电气控制
沸石转轮吸附-热空气脱附催化燃烧对VOCs治理的实现还需要一套相对应的电控系统,控制系统采用PLC控制,具备设备自动/手动、本地/远程、吸附风机风速切换控制、同时还配备了设备工况监视、流程画面显示、参数显示及设置、报警显示、自动连锁保护、数据显示、数据传输等功能,并设有紧急停车,报警提示等功能。
PLC控制系统,对关键设备的运行状态、关键点的温度和压力进行监测,便于评估设备的运行情况;共设有吸附风机控制、沸石分子筛转轮单元控制、脱附风机控制、燃烧器催化氧化控制、安全应急控制、电路保护等控制单元。手动控制只能单控制一个控制单元进行操作,自动控制可以按照程序设定使整套设备进行连续性运行,保证设备稳定。
PLC自控系统包含以下几个特点:
节能控制:设备启动、停止、故障等不同状态下,PLC 能够自动执行不同控制模式,化降低设备的待机能耗。
预警防护:设备温度、压力等控制点发生异常时,发出声光报警信号,并自动做应急处理。
急停控制:设备PLC控制系统预留急停信号,当设备出现紧急情况时作为优先控制等级时间停止设备运行。
画面:实时监测设备上各个信号点的运行状态,通过画面运行状态对设备当下的运行性能有直观的了解。
技术特点
1、净化效率高,可达97%以上;
2、采用板式换热器,热效率可达70%以上;
3、氧化温度低,不产生NOx;
4、可适用于间歇运行且安全性能高;
5、不产生危废,沸石不可燃,脱附温度可高达200℃,脱附完全,不会形成危险废弃物;
6、污染物处理能力稳定,沸石由于脱附完全,吸附容量几乎不变,对污染物处理能力较稳定;
7、使用寿命久,沸石作为安全可靠的VOCs治理途径,它的使用寿命长,它的物理和化学性质佳,具有不可燃性,即便在高温状态下也不会产生自燃现象,寿命比同类产品高出多倍。可5-10年不更换。
沸石转轮吸附浓缩 + 催化燃烧工艺流程图,工业厂房的有机废气由收集管道送至预处理对粉尘、漆雾进行预处理避免引起沸石转轮的堵塞,有机废气进入转轮吸附区进行吸附浓缩,沸石转轮吸附区对有机废气进行吸附过滤后经吸附风机高空排放。通过冷却区的少量有机废气进入CO炉中的换热器升温至所需沸石转轮的脱附温度进入脱附区,被加热的有机废气将吸附于沸石转轮中的有机废气脱附下来,被脱附下来的高浓度有机废气进入CO炉进行催化燃烧后经换热器达标排放,经过预处理的少量有机废气进入沸石转轮的冷却区对沸石转轮的。系统中的压力传感器、温度传感器数据实时反馈PLC对系统进行调节,保证系统的安全运行。
沸石转轮-催化燃烧设备技术特点:
1、系统选用双级换热,经过CO炉燃烧的有机废气进入CO内部换热器进行换热后进入第二级预热回收板式换热器,对于从沸石转轮的脱附下来的有机废气进入CO炉之前再次升温,以减小CO电加热功耗。
2、当CO炉T1107反馈温度过高时MV1108旁通阀打开,MV1101补冷阀打开以降低炉内温度,保证设备安全运行。
3、当T1103反馈温度过高时高温泄放阀MV1103打开,避免温度过高引起有机废气起燃。
4、P1101、P1102检测到压差报警时,及时更换预处理。
5、整体系统可实现远程与云端控制,提高的系统的安全运行与人机交互。
沸石转轮处理效果的影响因素分析:
选定治理工艺后,一旦确定吸附材料,转轮的运行参数、进气参数,会影响吸附能力。国外学者研究称要想调整转轮的运行,可以改变浓缩比、转速、再生风温度等指标。结合相关研究成果,处理高浓度的 VOCs时,将浓缩比降低至8,转速提高至6.5r/h ,再生风温度控制在220℃,此时去除效率维持在90% 以上。以下具体分析转轮吸附的影响因素。
1、浓缩比
转轮经过吸附、脱附,可以得到低流量的浓缩气体,浓缩比就是进气流量、再生风流量的比值,使用 F 表示。低浓缩比能提高去除效率,但也会增加再生风量,脱附能耗。结合实践,浓缩比从15降低至6 ,出口浓度从4.7mg/m³,降低至1.5mg/m³ ,不利于后续燃烧。因此,在保证去除率的前提下,合理设置浓缩比,才能兼顾效率、能耗两个指标,提高系统的整体能效。
2、转轮转速
在转轮运行过程中,吸附、脱附是同时进行的,两个动作相互影响,并且决定了去除效率。从本质上来看,转速的大小,会改变吸附时间、脱附时间的长短。以转速为准,如果实际转速较低,其运行周期变长,虽然增强了脱附区的再生能力,但吸附能力会降低。原因在于吸附放热,导致吸附率降低。如果实际转速较高,脱附区前段可以加热到再生温度,后段则达不到再生温度,继而影响去除效果。设置转速,就是控制吸附时间、脱附时间,上提高去除率。
3、进气参数
进气参数包含多个指标,其中影响转轮吸附性能的主要有两个:一是进气温度:对 VOCs处理时,废气中常含有一定水分,相对湿度能达到80% 以上。这些水分的存在,会和污染物相互吸附,不仅占据了转轮的吸附空间,还会降低去除效率。因此,控制进气温度,可以提高转轮吸附能力;二是进气流速:一定条件下,转轮的转速和进气流速之间呈现正比关系。随着进气流速提高,转速也会提高;如果转速没有提高,实际转速就会低于转速,导致吸附能力降低。因此,需要处理高浓度的VOCs时,一般提高转轮的转速,或者降低进气流速,均能提高吸附效率;三是预处理效果,就喷漆工况的废气而言废气中会含有漆雾、水分、粉尘,如果预处理效果不理想会直接造成转轮的堵塞,影响沸石转轮的吸附效果,以及会影响沸石转轮的整体使用寿命。
4、再生风温度
沸石转轮的脱附效果与脱附温度有着直接的关系,沸点低于220℃的有机物适合应用沸石转轮。不同 VOC 的沸点不同,例如的沸点是 20 ~ 160℃,三 164.7℃,对 138.3℃,邻 144.4℃,间 139.1℃,正丁酯 126.℃, 117.2℃,2−丁氧基 171 ℃,乙酯 ℃。现场使用的油漆与清洗剂中有机物的含量配比。
1、沸石分子筛是结晶酸盐,以其规整的晶体结构、均匀一致的孔分布和可调变的表面性质,标志着他有着很强的吸附能力,沸石转轮是将基材浸入沸石液或是将沸石材料、玻璃纤维等原材料,按照一定的配方比例,粘结压制成型材,并裁装整齐做成沸石模块,利用沸石分子筛的吸附能力对废气中的VOCs进行吸附净化,达标排放。
2、催化燃烧技术可以在较低温度(300~500℃)下实现对VOCs 进行氧化分解反应,生成CO2和H2O,是一种节能的废气处理技术,VOCs催化剂活性组分可降低反应的能垒,促进自由基的生成,使VOCs的催化氧化能在较低温度下进行,降低处理所需能耗。
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