Sistema de oxidación térmica regenerativa RTO para tratamiento de gases de combustión industriales COV
04-11-2024
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 de alta temperatura, que puede eliminar eficazmente las sustancias nocivas en los gases residuales y lograr un efecto de tratamiento de gases residuales eficiente.
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 de utilización de energía y reduce el costo 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 mientras trata los gases residuales, lo que tiene importantes ventajas en materia de protección del medio ambiente y ahorro de energía.
4. Amplio alcance de aplicación: el sistema de oxidación térmica regenerativa RTO es adecuado para varios 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 ultra bajo, 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 más del 99%; Sin NOX y 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 La principal característica del sistema de tratamiento de gases residuales del oxidante catalítico regenerativo (RTO) es que el gas residual orgánico combustible experimenta una reacción de oxidación térmica a 780-1100 °C para generar dióxido de carbono y agua. Si la materia orgánica contiene halógenos y otros elementos, se forman productos de oxidación y haluro de hidrógeno. El gas de escape se calienta primero hasta alcanzar una temperatura cercana a la de oxidación térmica a través del acumulador de calor y luego ingresa a la cámara de combustión para su oxidación térmica. La temperatura del gas oxidado aumenta y la materia orgánica se convierte básicamente en dióxido de carbono y agua. Tras la purificación, el gas puede descargarse tras pasar por otro acumulador de calor, donde la temperatura desciende y cumple con la norma de emisiones. Los diferentes acumuladores de calor se transforman con el tiempo mediante válvulas de conmutación o dispositivos rotatorios para absorber y liberar calor, respectivamente.
El tratamiento de gases de escape con oxidante RTO es un método común para tratar COV, y sus respectivos principios de funcionamiento difieren. El principio de funcionamiento del RTO de dos cámaras consta de dos partes: una cámara de almacenamiento de calor y una cámara de incineración. El calor almacenado en el cuerpo de almacenamiento de calor se absorbe primero y luego ingresa a la cámara de incineración para su posterior combustión. En este punto, la temperatura puede superar los 700 grados, y los componentes orgánicos se descomponen en dióxido de carbono y agua. Este tratamiento de gases de escape del RTO de dos cámaras se alterna para reducir el consumo de combustible.
Además del tratamiento de gases de escape RTO de las dos cámaras, existen tres cámaras: dos de almacenamiento de calor y una de incineración. La razón por la que hay una cámara más 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, al descargar la cámara de almacenamiento de calor 1, se purga la cámara de almacenamiento de calor 2, alternando así el funcionamiento continuo, aprovechando al máximo el calor residual y aumentando la eficiencia. Por lo tanto, muchos talleres utilizan este método de tratamiento de gases residuales, que se trata adecuadamente y luego se descarga.
En comparación con los sistemas de dos y tres cámaras, el tratamiento de gases de escape RTO ofrece opciones de tipo rotatorio. Su principio de funcionamiento consiste en dividir el cuerpo de almacenamiento de calor en varias áreas sectoriales independientes, mediante la rotación continua del mismo, para lograr una rotación periódica de enfriamiento y calentamiento, lo que permite un funcionamiento continuo y alternado. Sus ventajas son un menor tamaño, un funcionamiento más estable y sin impactos, una larga vida útil de los componentes principales del equipo y bajos requisitos de potencia reactiva.
