Regeneracinė katalizinė oksidacija

RCO (Regenerative Catalytic Oxidation) įranga yra efektyvus lakiųjų organinių junginių (LOJ) apdorojimo įrenginys. Sujungus katalizinės oksidacijos technologiją su regeneracine šilumos atgavimo technologija, jis pasižymi dideliu valymo efektyvumu, mažu energijos suvartojimu ir plačiu pritaikymo spektru, todėl plačiai naudojamas pramoninių organinių išmetamųjų dujų apdorojimo srityje.

RCO esmė yra katalizinė oksidacija + regeneracinis šilumos atgavimas. Jame naudojamas katalizatorius, skirtas sumažinti aktyvacijos energiją, reikalingą organinių medžiagų oksidaciniam skaidymui, organines išmetamąsias dujas skaidant į nekenksmingas CO₂ ir H2O esant žemai temperatūrai. Tuo tarpu oksidacijos reakcijos metu susidariusi šiluma atgaunama per regeneratorių, kad būtų galima taupyti energiją. Visas procesas yra padalintas į tris etapus, veikiančius cikliškai, remiantis trijų{5}}kamerų / kelių{6}}kamerų regeneracine struktūra:

1.Šilumos kaupimo pakopa: Organinės išmetamosios dujos patenka į regeneratorių 1 per suaktyvintą ventiliatorių ir vyksta šilumos mainai su aukštos temperatūros regeneratoriumi, todėl išmetamųjų dujų temperatūra greitai pakyla (nereikia papildomo šildymo ar minimalaus papildomo šildymo).

2.Katalizinės oksidacijos etapas: Iš anksto pašildytos išmetamosios dujos patenka į katalizinės reakcijos kamerą. Veikiant katalizatoriui (dažniausiai tauriesiems metalams, pvz., Pt, Pd, arba ne-tauriųjų metalų oksidams, pvz., Mn, Cu), oksidacijos reakcija vyksta žemoje 250–400 laipsnių temperatūroje. Organiniai teršalai visiškai suskaidomi į CO₂ ir H₂O, o reakcijos metu išsiskiria daug šilumos.

3.Šilumos atkūrimo etapas: Aukštos{0}}temperatūros išgrynintos dujos patenka į 2 regeneratorių, perduodamos šilumą į regeneratorių (regeneratoriaus temperatūra pakyla iki visiško šilumos kaupimo). Žymiai sumažinus išgrynintų dujų temperatūrą, jos iki standartinės išleidžiamos per kaminą. Kai Regeneratorius 1 ir Regeneratorius 2 baigia vieną šilumos mainų ciklą, oro srauto kryptis perjungiama per reversinį vožtuvą. Originalus Regeneratorius 1 tampa šilumos išleidimo puse, o Regeneratorius 2 – šilumos sugėrimo puse. Šis ciklas tęsiasi, šilumos atgavimo efektyvumas viršija 90%.

1. Pagrindinė struktūra

Standartinį RCO įrenginį daugiausia sudaro šios sistemos:

Regeneracinė sistema: šerdis yra regeneratorius (daugiausia keraminis korio pluoštas, turintis didelį specifinį paviršiaus plotą ir gerą šilumos laidumą), padalintas į 2–5 regeneratorius. Oro srauto perjungimas pasiekiamas per reversinius vožtuvus.

Katalizinės reakcijos sistema: apima katalizatoriaus sluoksnį ir reaktoriaus korpusą. Katalizatoriaus nešiklis dažniausiai yra keraminis arba metalinis korio pluoštas, o ant dangos įdėta aktyvių komponentų.

Šildymo sistema: pagalbinis elektrinis šildytuvas arba dujinis šildytuvas, naudojamas tik paleidimo-fazėje arba kai išmetamųjų dujų koncentracija yra per maža, kad būtų palaikoma katalizinei oksidacijai reikalinga temperatūra.

