Waarvoor wordt LQ-RCO katalytische verbrandingsapparatuur met warmteopslag gebruikt bij de VOC-behandeling?

Waarvoor is LQ-RCO katalytische verbrandingsapparatuur met warmteopslag ontworpen

LQ-RCO katalytische verbrandingsapparatuur met warmteopslag is industrieel VOC-behandeling apparatuur die is gebouwd om organische verbindingen in de uitlaatstromen van fabrieken af te breken tot kooldioxide en waterdamp via een regeneratief katalytisch oxidatieproces. In eenvoudige bewoordingen zuigt het systeem oplosmiddelhoudend of geurdragend afvalgas aan, verhoogt de temperatuur ervan met behulp van opgeslagen warmte in plaats van verse brandstof gedurende het grootste deel van de cyclus, voert de stroom door een katalysatorbed bij een gematigde reactietemperatuur en geeft een behandelde gasstroom vrij die veel minder vluchtige organische stoffen bevat dan de inlaatstroom. Dit type verbrandingsoven met warmteopslag wordt gewoonlijk stroomafwaarts van verflijnen, ovens, drukpersen en chemische reactoren geïnstalleerd waar continue afgasbehandeling vereist is.

Als een stuk van verbrandingsapparatuur combineert de LQ-RCO regeneratieve katalytische oxidatiemiddel katalytische oxidatie bij lage temperatuur met keramische warmteopslagtechnologie. Dankzij deze koppeling kan de eenheid een groot deel van de reactiewarmte terugwinnen en hergebruiken om binnenkomend afgas voor te verwarmen, wat op zijn beurt de vraag naar hulpbrandstof of elektrische verwarming vermindert en de temperatuur verlaagt van het gas dat de schoorsteen verlaat. De hieronder getoonde apparatuur is een representatieve LQ-RCO-installatie voor katalytische verbrandingsapparatuur met warmteopslag, waarbij de behuizing, inspectiepanelen en verbindingskanalen aan de buitenkant zichtbaar zijn.

Figuur 1. LQ-RCO katalytische verbrandingsapparatuur met warmteopslag op locatie, weergegeven met de geïsoleerde behuizing aan de linkerkant en een geïnstalleerde unit met aansluitend kanaalwerk aan de rechterkant.

Thermisch oxidatiemiddel Werkingsprincipe achter het RCO-systeem

Het begrijpen van het werkingsprincipe van de thermische oxidator van een RCO-systeem begint met de opstartvolgorde. Voordat het afgas op de apparatuur wordt aangesloten, worden de verwarmingskamer en het keramische warmteopslagbed elektrisch voorverwarmd. Zodra de ingestelde temperatuur is bereikt, wordt de afgasbron geopend en zuigt een bijpassende ventilator het gas de unit in. De binnenkomende stroom wisselt eerst warmte uit met een voorverwarmd keramisch lichaam met warmteopslag, neemt een eerste temperatuurstijging op en gaat vervolgens een verwarmingszone binnen voor een tweede temperatuurstijging totdat het het niveau bereikt dat nodig is voor de katalytische reactie.

Van daaruit komt het gas de katalytische kamer binnen, waar de organische verbindingen via het katalysatorbed reageren en kooldioxide en water vormen, terwijl warmte-energie vrijkomt. Het behandelde, schone gas geeft vervolgens een deel van die warmte terug aan een tweede keramisch lichaam met warmteopslag voordat het door de ventilator wordt afgevoerd. Een inlaatthermokoppel aan de kant van de uitlaatventilator controleert voortdurend de gastemperatuur, en zodra het instelpunt is bereikt, verandert de schakelklep van positie, zodat de afgasstroom en de schone gasstroom van kamer wisselen. Deze regeneratieve cyclus herhaalt zich voortdurend, wat het kernidee is achter elke regeneratieve katalytische oxidator en ook de reden dat de technologie soms wordt gegroepeerd met een regeneratieve thermische oxidator in algemene verwijzingen naar thermische oxidatordiagrammen, ook al gebruiken de twee verschillende reactietemperaturen.