El oxidador térmico regenerativo RTO es un equipo eficiente para el tratamiento de gases orgánicos residuales. Comparado con el horno de oxidación térmica (TO) de combustión química tradicional y combustión directa, presenta una alta eficiencia térmica (≥95%), un bajo costo operativo y puede manejar grandes volúmenes de aire y bajas concentraciones de gases residuales. Cuando la concentración es ligeramente superior, también puede realizar una recuperación secundaria de calor residual, lo que reduce considerablemente los costos de producción y operación. El principio del tratamiento de gases residuales RTO consiste en oxidar la materia orgánica (COV) del gas residual en dióxido de carbono y agua a alta temperatura, para purificarlo y recuperar el calor liberado durante su descomposición. La eficiencia de descomposición de gases residuales RTO de tres cámaras supera el 99% y la eficiencia de recuperación de calor supera 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 un bajo coste operativo y un consumo de combustible ultrabajo. Cuando la concentración de gases de escape orgánicos supera las 450 ppm, la unidad RTO no necesita añadir combustible auxiliar. Alta tasa de purificación: la de dos lechos RTO supera el 98 % y la de tres lechos, el 99 %. Sin NOX ni otros contaminantes secundarios. Control automático y hoja de operación. Alta seguridad.
El sistema de oxidación RTO se utiliza ampliamente en las industrias de recubrimiento de automóviles, petroquímica, embalaje e impresión, farmacéutica, recubrimiento y gestión de COV. Para gases residuales orgánicos industriales de gran volumen de aire, baja concentración y composición compleja, se han utilizado con éxito, obteniendo resultados evidentes, ya sean gases de escape orgánicos de alta concentración o gases de escape de recubrimiento, así como gases de escape con olor. (Los vapores de mercurio, plomo, estaño, zinc y otros metales, así como la presencia de fósforo, fosfuro, arsénico, etc., con el paso del tiempo, cubren la superficie del catalizador, lo que provoca su pérdida de actividad; la presencia de halógenos y grandes cantidades de vapor de agua inactivan temporalmente el catalizador).
El sistema Rto se puede utilizar junto con una pantalla de filtro de zeolita para garantizar estándares estables de descarga de gases de escape.
El principio básico de construcción y estructura del equipo rto
1. En el área de circulación del sistema RTO, el gas de escape se adsorbe en el corredor de concentración, se desorbe después del tratamiento con aire caliente y se concentra de 5 a 15 veces.
2. El área de concentración de la rueda de zeolita se divide en área de tratamiento, área de circulación y área de condensación. La rueda de concentración funciona continuamente en cada área de trabajo.
3, en el concentrador, enfriamiento en el área no saturada, a través del área no saturada del aire, recalentamiento para el aire circulante, para lograr el efecto de ahorro de energía.
4. Tras ser filtrado por el prefiltro, el gas de escape ingresa al área de tratamiento del canal de concentración. Se utiliza un adsorbente para adsorber y eliminar el aire del área de tratamiento, y el aire purificado se descarga a través de la sección de tratamiento del canal de concentración.
El equipo de tratamiento de gases de escape Rto concentra gases de escape de gran volumen de aire y baja concentración en gases de escape de alta concentración y pequeño volumen de aire, lo que reduce el costo de entrada y el costo operativo del equipo y mejora la tasa de tratamiento de gases de escape. Utilizando el dispositivo de tratamiento de gases residuales de combustión directa con corredor sin zeolita, la recuperación de la combustión de grandes volúmenes de aire y bajas concentraciones de gases residuales, no solo de gran volumen, sino también de altos costos operativos. La concentración del corredor 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 de 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 después del tratamiento con aire caliente. Después de que el concentrador se enfría en el área de enfriamiento, el aire de recirculación se calienta a través del área de enfriamiento para lograr el propósito de ahorro de energía.
