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VOCs催化燃烧过程装备

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VOCs催化燃烧过程装备

发布日期:2019-03-04 作者: 点击:

特大型喷漆房厂家采用传统VOCs蓄热催化燃烧装置可以实现蓄换热、VOCs催化燃烧的目的,但该装备存在着不能完全连续化、电控要求高、制造成本高、占地面积大等缺点。为解决上述问题,研制出连续式催化燃烧装备。本文先对装备背景进行讲述,重点讨论连续催化燃烧装备原理、结构以及关键结构技术。


    1 特大型喷漆房生产厂家改进VOCs 催化燃烧装备的原因


    挥发性有机物(Volatile Organic Compounds, 简称VOCs),是国家大气污染控制的重要对象,近几年针对VOCs 排放出台多项环保标准。国内工业VOCs净化行业目前处于渐热状态,在有机挥发性废气催化燃烧装备中,多数环保企业采用蓄热式催化燃烧装置,该技术方法采取两室、三室及以上的蓄热催化燃烧器,使VOCs 气体发生催化氧化反应,产生的热量存储于蓄热载体中,通过频繁切换阀体(切变气体流动管路),达到冷、热流体热量交换的目的。


    改进后的催化燃烧器可以进行连续化操作,有机废气进(冷气)和出口(热气)均经过废气换热器的进出端,冷侧流体与热侧流体在换热器中进行连续热交换,利用热量传递性质,热流体的热量经过壁传热、对流传热过程传递至冷流体中;废气换热器的冷侧出口气,经过电加热棒区域,对含VOCs 废气进行加热升温;经加热的废气顺着压力梯度会越过气流隔板进入催化剂床层,废气在VOCs 催化剂表面发生催化氧化作用,可以实现在较低温度下废气催化燃烧,放出氧化反应热。气流顺着催化剂宏观孔道流动,经支撑板后进入废气换热器,与冷流体间接接触换热,从废气换热器的热侧出口流出,继而完成最终排放。

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    废气热交换器的结构设计是装置的首要关键点,特大型喷漆房供货商直接影响着装备运行的稳定性和处理效率。在设计和安装调试中需要考虑到以下几个因素。


   (1)气体流动情况与运行成本。气体流动湍流程度越高,换热效率就越高。湍流程度增加,意味着操作费用上也会随之增加。在设计过程中既要考虑到运行效果,也要考虑设备制造成本和操作费用,因此需要对换热器流体状态方面进行优化。


   (2)换热器内部结构与材料的选择。换热器管壁两侧均为气相流体,前后进出口气量基本接近,根据换热器传热计算公式,为了增加热交换效率,需要提高两侧气体的传热系数。在实际应用中,在热交换管内外安装耐温翅热片,换热效果会明显增加。另外热交换进出口两侧分别为高、低温,气体温差较大,对材料抗热应力性能要求较高,因此生产制造中需要采用抗热应力材料。


   (3)换热器的布置与运行的稳定性。对于换热器的整体布置,一般情况下,立式或者卧式布置。本设计中为节省装备的占用面积,热交换器采用相对水平方向45 度排布。但应注意的是,进、出气流会对换热器管壁产生冲卸力,两种冲卸力对换热器共同作用,形成扭矩,极大的影响了换热器的稳定运行,因此需要对换热器四角和侧壁进行牢固焊接。




   


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