Figuur 2. Vereenvoudigd isometrisch aanzicht van de behuizing van een RCO-systeem, met de katalytische kamer, dubbele warmteopslagkamers, inlaat- en schakelkleppen, thermokoppel en ventilatorposities ter referentie gelabeld.

Tweekamerschakelproces en warmteterugwinningscyclus

De meeste katalytische verbrandingsovens van dit type draaien op twee warmteopslagkamers die om beurten warmte absorberen en afgeven. De LQ-RCO kan ook worden geconfigureerd met drie kamers wanneer een hogere zuiveringsefficiëntie vereist is. In wat proces 1 kan worden genoemd, absorbeert de eerste kamer warmte van het binnenkomende uitlaatgas, terwijl de tweede kamer opgeslagen warmte vrijgeeft terwijl er schoon gas doorheen stroomt op weg naar buiten. Nadat de schakelklep van positie verandert, keren de rollen om in proces 2. De eerste kamer geeft nu de opgeslagen warmte vrij, terwijl de tweede kamer warmte begint te absorberen van de volgende batch binnenkomend uitlaatgas. De katalytische kamer bevindt zich tussen de twee warmteopslagkamers en is de plaats waar de daadwerkelijke katalytische afbraak van organische verbindingen in beide processen plaatsvindt.

RCO-zuiveringsefficiëntie, energieverbruik en emissieprestaties

Omdat de katalysator de temperatuur verlaagt die nodig is voor oxidatie, reageert het LQ-RCO katalytische verbrandingssysteem doorgaans op 250°C tot 500°C , ruim onder de temperatuur moet een thermische oxidator met open vlam hetzelfde vernietigingsresultaat bereiken. Het werken in dit lagere temperatuurvenster is ook de reden waarom de apparatuur wordt beschreven als een oxidatiesysteem bij lage temperatuur, en het is een van de redenen waarom de vorming van stikstofoxide laag blijft in vergelijking met verbrandingsmethoden bij hoge temperaturen. Volgens het specificatieblad van de fabrikant bereikt een RCO-configuratie met twee kamers doorgaans een zuiveringsefficiëntie van ongeveer 95 procent , terwijl een configuratie met drie kamers kan reiken ruim 98 procent , en de apparatuurserie als geheel wordt beoordeeld op 99 procent of hoger zuiveringsefficiëntie onder standaard testomstandigheden. De efficiëntie van de thermische terugwinning, die weergeeft hoeveel van de reactiewarmte wordt hergebruikt om binnenkomend gas voor te verwarmen in plaats van verloren te gaan in de thermische oxidatiekolom, bedraagt ​​doorgaans meer dan 95 procent, en het energieverbruik kan zo laag zijn als 8 wattuur per normale kubieke meter behandeld gas.

In de bovenstaande grafiek wordt de typische zuiveringsefficiëntie vergeleken tussen een RCO-opstelling met twee en drie kamers. Door een derde warmteopslagkamer toe te voegen, krijgt de gasstroom een ​​extra doorgang door het regeneratieve bed, wat de reden is dat de lay-out met drie kamers de neiging heeft om een ​​hoger rendement te behalen bij dezelfde behandeling van afgas. Dit verschil is het belangrijkst wanneer een faciliteit te maken heeft met een strikte limiet voor de lozing van organisch afvalgas of wanneer de inlaatconcentratie van oplosmiddeldamp relatief hoog is. Voor lichtere toepassingen kan een RCO-systeem met twee kamers nog steeds comfortabel voldoen aan de meeste regionale vereisten voor de behandeling van afvalgassen, terwijl de voetafdruk van de apparatuur en het keramische warmteopslagvolume kleiner blijven. De keuze tussen de twee configuraties is doorgaans een afweging tussen het vereiste zuiveringsrendement, de beschikbare installatieruimte en de kenmerken van de specifieke afgasstroom die wordt behandeld.