El equipo Rto es adecuado para altas velocidades de viento superiores a 600 metros cúbicos (CMM) por minuto, COV, concentraciones de hidrocarburos OC entre 500-1000 ppm. Sin embargo, si el gas de escape contiene muchas sustancias de alto punto de ebullición, no es adecuado para el tratamiento único o directo por el sistema. Los COV de alto punto de ebullición son fáciles de adsorber en la rueda de zeolita, pero debido a la consideración de estabilidad del diseño del sistema, la temperatura de los COV de alto punto de ebullición no es alta, la desorción es difícil, los COV de alto punto de ebullición son fáciles de acumular, ocupan la posición de adsorción, afectando el rendimiento general del sistema. Si el gas de escape contiene una gran cantidad de materia de alto punto de ebullición, para utilizar el sistema de adsorción y concentración de zeolita para el control, se recomienda instalar un condensador, una red de carbón activado, un eliminador de niebla y otros dispositivos en el extremo frontal del sistema, que puedan tratar los COV de alto punto de ebullición. Sin embargo, cuando los gases de escape contienen partículas con una alta concentración, es necesario instalar un dispositivo de tratamiento de partículas en la parte frontal de la rueda de zeolita para evitar su deposición en la estructura de panal. Si bien el dispositivo de filtro más simple consiste en una sola capa, solo filtra eficazmente partículas grandes y no es capaz de procesar partículas pequeñas. Por lo tanto, no es adecuado para ninguna de las dos plantas de la fábrica, y la vida útil de la rueda de zeolita es muy limitada. No obstante, si la nueva planta propuesta puede mantener el equipo de tratamiento de partículas (como el dispositivo de eliminación de polvo con bolsa), se puede prolongar la vida útil de la rueda de zeolita.
La selección y optimización de equipos de RTO sientan las bases para las emisiones estándar. Debido a la gran cantidad de componentes presentes en los gases de escape, la calidad de estos equipos afecta directamente su funcionamiento y su efecto de purificación. Por lo tanto, la descarga estándar se basa en dos principios. No todas las funciones de los equipos de RTO están completas, sino que la purificación se centra en el objetivo. Por lo tanto, los gases de escape contienen partículas, halógenos, metales pesados y otros compuestos que interfieren con el equipo de RTO e incluso anulan su efecto de purificación. Por lo tanto, antes de entrar en el equipo de RTO, se eliminan estos compuestos. El sistema de pretratamiento del proceso de tratamiento de gases residuales suele contener partículas, pintura, metales pesados, compuestos 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 posterior. El pretratamiento suele utilizar preprocesadores, purificadores de cortina de agua, purificadores por aspersión, colectores de polvo y otros equipos y accesorios de purificación. Los equipos de oxidación fotocatalítica reaccionan con el agua (H₂O) y el oxígeno (O₂) adsorbidos en la superficie de los gases de escape para generar radicales hidroxilo activos y radicales anión superóxido, que pueden convertirse en diversos gases de escape, como hidrocarburos, aldehídos, fenol, alcoholes, sulfhidrilos, benceno y amoníaco. Mediante la oxidación fotocatalítica, compuestos como óxidos y sulfuros de amoníaco y COV inorgánicos se reducen a dióxido de carbono (CO₂), agua (H₂O) y otras sustancias no peligrosas.
En el proceso de un equipo de oxidación térmica regenerativa (RTO), los gases de escape se envían al intercambiador de calor mediante un ventilador a través de la tubería para su calentamiento, y luego a la cámara de calentamiento para alcanzar la temperatura inicial requerida por el equipo. Los gases de escape calentados se queman a través de la capa de catalizador. Gracias al efecto del catalizador, la temperatura inicial de combustión de los gases de escape en el método de RTO es de aproximadamente 250-300 °C. Esta temperatura es inferior a la del método de combustión directa (670-800 °C), por lo que el consumo de energía es mucho menor. Al mismo tiempo, bajo la acción del catalizador, el calor generado por el gas tras la reacción, el gas a alta temperatura, vuelve al intercambiador de calor, se enfría mediante el intercambio térmico y se descarga a la atmósfera mediante el ventilador a una temperatura más baja. Dado que los gases de escape están compuestos por muchos componentes, la calidad del equipo de RTO afecta directamente su funcionamiento y su efecto de purificación. Por lo tanto, las emisiones estándar son dos principios. No todas las funciones del equipo de RTO están completas; la purificación se centra en el objetivo. Por lo tanto, el gas de escape contiene partículas, metales pesados de gases de escape halógenos y otros compuestos que interfieren con el equipo RTO e incluso anulan el efecto de purificación. Por lo tanto, estos compuestos se purifican antes de ingresar al 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 reactivas 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 bajo la condición de una temperatura de ignición más baja, y oxidarse y descomponerse en CO₂ y H₂O, mientras se libera una gran cantidad de energía térmica.