Atbulinės eigos sistema: Pneumatiniai arba elektriniai atbulinės eigos vožtuvai, valdantys oro srauto kryptį, kurių perjungimo dažnis paprastai yra 1–5 minutės per ciklą.

Valdymo sistema: PLC valdymo spinta, kuri realiuoju laiku{0}}stebi parametrus, tokius kaip temperatūra, slėgis ir išmetamųjų dujų koncentracija, ir automatiškai reguliuoja šildymo galią bei atbulinės eigos dažnį.

2. Dažni tipai

Pagrindiniai pasirinkimo parametrai yra išmetamųjų dujų tūris, LOJ koncentracija, teršalo tipas ir darbo temperatūra. Toliau pateikiama standartizuota pasirinkimo atitikimo lentelė:

RCO tinka vidutinės{0}}mažos koncentracijos, didelio oro tūrio ir sudėtingos sudėties organinėms išmetamosioms dujoms valyti. Jis ypač tinka išmetamųjų dujų, turinčių angliavandenilių, alkoholių, esterių, ketonų ir kitų organinių medžiagų, valymui. Įprasti taikymo laukai apima:

Dengimo pramonė: automobilių dengimo, baldų purškimo, inžinerinių mašinų dengimo ir buitinės technikos purškimo išmetamųjų dujų apdorojimas.

Chemijos pramonė: organinės išmetamosios dujos, susidarančios iš naftos chemijos produktų, pesticidų, farmacijos tarpinės gamybos ir dangų gamybos.

Spausdinimo ir pakavimo pramonė: LOJ išmetamųjų dujų apdorojimas giliaspaudės, fleksografinės spaudos ir laminavimo procesams.

Gumos ir plastiko pramonė: atliekų dujų apdorojimas plastiko granuliavimui, gumos vulkanizavimui ir sintetinės odos gamybai.

Kitos pramonės šakos: organinės išmetamosios dujos tokiose srityse kaip elektroninių komponentų valymas, maisto pakavimas ir klijų gamyba.

1. Pagrindiniai privalumai

Didelis valymo efektyvumas: LOJ pašalinimo greitis gali siekti 95% ~ 99%, atitinkantis griežtus emisijos standartus.

Mažos eksploatacinės energijos sąnaudos: regeneratorius atgauna oksidacijos šilumą, kai šilumos atgavimo greitis yra ＞90%. Kai LOJ koncentracija yra didesnė arba lygi 800 mg/m³, savaime{3}}palaikantis veikimas gali būti pasiektas be papildomo šildymo.

Platus pritaikymo spektras: gali apdoroti įvairių tipų organines išmetamąsias dujas ir prisitaikyti prie darbo sąlygų, kai svyruoja dideli koncentracijos svyravimai.

Geros saugos savybės: Oksidacijos reakcijos temperatūra yra žema (daug žemesnė nei RTO 800–1000 laipsnių), nėra atviros liepsnos degimo pavojaus ir maža tikimybė, kad susidarys antrinė NOₓ tarša.

Ilgas tarnavimo laikas: katalizatoriaus tarnavimo laikas gali siekti 2–5 metus, o regeneratoriaus - 8–10 metų, todėl priežiūros išlaidos yra mažos.

2. Apribojimai

Jis netinka išmetamosioms dujoms, kuriose yra sunkiųjų metalų arba kurių dulkių koncentracija yra per didelė, todėl reikia atlikti išankstinį{0}}apdorojimą, pvz., dulkių ir sunkiųjų metalų pašalinimą.

Katalizatorius yra linkęs apsinuodyti. Atliekas dujas, kuriose yra sieros, fosforo, halogenų ir kitų medžiagų, reikia iš anksto{1}}apdoroti; priešingu atveju katalizatorius bus išjungtas.

Pradinės investicijos sąnaudos yra didesnės nei technologijų, pvz., aktyvintosios anglies adsorbcijos, kaina, todėl ji tinkama ilgalaikiam{0}} vidutinių ir didelių įmonių veikimui.