Thermische oxidator versus verbrandingsoven versus fakkel: waar katalytische oxidatie past

Thermische oxidator versus verbrandingsoven

In de alledaagse plantentaal worden de termen thermische oxidator en verbrandingsoven vaak losjes gebruikt voor dezelfde familie van apparatuur die warmte gebruikt om organische dampen te vernietigen. Het praktische verschil komt meestal neer op temperatuur en katalysatorgebruik. Een algemene verbrandingsoven of een regeneratieve thermische oxidator vertrouwt doorgaans alleen op warmte en heeft hogere kamertemperaturen nodig, vaak in het bereik van 700°C tot 800°C of meer, om dezelfde organische belasting te vernietigen die een RCO-katalytische verbrandingsoven kan behandelen bij 300°C tot 500°C. Een zuurgasverbrandingsoven is een verwante categorie die is gebouwd met corrosiebestendige materialen voor stromen die tijdens de verbranding zure bijproducten vormen, en deze is meestal nog steeds afhankelijk van pure thermische vernietiging in plaats van een katalysatorbed.

Thermische oxidator versus flare

Een fakkel wordt over het algemeen gebruikt voor intermitterende gasstromen met een hoog volume of voor veiligheidsrelevante gasstromen in plaats van continue oplosmiddeldampen met een lage concentratie, en omvat zelden warmteterugwinning. Een regeneratief thermisch oxidatiemiddel of RCO-systeem is daarentegen gebouwd voor continue afgasbehandeling en wordt gecombineerd met warmteopslag, zodat het grootste deel van de reactie-energie wordt hergebruikt in plaats van rechtstreeks in de atmosfeer te worden vrijgegeven. Dit is een van de redenen waarom katalytische oxidatieapparatuur vaker wordt geselecteerd voor stationaire verflijnen, PCB-productie-uitlaatgassen en soortgelijke continue behandeling van organisch afvalgas, terwijl fakkels vaker voorkomen voor incidentele of noodgasverlichting.

Het bovenstaande radardiagram geeft een algemeen, kwalitatief beeld van hoe katalytische oxidatie zich verhoudt tot uitsluitend thermische oxidatie en met affakkelen over vijf kenmerken die vaak worden besproken in de industriële literatuur: vereiste bedrijfstemperatuur, energie-efficiëntie, beheersing van NOx-vorming, voetafdruk van de apparatuur en mate van warmteterugwinning. Deze beoordelingen beschrijven brede technologiepatronen in plaats van gegarandeerde resultaten voor een specifieke locatie, aangezien de werkelijke resultaten afhankelijk zijn van de samenstelling van het rookgas, de stroomsnelheid en de concentratie in een bepaalde installatie. Katalytische oxidatie heeft doorgaans een lagere reactietemperatuur nodig en heeft de neiging een sterkere warmteterugwinning en NOx-beheersing te vertonen in vergelijking met affakkelen, waarbij vooral de voetafdruk en continue werking worden ingeruild voor eenvoud bij het omgaan met intermitterend gas. Op de meeste van deze dimensies bevindt zich een regeneratieve thermische oxidator tussen de twee, omdat deze warmte terugwint op dezelfde manier als een RCO-systeem, maar zonder de reactietemperatuur via een katalysator te verlagen. Ingenieurs gebruiken dit soort vergelijkingen doorgaans als uitgangspunt en bevestigen vervolgens de juiste technologie met een analyse van de afgassamenstelling die specifiek is voor de proceslijn die wordt behandeld.