Precauciones para el manejo de equipos oxidantes RTO:
1. No hay gas corrosivo en el sitio de instalación del equipo oxidante térmico rto y existen buenas medidas de prevención de lluvia;
2. La composición de los gases de escape no debe contener las siguientes sustancias: grasas de alta viscosidad, como fósforo, bismuto, arsénico, antimonio, mercurio, plomo o estaño; polvo en buena concentración;
3. El equipo oxidante rto requiere fuente de alimentación: CA trifásica 380 V frecuencia 50 Hz;
4. Al seleccionar el equipo oxidante catalítico regenerativo, indique la composición, concentración y temperatura de entrada y salida de los gases de escape;
Características del equipo oxidante térmico Rto: La combustión catalítica de gases de escape, con baja temperatura de ignición y ahorro de energía en comparación con la combustión directa, ofrece las características de baja temperatura de ignición y un bajo consumo de energía. 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 de un incinerador RTO en un proceso catalítico debe basarse en la situación específica. Para grandes volúmenes, el proceso de construcción de los componentes, como el precalentador y el reactor, debe instalarse entre la conexión de la tubería. Para pequeñas cantidades, se pueden utilizar incineradores catalíticos para combinar precalentamiento y reacción, pero se debe prestar atención a la distancia de ajuste entre la sección de precalentamiento y la de reacción. Los incineradores RTO tienen diferentes emisiones y gases de escape, y cuentan con diferentes procesos tecnológicos. Sin embargo, independientemente del proceso adoptado, consta de las siguientes unidades de proceso. Durante el funcionamiento de un incinerador RTO, durante la catálisis de gases residuales, estos pueden mezclarse fácilmente con aire a alta temperatura, lo cual constituye un problema importante. Por lo tanto, es necesario controlar la proporción de mezcla de material y aire para que se mantenga en el límite inferior. Por otro lado, se deben instalar dispositivos y medidas de monitoreo para la catálisis. El detector de señales del sistema de control automático se instala en la salida de aire para detectar automáticamente la concentración de gases de escape y transmitir los datos de concentración al controlador PLC. El controlador PLC emite instrucciones de control según los datos transmitidos para controlar la apertura y el cierre automáticos de la válvula de entrada de aire y la válvula de entrada de combustión catalítica en la entrada de aire. La purificación continua de la capa de adsorción de carbón activado se realiza mediante su desorción en tiempo real. 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 gas residual adsorbido, desorbido con el gas de escape después de la combustión catalítica, 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: materiales, rendimiento estable, estructura simple, práctico, ahorro de energía y ausencia de contaminación secundaria. El equipo ocupa poco espacio y es ligero. El lecho de adsorción adopta una estructura de cajón, lo que facilita su carga y reemplazo.
3. El incinerador RTO consume poca energía gracias a la baja resistencia del lecho, lo que permite su funcionamiento con un ventilador de baja presión, lo que se traduce en un menor consumo de energía y un menor nivel de ruido. La combustión catalítica requiere calentamiento eléctrico para su inicio. Tras el inicio de la combustión catalítica en el lecho catalítico, el calor de combustión es suficiente para mantener la temperatura requerida por la reacción. En este momento, el calentamiento eléctrico se detiene y el tiempo de inicio es de aproximadamente una hora.
4. Cámara de combustión catalítica RTO con cerámica de panal como soporte del catalizador de metal precioso, de baja resistencia y buena actividad. Cuando la concentración de vapor supera las 2000 ppm, se mantiene 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 operación de combustión del incinerador RTO:
1. Estado de parada de 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. Tras la implementación del sistema, el gas residual se purificará y dispersará, y el disco de combustión se enfriará mediante refrigeración por aire forzado. Tras un tiempo, el ventilador se apaga, el convertidor deja de funcionar y el quemador deja de funcionar.
