催化燃燒設(shè)備的工作原理

 

催化燃燒設(shè)備是一種高效的廢氣處理方法。其主要原理是利用催化劑在低溫(通常為200-400℃)下氧化分解廢氣中可燃物質(zhì)的凈化方法。該方法具有能耗低、操作簡單、安全、凈化效率高的***點(diǎn)，非常適用于化工、噴漆、保溫材料、油漆生產(chǎn)等行業(yè)。催化燃燒設(shè)備的基本原理是:在催化劑的幫助下，有機(jī)廢氣在較低的起燃溫度下無焰燃燒，氧化分解為二氧化碳和水，同時釋放出***量的熱量。當(dāng)有機(jī)廢氣流量***、濃度低、溫度低、催化燃燒需要消耗***量燃料時，可以通過吸附手段將有機(jī)廢氣吸附在吸附劑上并濃縮，然后通過熱風(fēng)吹掃將有機(jī)廢氣脫附成高濃度有機(jī)廢氣(可濃縮10倍以上)，再進(jìn)行催化燃燒。無需補(bǔ)充熱源即可維持正常運(yùn)行。

 

催化燃燒設(shè)備的工作原理

 

指在催化劑作用下燃燒的裝置或設(shè)備。沸石轉(zhuǎn)輪集中催化燃燒的工作原理是利用催化劑使有機(jī)廢氣在較低的起燃溫度下無焰燃燒，有機(jī)廢氣分解成無毒的二氧化碳和水蒸氣。催化燃燒器電控系統(tǒng)由PLC控制器、文本顯示器、變頻調(diào)速器、點(diǎn)火器、紫外傳感器、熱電偶等電控設(shè)備以及風(fēng)機(jī)組成。此外，氣體與空氣的比例由零壓力閥調(diào)節(jié)。文章還列舉了HC系列有機(jī)氣體沸石旋轉(zhuǎn)濃縮催化燃燒和LF-VC直接催化分解氧化裝置的實(shí)例，以及沸石旋轉(zhuǎn)濃縮催化燃燒使用中的非因素和管理措施。

 

(1)催化燃燒設(shè)備的系統(tǒng)原理

 

天然氣燃料具有熱值高、空氣污染排放少的***點(diǎn)。正常情況下，天然氣燃燒仍會排放一定量的NO，對環(huán)境污染有影響。因此，有必要減少天然氣燃燒過程中一氧化氮的排放。近十年的研究表明，催化燃燒技術(shù)可以完全解決上述問題，可以使氣體燃燒達(dá)到低排放標(biāo)準(zhǔn)，接近零排放，并能有效提高爐內(nèi)熱效率。燃燒器的工作原理是在需要改變?nèi)紵β蕰r，通過調(diào)節(jié)進(jìn)入燃燒系統(tǒng)的混合氣體量來改變整個系統(tǒng)的能量。

 

(2)催化燃燒設(shè)備的工作原理

 

系統(tǒng)的工作過程主要分為三種狀態(tài)參數(shù)設(shè)置，燃燒運(yùn)行和燃燒停止。

 

1.參數(shù)設(shè)置狀態(tài)

 

這個狀態(tài)是燃燒前準(zhǔn)備數(shù)據(jù)。根據(jù)需要，可以單***設(shè)置點(diǎn)火溫度和變頻器的啟動頻率來控制風(fēng)機(jī)的風(fēng)量。點(diǎn)火溫度是保證點(diǎn)火過程的可靠性。啟動頻率保證催化燃燒器剛點(diǎn)燃時的火焰燃燒，燃燒比不要太低，風(fēng)量不能太***。

 

2.燃燒運(yùn)行狀態(tài)

 

①燃燒啟動過程

 

當(dāng)控制系統(tǒng)處于待機(jī)狀態(tài)時，接收到輸入的啟動命令后，將進(jìn)入燃燒運(yùn)行狀態(tài)。***先，控制系統(tǒng)進(jìn)行自檢，然后進(jìn)行預(yù)吹掃。變頻器的輸出信號控制風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)動，風(fēng)量由低速到高速再到低速逐漸變化。新鮮空氣吹過燃燒爐板，確保爐內(nèi)無殘留氣體，點(diǎn)火過程可靠。具體操作是變頻器先啟動，PLc模擬輸出信號使變頻器的頻率從啟動設(shè)定頻率上升，達(dá)到一定頻率后再保持一定時間，然后再次下降，完成啟動前的吹掃。之后發(fā)出點(diǎn)火信號，高壓點(diǎn)火器工作，同時打開點(diǎn)火管道閥門，點(diǎn)燃小火。小火經(jīng)紫外線傳感器檢測后點(diǎn)燃后，打開主氣閥。此時，催化燃燒爐板進(jìn)行火焰燃燒，直到檢測到的溫度信號達(dá)到設(shè)定的點(diǎn)火關(guān)閉溫度，點(diǎn)火閥關(guān)閉，點(diǎn)火過程完成，進(jìn)入燃燒調(diào)整階段。

 

②空燃比的設(shè)定

 

有文獻(xiàn)表明，催化燃燒的“氣/氣比”范圍一般在4%-11%之間；在一定的燃燒條件下，當(dāng)空燃比為6%時，天然氣可以達(dá)到更***的催化燃燒效果，燃燒系統(tǒng)可以獲得更高的熱效率和更***的排放效果。

 

該系統(tǒng)中氣空比的調(diào)節(jié)由零壓閥實(shí)現(xiàn)。當(dāng)風(fēng)機(jī)風(fēng)量改變時，也可以改變?nèi)剂?空氣比，以滿足催化燃燒器燃燒的要求。起動時，通過調(diào)節(jié)輸出變頻器的頻率，可以實(shí)現(xiàn)空燃比從火焰燃燒到催化燃燒的變化。

 

③燃燒溫度調(diào)節(jié)

 

燃燒器溫度調(diào)節(jié)可以通過文字顯示器的鍵盤輸入，變頻器的輸出頻率可以改變，合適的風(fēng)量可以調(diào)節(jié)。當(dāng)風(fēng)量增加且燃燒溫度超過設(shè)定值時，PLc控制變頻器降低輸出頻率并減少風(fēng)量以穩(wěn)定燃燒器溫度。如果變頻器輸出頻率低于設(shè)定值(風(fēng)機(jī)出口風(fēng)量頻率設(shè)定為5 Hz)，出口風(fēng)量仍高于設(shè)定值，PLc開始計時；如果在一定時間內(nèi)降低到設(shè)定值，PLc放棄計時，繼續(xù)變頻調(diào)速運(yùn)行；如果在一定時間內(nèi)溫度仍然高于設(shè)定值，PLc將繼續(xù)調(diào)節(jié)，直到達(dá)到設(shè)定值。變頻器的頻率輸出經(jīng)PID運(yùn)算后由PLc控制；如果溫度不夠，頻率會上升，延遲會保持一定時間。反之亦然。

 

3.燃燒停止?fàn)顟B(tài)

 

燃燒器的停止是在收到文字顯示器的停止命令后，關(guān)閉主氣閥，然后吹掃系統(tǒng)，分散殘余氣體，通過強(qiáng)制風(fēng)冷冷卻燃燒板。一段時間后，關(guān)閉風(fēng)機(jī)，停止變頻器，完成燃燒器關(guān)閉過程。