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Oxidador térmico regenerativo
Ventajas de los equipos de tratamiento de gases residuales RTO
Ventajas de los equipos de tratamiento de gases residuales RTO
1. Tratamiento eficiente: El equipo de tratamiento de gases residuales del oxidante térmico regenerativo RTO adopta tecnología de combustión a alta temperatura, que puede eliminar eficazmente las sustancias nocivas de los gases residuales y lograr un efecto de tratamiento eficiente de los gases residuales.
2. Ahorro de energía: En el sistema de oxidación térmica regenerativa, el calor de los gases de escape se recupera a través del intercambiador de calor, lo que mejora la eficiencia en el uso de la energía y reduce el coste de producción.
3. Protección del medio ambiente y ahorro de energía: El oxidante RTO también puede reducir el consumo de energía y las emisiones contaminantes durante el tratamiento de los gases residuales, lo que supone importantes ventajas en materia de protección del medio ambiente y ahorro de energía.
4. Amplio ámbito de aplicación: El sistema de oxidación térmica regenerativa RTO es adecuado para diversos tipos de tratamiento de gases residuales, lo que puede satisfacer las necesidades de tratamiento de gases residuales en diferentes industrias.
El oxidante térmico industrial RTO también tiene las siguientes ventajas: bajo costo de operación, costo de combustible ultrabajo, cuando la concentración de gases de escape orgánicos es superior a 450 PPM, el oxidante RTO no necesita agregar combustible auxiliar; alta tasa de purificación, la tasa de purificación del sistema RTO de tres lechos es superior al 99%; sin NOX ni otra contaminación secundaria; control automático, operación simple; el equipo de tratamiento de COV RTO puede eliminar completamente el olor, alta seguridad, bajos costos de mantenimiento;
Introducción del producto
El principio de funcionamiento El sistema de tratamiento de gases residuales de oxidación catalítica regenerativa (RTO) consiste en que el gas residual orgánico combustible se somete a una reacción de oxidación térmica a 780~1100℃ para generar dióxido de carbono y agua. Si la materia orgánica contiene halógenos y otros elementos, se generan productos de oxidación y haluros de hidrógeno. El gas de escape se calienta primero hasta cerca de la temperatura de oxidación térmica mediante un acumulador de calor, y luego entra en la cámara de combustión para la oxidación térmica. La temperatura del gas oxidado aumenta y la materia orgánica se convierte básicamente en dióxido de carbono y agua. Después de la purificación, el gas puede descargarse tras pasar por otro acumulador de calor, donde su temperatura desciende y cumple con la norma de emisiones. Los diferentes acumuladores de calor se activan con el tiempo mediante válvulas de conmutación o dispositivos rotativos para absorber y liberar calor respectivamente.
El tratamiento de gases de escape mediante oxidante RTO es un método común para eliminar los COV, aunque sus principios de funcionamiento varían. El sistema RTO de dos cámaras se compone de dos partes: una cámara de almacenamiento de calor y una cámara de incineración. El calor almacenado en la cámara de almacenamiento se absorbe primero y luego pasa a la cámara de incineración para su combustión. En esta etapa, la temperatura puede alcanzar más de 700 grados, descomponiendo los componentes orgánicos en dióxido de carbono y agua. Este tratamiento de gases de escape mediante oxidante RTO de dos cámaras se realiza de forma alternada para reducir el consumo de combustible.
Además del tratamiento de gases de escape de las dos cámaras, existen tres cámaras: dos de almacenamiento de calor y una de incineración. La razón por la que hay una cámara adicional es que el cuerpo de almacenamiento de calor puede absorber calor y utilizarlo en el siguiente ciclo para calentar los gases de escape a baja temperatura. En resumen, cuando se descarga la cámara de almacenamiento de calor 1, se purga la cámara de almacenamiento de calor 2, lo que permite un funcionamiento continuo y alterno, aprovechando al máximo el calor residual y aumentando la eficiencia. Por lo tanto, muchos talleres industriales utilizan este método de tratamiento de gases residuales, donde los gases recogidos se tratan adecuadamente y luego se descargan.