2. Ajuste de la relación de combustión/aire del incinerador RTO. El rango de la relación gas/aire en un incinerador RTO generalmente oscila entre el 4 % y el 11 %. En condiciones de combustión, con una relación gas/aire del 6 %, el gas puede lograr un buen efecto de combustión catalítica, lo que permite que el sistema de combustión no solo logre un buen efecto de combustión catalítica, sino que también mejore la tasa de calor obtenida. Además, se logra un buen efecto de arranque. La relación de gas del sistema se regula mediante una válvula de presión. Por lo tanto, al variar el volumen de aire del ventilador, también se puede modificar la relación combustión/aire, lo que permite la combustión del incinerador RTO. Especialmente durante el arranque, al ajustar la frecuencia de salida del convertidor, se puede lograr el tiempo de combustión de la llama de ignición requerido para la combustión catalítica, considerando los cambios en la relación combustible/aire.
3. Proceso de arranque de la combustión. Cuando el sistema de control está en modo de espera, el equipo recibe una señal de arranque y entra en el modo de combustión. El sistema de control debe realizar una comprobación y purgar de nuevo. La señal de salida del inversor controla la rotación del ventilador, ya que el volumen de aire disminuye gradualmente de baja a baja velocidad cuando el aire fresco fluye a través del horno de combustión de disco para determinar la ausencia de gases residuales. Durante el proceso de encendido, el convertidor de frecuencia debe iniciarse y, a continuación, la señal de salida de simulación del PLC, para que la frecuencia del convertidor aumente continuamente desde el inicio hasta alcanzar la frecuencia establecida, y luego disminuya para completar el barrido de frecuencia. Veamos primero. Cuando el dispositivo emite una señal de incendio, el encendedor de alta presión funciona con normalidad, pero también es necesario abrir el tubo de encendido por encima de la válvula, prestando especial atención al encendido de incendios pequeños. Esto se debe a que los sensores UV lo detectan y encienden un pequeño fuego, momento en el cual se abre la válvula principal. En este momento, la llama se quema en la parte superior de la placa del horno de combustión catalítica hasta que se acerca a la temperatura de ignición. Posteriormente, todo el proceso de ignición puede completarse 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 regular la temperatura del equipo de combustión, se puede introducir información en la pantalla o modificar la frecuencia de salida del convertidor de frecuencia para ajustar el volumen de aire adecuado. Por lo tanto, al aumentar el volumen de aire, la temperatura de combustión superará el valor establecido, y el PLC controlará el convertidor de frecuencia reduciendo 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 inferior al valor establecido, pero la capacidad de salida sigue siendo superior, el PLC iniciará la temporización. Si la frecuencia se reduce al valor establecido, el PLC abandonará la temporización. Si la temperatura supera el valor establecido durante un tiempo, el PLC continuará ajustando hasta alcanzarlo. Tras la operación PID, el PLC controla la salida de frecuencia del convertidor de frecuencia; si la temperatura es insuficiente, la frecuencia aumenta, manteniendo así un cierto retardo.
Incinerador RTO con controlador PLC, pantalla de texto, velocidad de conversión de frecuencia, encendedor, sensor ultravioleta, termopar y otros equipos de control electrónico, además de ventilador. Además, cuenta con una válvula de presión cero para ajustar la proporción de gas y aire. El 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 estado de funcionamiento, se divide en proceso de encendido y proceso de combustión. La temperatura se detecta mediante el termopar instalado y se envía 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 la comparación, la señal detectada y la señal de ajuste se combinan. Mediante la señal eléctrica de 0~10 V, la frecuencia de salida del convertidor de frecuencia 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, emite diversas señales de alarma o detiene la máquina directamente. La pantalla muestra el caudal de gas, la temperatura de combustión y la salida del convertidor de frecuencia.
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