、拆卸的模屜。
性能要求
催化劑是催化燃燒法的核心,一種好的催化劑必須具備催化活性高、熱穩(wěn)定性好、強(qiáng)度高、壽命長等特性。
1、活性高。催化劑的活性好壞直接影響催化燃燒的化學(xué)轉(zhuǎn)化率。而轉(zhuǎn)化率不僅與催化活性材料自身的活性有關(guān),而且與催化載體的物理形狀有著直接關(guān)系。所以,在選擇適應(yīng)的催化活性材料的同時(shí),還必須考慮催化載體的物理形狀,保證催化劑有較高的活性,達(dá)到催化燃燒凈化的目的。
2、熱穩(wěn)定性好。由于廢氣的溫度隨時(shí)變化,如果催化劑不能適應(yīng)一定范圍內(nèi)的溫度變化,催化劑的性能就會(huì)下降,凈化效率就會(huì)降低。因此,催化劑必須具備適應(yīng)一定范圍內(nèi)的溫度變化。
3、強(qiáng)度高。在催化燃燒過程中,催化劑往往會(huì)因高溫、振動(dòng)和氣流等因素的作用,使催化劑產(chǎn)生破裂和磨損,破裂和磨損會(huì)造成催化劑的活性降低,增加催化劑床層的壓降,影響凈化效果。
4、壽命長。催化活性材料大都比較昂貴,所以,設(shè)計(jì)時(shí)選用催化劑時(shí)應(yīng)盡量使用壽命較長的催化劑。
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