En comparación con los sistemas de dos y tres cámaras, el tratamiento de gases de escape RTO ofrece la opción de un sistema rotatorio. Su principio de funcionamiento consiste en dividir el cuerpo de almacenamiento de calor en varias áreas independientes. Mediante la rotación continua de dicho cuerpo, se logra una rotación periódica de calentamiento y enfriamiento, lo que permite un funcionamiento alterno continuo. Sus ventajas incluyen un tamaño compacto, un funcionamiento más estable y sin impacto, una larga vida útil de los componentes principales y bajos requisitos de potencia reactiva.
El oxidante térmico regenerativo (RTO) es un equipo eficiente para el tratamiento de gases residuales orgánicos. En comparación con la combustión química tradicional y el horno de oxidación térmica de combustión directa (TO), presenta una alta eficiencia térmica (≥95%), bajos costos operativos y puede procesar gases residuales con alto volumen de aire y baja concentración. Cuando la concentración es ligeramente superior, también permite la recuperación secundaria del calor residual, reduciendo significativamente los costos de producción y operación. El principio de funcionamiento del RTO consiste en oxidar la materia orgánica (COV) presente en los gases residuales, transformándola en dióxido de carbono y agua a alta temperatura, para purificar los gases y recuperar el calor liberado durante su descomposición. La eficiencia de descomposición de gases residuales del RTO de tres cámaras supera el 99%, y la eficiencia de recuperación de calor, el 95%.
La estructura principal del sistema de oxidación térmica RTO se compone de una cámara de combustión, una cámara de almacenamiento de calor y una válvula de conmutación. Su estructura ofrece bajos costos operativos y un consumo de combustible ultrabajo. Cuando la concentración de gases de escape orgánicos supera las 450 ppm, la unidad RTO no requiere combustible auxiliar. Ofrece una alta tasa de purificación: la de dos lechos supera el 98 % y la de tres lechos, el 99 %. No genera NOX ni otros contaminantes secundarios. Cuenta con control automático y un manual de operaciones. Ofrece alta seguridad.
El sistema oxidante RTO se utiliza ampliamente en la industria automotriz, petroquímica, de embalaje e impresión, farmacéutica y otras industrias de gestión de COV, para el tratamiento de gases residuales orgánicos industriales de gran volumen, baja concentración y composición compleja. Se ha utilizado con éxito para tratar gases de escape orgánicos de alta concentración, gases de escape de procesos de recubrimiento e incluso gases de escape con olores fuertes. (Por ejemplo, la presencia de vapores metálicos como mercurio, plomo, estaño, zinc, fósforo, fosfuro, arsénico, etc., con el tiempo, cubre la superficie del catalizador, provocando su pérdida de actividad; la presencia de halógenos y grandes cantidades de vapor de agua lo inactiva temporalmente).
El sistema Rto se puede utilizar junto con la rejilla Childe de zeolita para garantizar estándares estables de descarga de gases de escape.
Principio de construcción básico y estructura de los equipos RTO
1. En la zona de circulación del sistema RTO, el gas de escape se adsorbe en el canal de concentración, se desorbe tras un tratamiento con aire caliente y se concentra entre 5 y 15 veces.
2. La zona de concentración de la rueda de zeolita se puede dividir en zona de tratamiento, zona de circulación y zona de condensación. La rueda de concentración funciona de forma continua en cada zona de trabajo.
3. En el concentrador, se enfría en la zona no saturada, a través de la zona no saturada del aire, se recalienta para el aire circulante, para lograr el efecto de ahorro de energía.
4. Tras ser filtrado por el prefiltro, el gas de escape entra en la zona de tratamiento del dispositivo de concentración. En esta zona se utiliza un adsorbente para adsorber y eliminar las impurezas, y el aire purificado se descarga a través de la sección de tratamiento del dispositivo de concentración.