RCO-10 tot RCO-200: Schaal van luchtvolume en verwarmingsvermogen

De LQ-RCO VOC-apparatuurlijn is onderverdeeld in twaalf standaardmodellen, lopend van RCO-10 tot RCO-200, zodat een faciliteit het behandelingsluchtvolume kan afstemmen op de werkelijke uitlaatgasstroom die uit de productielijn komt, in plaats van de unit te groot of te klein te maken. Het behandelingsluchtvolume schaalt van 1000 kubieke meter per uur op het kleinste RCO-10-model tot 20.000 kubieke meter per uur op het RCO-200-model, en het verwarmingsvermogen varieert van 30 kilowatt tot 300 kilowatt over hetzelfde bereik. Op verzoek kunnen ook andere luchtvolumespecificaties buiten deze standaardtabel worden ontworpen, en brandstofvoorverwarming kan worden toegevoegd wanneer dit bij de bestelling wordt aangegeven.

Dit lijndiagram volgt het behandelingsluchtvolume over alle twaalf standaard RCO-modellen, en de gestage opwaartse curve laat zien hoe nauw de modelserie de werkelijke eisen aan de uitlaatgasstroom volgt in plaats van in grote, moeilijk te evenaren stappen te springen. Een faciliteit met een enkele kleine spuitcabine kan goed worden bediend door een RCO-10 of RCO-15 met een capaciteit van 1000 tot 1500 kubieke meter per uur, terwijl voor een grotere coatingoperatie met meerdere lijnen mogelijk een RCO-60 of hoger nodig is. Omdat de curve tussen aangrenzende modellen vrij vloeiend is, kunnen de meeste uitlaatgasdebieten die tijdens een locatieonderzoek worden gemeten, worden afgestemd op een standaardmodel zonder toevlucht te nemen tot een volledig op maat gemaakt ontwerp. Dit soort model-naar-stroom mapping is een gebruikelijke eerste stap bij het specificeren van een RCO-systeem, aangezien het behandelingsluchtvolume grotendeels de vatgrootte, ventilatorselectie en kanaaldiameter bepaalt. Het correct afstemmen van het luchtvolume heeft ook een direct effect op het energieverbruik, aangezien een te grote eenheid die een kleinere werkelijke stroom verwerkt, doorgaans meer energie verbruikt per eenheid behandeld afgas dan een eenheid met de juiste afmetingen.

Het kolomdiagram hierboven toont het geïnstalleerde verwarmingsvermogen voor dezelfde twaalf RCO-modellen, dat stijgt van 30 kilowatt op de RCO-10 tot 300 kilowatt op de RCO-200. Het verwarmingsvermogen dekt voornamelijk de elektrische verwarmingsbuizen die worden gebruikt tijdens het opstarten en tijdens perioden waarin de verwarmingswaarde van het rookgas op zichzelf niet voldoende is om de katalytische reactietemperatuur op peil te houden. Omdat het keramische bed met warmteopslag een groot deel van de reactiewarmte terugwint zodra de unit een stabiele werking bereikt, is het geïnstalleerde verwarmingsvermogen doorgaans slechts af en toe nodig in plaats van continu. Grotere modellen hebben verhoudingsgewijs meer verwarmingsvermogen nodig, vooral omdat ze een groter volume aan warmteopslagkeramiek en katalysator bevatten, wat meer energie kost om tijdens een koude start op temperatuur te komen. Het bekijken van deze verwarmingsvermogenscurve naast de volumebehandelingsluchtcurve geeft een redelijk compleet eerste beeld van zowel de thermische capaciteit als de stroomcapaciteit die nodig is voordat overgegaan wordt tot een gedetailleerde apparatuurselectie.

Voor de hele tabel gelden twee opmerkingen. Ten eerste kunnen luchtvolumespecificaties buiten dit standaardbereik nog steeds op projectbasis worden ontworpen wanneer de uitlaatgasstroom van een faciliteit tussen twee standaardmodellen valt of de RCO-200-classificatie overschrijdt. Ten tweede is de explosieveilige vorm die in de LQ-RCO-lijn wordt gebruikt een reliëfontwerp van het membraantype, dat van toepassing is ongeacht welk model wordt geselecteerd.