El equipo de tratamiento de gases de escape RTO concentra gases de escape de gran volumen y baja concentración en gases de escape de alta concentración y menor volumen, lo que reduce los costos de entrada y operación del equipo y mejora la tasa de tratamiento de gases de escape. El dispositivo de tratamiento de gases residuales de combustión directa con corredor libre de zeolita permite la recuperación por combustión de gases residuales de gran volumen y baja concentración, lo que no solo reduce el volumen, sino también los altos costos operativos. El corredor de concentración de zeolita se divide en zona de tratamiento, zona de recuperación y zona de enfriamiento, y el corredor de concentración funciona continuamente en cada zona. El filtro de gases de escape para compuestos volátiles pasa a través del área de tratamiento del dispositivo de rueda de concentración. La adsorción elimina los COV del área de tratamiento y el aire purificado se descarga de la rueda de concentración. Después del tratamiento con aire caliente, los COV de los gases residuales adsorbidos en la rueda de concentración se concentran de 5 a 15 veces. Una vez que el concentrador se enfría en el área de enfriamiento, el aire de recirculación se calienta a través de esta área para lograr el ahorro de energía.
El equipo Rto es adecuado para velocidades de viento superiores a 600 metros cúbicos (CMM) por minuto, y concentraciones de hidrocarburos VOC y OC entre 500 y 1000 ppm. Sin embargo, si el gas de escape contiene una gran cantidad de sustancias de alto punto de ebullición, no es adecuado para el tratamiento individual o directo por parte del sistema. Los VOC de alto punto de ebullición se adsorben fácilmente en la rueda de zeolita, pero debido a la consideración de estabilidad del diseño del sistema, la temperatura de los VOC de alto punto de ebullición no es alta, la desorción es difícil, los VOC de alto punto de ebullición se acumulan fácilmente, ocupan la posición de adsorción y afectan el rendimiento general del sistema. Si el gas de escape contiene una gran cantidad de materia de alto punto de ebullición, para utilizar un sistema de adsorción y concentración de zeolita para el control, se recomienda instalar un condensador, una red de carbón activado, un separador de niebla y otros dispositivos en la parte frontal del sistema, para tratar los VOC de alto punto de ebullición. Sin embargo, cuando los gases de escape contienen partículas en alta concentración, es necesario instalar un dispositivo de tratamiento de partículas en la entrada de la rueda de zeolita para evitar su acumulación en la estructura de panal. Si bien el dispositivo de filtrado más sencillo consiste en un recubrimiento simple, solo ofrece una buena filtración para partículas grandes y no puede con las pequeñas. Por lo tanto, no es adecuado para ninguna de las ubicaciones de la fábrica, y la vida útil de la rueda de zeolita es muy limitada. No obstante, si la nueva planta propuesta puede conservar el equipo de tratamiento de partículas (como el dispositivo de eliminación de polvo con mangas), la vida útil de la rueda de zeolita puede prolongarse.
La selección y optimización de equipos RTO sientan las bases para las emisiones estándar. Debido a la gran cantidad de componentes de los gases de escape, la calidad de los equipos RTO afecta directamente su funcionamiento y el efecto de purificación, por lo que la descarga estándar se basa en dos principios. No todos los equipos RTO realizan las funciones completas, sino que el objetivo de purificación es específico. Por lo tanto, los gases de escape contienen partículas, halógenos, metales pesados y otros compuestos que interfieren con los equipos RTO e incluso destruyen el efecto de purificación. Por consiguiente, antes de que los gases de escape entren en los equipos RTO, se eliminan dichos compuestos. El sistema de pretratamiento del proceso de tratamiento de gases residuales suele contener partículas, pintura, metales pesados, compuestos de halógenos y otras mezclas. Por lo tanto, estas mezclas deben purificarse rigurosamente antes de la purificación de los gases de escape para no afectar el efecto de purificación en la etapa posterior. El pretratamiento generalmente utiliza un preprocesador, un purificador de cortina de agua, un purificador de pulverización, un colector de polvo y otros equipos y accesorios de purificación auxiliares. El equipo RTO reacciona con el agua (H2O) y el oxígeno (O2) adsorbidos en la superficie de los gases de escape para generar radicales hidroxilo y aniones superóxido, que pueden transformarse en diversos gases de escape, como hidrocarburos, aldehídos, fenoles, alcoholes, compuestos sulfhidrilo, benceno, amoníaco, etc. Mediante oxidación fotocatalítica, compuestos como óxidos y sulfuros de amonio y COV inorgánicos se reducen a dióxido de carbono (CO2), agua (H2O) y otras sustancias no peligrosas.