Industrieën die afhankelijk zijn van organische afvalgasbehandeling met RCO

De behoeften aan de behandeling van afgas met oplosmiddelen doen zich voor in een breed scala van productiesectoren, en de LQ-RCO-apparatuurlijn wordt over het algemeen gespecificeerd overal waar een proceslijn organische damp vrijgeeft die moet worden opgevangen en behandeld voordat deze wordt geloosd. Veel voorkomende toepassingen zijn onder meer de volgende.

1. Auto- en machinebouw, dekking van verflijnen en uithardingsovens waar op oplosmiddelen gebaseerde coatings organisch afvalgas vrijgeven.
2. Elektronische productie, met name organisch afvalgas dat wordt gegenereerd tijdens de productie van printplaten.
3. Elektrische productie, inclusief isolatiebehandelingsprocessen voor draademail.
4. Lichte industriële processen zoals het maken van schoenen en het lijmen van coatings, waarbij organisch afvalgas en geur ontstaan.
5. Druk- en kleurendrukactiviteiten, waarbij inkten op oplosmiddelbasis een veel voorkomende afvalgasbron zijn.
6. Metallurgische en staalprocessen, de productie van koolstofelektroden, chemische synthese zoals de productie van ABS en de raffinage van aardolie, die allemaal organisch afvalgas kunnen genereren waarvoor VOS-controlemaatregelen van chemische fabrieken nodig zijn.

In deze sectoren is de rode draad een continue of semi-continue uitlaatgasstroom die benzeen, keton, ester, alcohol, ether, aldehyde, fenol of soortgelijke organische verbindingen bevat, samen met een algemene geur. Dit is het type afgasprofiel waarvoor een RCO-katalytische oxidatiemiddel over het algemeen geschikt is om te behandelen, omdat het katalysatorbed is geselecteerd om in deze brede familie van organische verbindingen te werken in plaats van in een enkel specifiek oplosmiddel.

Waarom faciliteiten kiezen voor regeneratieve katalytische oxidatiemiddelen voor industriële VOS-bestrijding

Wanneer een faciliteit opties voor luchtverontreinigingsbeheersingsapparatuur vergelijkt voor een nieuw of verbeterd uitlaatgasbehandelingssysteem, komt er vaak een regeneratieve katalytische oxidator naar voren om een consistente reeks redenen. De combinatie van oxidatie bij lage temperatuur en keramische warmteopslag betekent dat er minder hulpenergie nodig is om de reactie in stand te houden zodra de eenheid op temperatuur is, wat tot uiting komt in de eerder besproken cijfers over het lage energieverbruik. Het werken bij 250°C tot 500°C in plaats van het hogere bereik dat wordt gebruikt voor pure thermische oxidatie beperkt ook de vorming van NOx, waardoor de apparatuur onder normale bedrijfsomstandigheden geen secundaire vervuiling kent.

• Hoge mate van automatisering, waarbij klepschakeling en temperatuurregeling worden afgehandeld door het besturingssysteem in plaats van handmatige bediening.
• Modulaire modellenreeks van RCO-10 tot en met RCO-200, die de dimensionering van het industriële VOC-regelsysteem ondersteunt op basis van de daadwerkelijke uitlaatgasstroom in plaats van een one-size-fits-all-eenheid.
• Optionele configuratie met twee of drie kamers, waardoor een faciliteit een specifiek zuiveringsefficiëntieniveau kan bereiken voor de behandeling van organisch afvalgas.
• Compatibiliteit met een breed scala aan organische verbindingen, waaronder benzeen-, keton-, ester-, alcohol-, ether-, aldehyde- en fenol-achtige afgassen en algemene geuren.