En el proceso del equipo de oxidación térmica regenerativa (RTO), el gas de escape se envía al intercambiador de calor mediante un ventilador a través de una tubería para su calentamiento, y luego a la cámara de calentamiento para calentarlo a la temperatura inicial requerida por el equipo RTO. El gas de escape calentado se quema a través de la capa de catalizador. Debido al efecto del catalizador, la temperatura inicial de combustión del gas de escape en el método del equipo RTO es de aproximadamente 250-300 ℃. Inferior a la temperatura de combustión del método de combustión directa (670-800 ℃), por lo que el consumo de energía es mucho menor que el método de combustión directa. Al mismo tiempo, bajo la actividad del catalizador, el calor generado por el gas después de la reacción, el gas a alta temperatura vuelve a entrar en el intercambiador de calor, se enfría mediante intercambio de calor y se descarga a la atmósfera mediante el ventilador a una temperatura más baja. Debido a que hay muchos componentes en el gas de escape, la calidad del equipo RTO afecta directamente al funcionamiento y al efecto de purificación. Por lo tanto, las emisiones estándar son dos principios. No todas las funciones del equipo RTO son completas, el objetivo de purificación es específico. Por lo tanto, el gas de escape contiene partículas, halógenos, metales pesados y otros compuestos que interfieren con el equipo RTO e incluso destruyen el efecto de purificación. Por consiguiente, estos compuestos se purifican antes de entrar en el equipo RTO. El equipo RTO es una reacción catalítica típica en fase gas-sólido, cuya esencia es la oxidación de especies reactivas de oxígeno. En el proceso del equipo RTO, la función del catalizador es reducir la energía de activación, y la superficie del catalizador tiene un efecto de adsorción, de modo que las moléculas de reactivo se enriquecen en la superficie, lo que mejora la velocidad de reacción y acelera la reacción. Con la ayuda del catalizador, el gas de escape puede quemarse sin llama en condiciones de una temperatura de ignición más baja, oxidándose y descomponiéndose en CO2 y H2O, liberando al mismo tiempo una gran cantidad de energía térmica.
Precauciones para el manejo de equipos oxidantes RTO:
1. No hay gases corrosivos en el lugar de instalación del equipo de oxidación térmica RTO, y existen buenas medidas de prevención contra la lluvia;
2. La composición de los gases de escape no deberá contener las siguientes sustancias: Una grasa de alta viscosidad. Tales como fósforo, bismuto, arsénico, antimonio, mercurio, plomo, estaño; Polvo con buena concentración;
3. El equipo oxidante rto requiere una fuente de alimentación: CA trifásica de 380 V, frecuencia de 50 Hz;
4. Al seleccionar el equipo de oxidación catalítica regenerativa, indique la composición, la concentración y la temperatura de entrada y salida de los gases de escape;
Características del equipo oxidante térmico RTO: La combustión catalítica de gases de escape, que presenta una baja temperatura de ignición y un menor consumo energético en comparación con la combustión directa, ofrece un ahorro energético considerable. En algunos casos, no se requiere calentamiento externo una vez alcanzada la temperatura de ignición.
Ventajas y estado operativo de los incineradores RTO:
El diseño del incinerador RTO en el proceso catalítico debe basarse en la situación específica. Para grandes volúmenes, el proceso de construcción de los componentes de diseño, es decir, el precalentador y el reactor instalados entre las conexiones de la tubería, deben ser. Para pequeñas cantidades, los incineradores catalíticos pueden utilizar una combinación de precalentamiento y reacción, pero se debe prestar atención a la distancia de ajuste entre la sección de precalentamiento y la sección de reacción. Los incineradores RTO tienen diferentes emisiones y diferentes gases de escape, y tienen diferentes procesos tecnológicos. Pero independientemente del proceso adoptado, consta de las siguientes unidades de proceso. Cuando el incinerador RTO está en funcionamiento, en la catálisis de los gases residuales, los gases residuales a tratar tienden a mezclarse con el aire a alta temperatura, lo cual es un problema importante. Por lo tanto, por un lado, es necesario controlar la proporción de mezcla de material y aire para que se mantenga en el límite inferior; por otro lado, se deben establecer dispositivos y medidas de monitoreo para la catálisis. El detector de señal del sistema de control automático se coloca en la salida de aire para detectar automáticamente la concentración de gases de escape en la salida de aire y transmitir los datos de concentración al controlador PLC. El controlador PLC emite instrucciones de control según los datos de transmisión para controlar la apertura y el cierre automáticos de la válvula de entrada de aire y la válvula de entrada de combustión catalítica. La purificación continua de la capa de adsorción de carbón activado se realiza mediante la desorción en tiempo real de dicha capa. Para el funcionamiento continuo de la producción, se utilizan alternativamente dos conjuntos de dispositivos de adsorción y desorción.
1. El lecho de carbón activado de gases residuales adsorbentes, desorbidos con los gases de escape después de la combustión catalítica, el gas desorbido y luego enviado a la cámara de combustión catalítica para su purificación, sin energía externa, bajo costo operativo, notable efecto de ahorro de energía.
2. Principio de diseño del equipo oxidante RTO, material, rendimiento estable, estructura simple, conveniente, ahorro de energía, sin contaminación secundaria. El equipo ocupa un área pequeña y es ligero. El lecho de adsorción adopta una estructura de cajón, carga conveniente, fácil de reemplazar,
3. El incinerador RTO tiene un bajo consumo de energía debido a la baja resistencia del lecho, lo que permite su funcionamiento con un ventilador de baja presión, reduciendo así el consumo energético y el nivel de ruido. La combustión catalítica requiere calentamiento eléctrico para su inicio. Una vez iniciada la combustión en el lecho catalítico, el calor generado es suficiente para mantener la temperatura requerida por la reacción. En ese momento, se detiene el calentamiento eléctrico, cuyo tiempo de activación es de aproximadamente una hora.
4. Cámara de combustión catalítica RTO que utiliza cerámica de panal como soporte del catalizador de metal precioso, de baja resistencia y buena actividad. Cuando la concentración de vapor supera los 2000 ppm, se puede mantener la combustión espontánea.
5. El incinerador RTO adopta un nuevo material de adsorción de carbón activado: carbón activado en bloque de panal, que se utiliza en grandes volúmenes de aire.
Estado de funcionamiento de la combustión del incinerador RTO:
1. Estado de parada de la combustión. La parada del dispositivo de combustión significa que recibe la orden de parada emitida por la pantalla. La válvula principal de gas se cerrará. Posteriormente, tras la puesta en marcha del sistema, el gas residual se purificará y dispersará, y el disco de combustión se enfriará mediante refrigeración por aire forzado. Transcurrido un tiempo, el ventilador se apagará, el convertidor dejará de funcionar y el quemador se detendrá.
2. Ajuste de la relación aire/combustible del incinerador RTO. El rango de "relación aire/combustible" en el incinerador RTO generalmente se encuentra entre el 4% y el 11%. En las condiciones de combustión, cuando la relación aire/combustible es del 6%, el gas puede lograr un buen efecto de combustión catalítica, de modo que el sistema de combustión no solo puede lograr un buen efecto de combustión catalítica, sino también un buen efecto de combustión. Además, se puede lograr un buen efecto de arranque. La relación aire/combustible del sistema se regula mediante una válvula de presión. Por lo tanto, cuando se cambia el volumen de aire del ventilador, también se puede cambiar la relación aire/combustible, para lograr la combustión del incinerador RTO. Especialmente durante el proceso de arranque, siempre que ajustemos la frecuencia de salida del convertidor, se puede lograr el tiempo de combustión de la llama de ignición requerido para la combustión catalítica de los cambios en la relación aire/combustible.