Alles bij elkaar zijn deze kenmerken de reden waarom een ​​VOC-verbrandingssysteem dat is opgebouwd rond regeneratieve katalytische oxidatie vaak wordt geselecteerd voor continue uitlaatgasbehandelingssystemen op het gebied van coating, elektronica, printen en chemische verwerkingsomgevingen, waarbij zowel de wettelijke lozingslimiet als de dagelijkse bedrijfskosten van de apparatuur van belang zijn voor de faciliteit.

Over Lvquan Environmental Protection Engineering Technology Co., Ltd.

Lvquan Environmental Protection Engineering Technology Co., Ltd. is gevestigd in Gaoyou, Yangzhou, een stad die vaak de noordpoort van de provincie Jiangsu wordt genoemd. Het bedrijf is een naamloze vennootschap die is ontstaan uit een samenwerking tussen professionals die elk meer dan 300.000 euro in hun portefeuille hebben 30 jaar met ervaring in het ontwerp en de productie van VOC-apparatuur, en het bedrijf opereert als een toegewijde fabrikant van apparatuur voor de behandeling van organisch afvalgas van de VOC.

De vennootschap heeft een maatschappelijk kapitaal van 22 miljoen yuan , met vaste activa van bijna 40 miljoen yuan en totale activa van bijna 60 miljoen yuan . De productie vindt plaats op een fabrieksvloeroppervlak van ongeveer 9800 vierkante meter , ondersteund door meer dan 200 sets van verschillende bewerkingsapparatuur en een team van ongeveer 120 medewerkers , met een jaarlijkse productiecapaciteit van ongeveer 100 miljoen yuan . Deze schaal van interne productie ondersteunt de fabricage van katalytische verbrandingsapparatuur met warmteopslag, inclusief de LQ-RCO-serie die in dit artikel wordt beschreven, van structurele behuizing tot eindmontage en testen.

Veelgestelde vragen

Q1. Waar wordt regeneratieve katalytische oxidatie voor gebruikt?

Regeneratieve katalytische oxidatie wordt gebruikt om organisch afvalgas uit industriële uitlaatstromen te behandelen, waarbij vluchtige organische stoffen worden omgezet in kooldioxide en water via een katalysatorbed in combinatie met keramische warmteopslag, waardoor de energie die nodig is om de reactie in stand te houden, wordt verminderd.

Vraag 2. Wat is het verschil tussen een RCO-systeem en een regeneratieve thermische oxidator?

Een RCO-systeem gebruikt een katalysator om de vereiste reactietemperatuur te verlagen, doorgaans tot ongeveer 300°C tot 500°C, terwijl een regeneratieve thermische oxidator doorgaans alleen op warmte vertrouwt en een hogere kamertemperatuur nodig heeft om een ​​vergelijkbaar vernietigingsresultaat te bereiken.

Q3. Op welke katalytische temperatuur werkt de LQ-RCO-apparatuur?

De LQ-RCO-katalytische kamer werkt doorgaans tussen 300°C en 500°C, wat het temperatuurbereik is dat nodig is voor de katalytische ontledingsreactie die kooldioxide en water produceert uit de organische verbindingen in het afgas.

Q4. Welke invloed heeft de omschakelklep op de afgasbehandeling?

De schakelklep verandert het stroompad zodra het inlaatthermokoppel van de uitlaatventilator bevestigt dat de ingestelde temperatuur is bereikt, waardoor afvalgas naar de kamer wordt gestuurd waar voorheen warmte werd afgegeven aan schoon gas, waardoor de regeneratiecyclus continu blijft draaien.

Vraag 5. Kan de LQ-RCO-apparatuur worden aangepast voor een specifiek luchtvolume?

Ja, het standaard modellengamma omvat 1000 tot 20.000 kubieke meter per uur verdeeld over twaalf modellen, en luchtvolumespecificaties buiten dit bereik kunnen afzonderlijk worden ontworpen op basis van de werkelijke uitlaatgasstroom van een faciliteit.