3. Proceso de inicio de la combustión. Cuando el sistema de control está en estado de espera, el equipo recibirá una entrada de comando para iniciar y luego entrará en el estado de funcionamiento de la combustión. El sistema de control necesita verificar lo anterior y luego purgar nuevamente. La señal de salida en el inversor controlará la rotación del ventilador, porque el volumen de aire es principalmente a través de baja velocidad a baja velocidad de disminución lenta, cuando el aire fresco sopla a través del horno de combustión de disco, para determinar que no hay gas residual en el horno. Durante el proceso de ignición. La operación específica es que el convertidor de frecuencia necesita ser iniciado, y luego la señal de salida de simulación del PLC, de modo que la frecuencia del convertidor de frecuencia aumenta continuamente desde el principio, para alcanzar la frecuencia después del período de tiempo, y luego disminuye para completar el barrido de frecuencia. Vamos primero. Cuando el dispositivo envía una señal de fuego, el encendedor de alta presión funcionará normalmente, pero también es necesario abrir el tubo de ignición sobre la válvula, y se debe prestar especial atención a la ignición de pequeños incendios. Esto se debe a que los sensores UV lo detectan y encienden una pequeña llama, momento en el que se abre la válvula principal. En ese instante, la llama arde en la parte superior de la placa del horno de combustión catalítica hasta alcanzar una temperatura cercana a la de ignición, y entonces se completa todo el proceso de ignición cerrando directamente la válvula de ignición y entrando en la etapa de ajuste de la combustión.
4. Ajuste de la temperatura de combustión del incinerador RTO. Para la regulación de la temperatura del equipo de combustión, podemos ingresar en la pantalla de texto o cambiar la frecuencia de salida del convertidor de frecuencia y ajustar el volumen de aire apropiado. Por lo tanto, cuando el volumen de aire aumenta, la temperatura de combustión será más alta que el valor establecido originalmente, y el convertidor de frecuencia controlado por PLC reducirá la frecuencia de salida, reduciendo así el flujo de aire y estabilizando la temperatura de todo el equipo. Si la frecuencia de salida del convertidor es menor que el valor establecido, pero la capacidad de salida aún es mayor que el valor establecido, el PLC iniciará el temporizador. Si la frecuencia se reduce al punto establecido en el tiempo, el PLC cancelará el temporizador. Si la temperatura es mayor que el valor establecido durante un período de tiempo, el PLC continuará ajustando hasta que se alcance el valor establecido. Después de la operación PID, el PLC controla la frecuencia de salida del convertidor de frecuencia; cuando la temperatura no es suficiente, la frecuencia aumentará, manteniendo así un cierto retardo de tiempo.
El incinerador RTO cuenta con controlador PLC, pantalla de texto, convertidor de frecuencia de velocidad, encendedor, sensor ultravioleta, termopar y otros equipos de control electrónico y ventilador, además de una válvula de presión cero para ajustar la proporción de gas y aire. El proceso de funcionamiento del sistema de control eléctrico de combustión catalítica se divide en tres estados: estado de funcionamiento del quemador, estado de parada y estado de ajuste de parámetros. En el estado de funcionamiento, se divide en proceso de ignición y proceso de combustión. La temperatura es detectada por el termopar instalado y enviada a la pantalla de texto.
El PLC cuenta con un módulo de entrada y salida analógica que detecta la señal de combustión de la llama y la señal de temperatura del termopar. Tras comparar la señal detectada con la señal de ajuste, la frecuencia de salida del convertidor de frecuencia, controlada por una señal eléctrica de 0 a 10 V, ajusta la velocidad del ventilador y mantiene la temperatura de combustión del quemador. Este sistema de control establece la temperatura de referencia. Detecta automáticamente la señal de temperatura del quemador y la compara con la temperatura de ajuste, emitiendo diversas señales de alarma o deteniendo directamente la máquina. La pantalla muestra el caudal de gas, la temperatura de combustión y la salida del convertidor de frecuencia.
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