Regeneratiivne katalüütiline oksüdatsioon

RCO (Regenerative Catalytic Oxidation) seadmed on tõhus lenduvate orgaaniliste ühendite (LOÜ) puhastusseade. Kombineerides katalüütilise oksüdatsiooni tehnoloogia regeneratiivse soojuse taaskasutamise tehnoloogiaga, on sellel kõrge puhastusefektiivsus, madal energiatarve ja lai kasutusala, mistõttu seda kasutatakse laialdaselt tööstusliku orgaanilise heitgaasi töötlemise valdkonnas.

RCO tuum seisneb katalüütilises oksüdatsioonis + regeneratiivses soojustagastuses. See kasutab katalüsaatorit, et vähendada orgaaniliste ainete oksüdatiivseks lagunemiseks vajalikku aktiveerimisenergiat, lagundades orgaanilised heitgaasid madalatel temperatuuridel kahjutuks CO₂ ja H₂O. Vahepeal taastatakse oksüdatsioonireaktsioonis tekkiv soojus regeneraatori kaudu, et saavutada energiasäästlik töö. Kogu protsess on jagatud kolmeks etapiks, mis toimivad tsükliliselt kolme-kambri/mitmekambrilise{6}}kambri regeneratiivse struktuuri alusel:

1.Soojuse salvestamise etapp: Orgaanilised heitgaasid sisenevad regeneraatorisse 1 indutseeritud tõmbeventilaatori kaudu ja läbivad soojusvahetuse kõrgtemperatuurse-regeneraatoriga, mistõttu heitgaasi temperatuur tõuseb kiiresti (ei ole vaja täiendavat kuumutamist ega minimaalset lisakütet).

2.Katalüütilise oksüdatsiooni etapp: Eelsoojendatud heitgaas siseneb katalüütilisse reaktsioonikambrisse. Katalüsaatori (tavaliselt väärismetallid, nagu Pt, Pd või mitte{1}}väärismetallide oksiidid, nagu Mn, Cu) toimel toimub oksüdatsioonireaktsioon madalal temperatuuril 250–400 kraadi. Orgaanilised saasteained lagunevad täielikult CO₂-ks ja H2O-ks, samal ajal eraldub suur hulk reaktsioonisoojust.

3.Soojuse taastamise etapp: Kõrgel temperatuuril -puhastatud gaas siseneb regeneraatorisse 2, kandes soojust regeneraatorisse (regeneraatori temperatuur tõuseb kuni soojuse täieliku salvestamiseni). Pärast seda, kui puhastatud gaasi temperatuur on oluliselt langenud, juhitakse see korstna kaudu välja kuni standardini. Kui regeneraator 1 ja regeneraator 2 lõpetavad ühe soojusvahetustsükli, vahetatakse õhuvoolu suunda tagasikäiguventiili kaudu. Algsest regeneraatorist 1 saab soojust vabastav pool ja regeneraatorist 2 soojuse neeldumise pool. See tsükkel jätkub, soojustagastuse efektiivsus on üle 90%.

1. Põhistruktuur

Standardne RCO-seade koosneb peamiselt järgmistest süsteemidest:

Regeneratiivne süsteem: südamikuks on regeneraator (enamasti keraamiline kärgstruktuuriga, millel on suur eripind ja hea soojusjuhtivus), mis on jagatud 2–5 regeneraatoriks. Õhuvoolu lülitamine saavutatakse pöördventiilide kaudu.

Katalüütiline reaktsioonisüsteem: sisaldab katalüsaatorikihti ja reaktori kesta. Katalüsaatori kandja on enamasti keraamiline või metallist kärgstruktuuri, mille aktiivsed komponendid on laetud kattekihile.

Küttesüsteem: lisaelektriline kütteseade või gaasikütteseade, mida kasutatakse ainult käivitusfaasis-või siis, kui heitgaasi kontsentratsioon on liiga madal, et säilitada katalüütiliseks oksüdatsiooniks vajalikku temperatuuri.

Tagurdussüsteem: Pneumaatilised või elektrilised tagurdusventiilid, mis reguleerivad õhuvoolu suunda, lülitussagedusega tavaliselt 1–5 minutit tsükli kohta.

Juhtsüsteem: PLC juhtkapp, mis{0}}reaalajas jälgib selliseid parameetreid nagu temperatuur, rõhk ja heitgaaside kontsentratsioon ning reguleerib automaatselt küttevõimsust ja ümberpööramissagedust.

2. Levinud tüübid

Valiku põhiparameetrid on heitgaaside maht, lenduvate orgaaniliste ühendite kontsentratsioon, saasteaine tüüp ja töötemperatuur. Järgmine on standardiseeritud valiku sobitamise tabel:

RCO sobib keskmise-madala kontsentratsiooni, suure õhuhulga ja keeruka koostisega orgaaniliste heitgaaside töötlemiseks. See sobib eriti hästi süsivesinikke, alkohole, estreid, ketoone ja muid orgaanilisi aineid sisaldavate heitgaaside töötlemiseks. Tüüpilised rakendusväljad hõlmavad järgmist:

Kattetööstus: heitgaaside töötlemine autode katmiseks, mööbli pihustamiseks, masinate katmiseks ja kodumasinate pihustamiseks.

Keemiatööstus: orgaanilised heitgaasid, mis tekivad naftakeemiatoodetest, pestitsiididest, farmaatsiatoodete vahetootmisest ja katete tootmisest.

Trüki- ja pakenditööstus: lenduvate orgaaniliste ühendite heitgaaside töötlemine sügavtrüki-, flekso- ja lamineerimisprotsesside jaoks.

Kummi- ja plastitööstus: heitgaaside töötlemine plasti granuleerimiseks, kummi vulkaniseerimiseks ja sünteetilise naha tootmiseks.

Muud tööstusharud: orgaanilised heitgaasid sellistes valdkondades nagu elektroonikakomponentide puhastamine, toiduainete pakendamine ja liimide tootmine.

1. Põhilised eelised

Kõrge puhastamise efektiivsus: lenduvate orgaaniliste ühendite eemaldamise määr võib ulatuda 95% ~ 99%, mis vastab rangetele heitestandarditele.

Madal tööenergiatarve: regeneraator taastab oksüdatsioonisoojuse soojustagastuskiirusega ＞90%. Kui lenduvate orgaaniliste ühendite kontsentratsioon on suurem kui 800 mg/m³ või sellega võrdne, saab isesäästva töö saavutada ilma täiendava kuumutamiseta.

Lai kasutusala: see suudab käsitleda erinevat tüüpi orgaanilisi heitgaase ja kohaneda suurte kontsentratsioonikõikumistega töötingimustega.

Hea ohutusvõime: Oksüdatsioonireaktsiooni temperatuur on madal (palju madalam kui RTO 800–1000 kraadi), lahtise leegiga põlemise oht puudub ja NOₓ sekundaarse reostuse tekke oht on väike.

Pikk kasutusiga: katalüsaatori eluiga võib ulatuda 2–5 aastani ja regeneraatori eluiga võib ulatuda 8–10 aastani, mille tulemuseks on madalad hoolduskulud.

2. Piirangud

See ei sobi heitgaaside jaoks, mis sisaldavad raskmetalle või liiga kõrge tolmukontsentratsiooniga, mis nõuavad eeltöötlusprotsesse-, nagu tolmu eemaldamine ja raskmetallide eemaldamine.

Katalüsaator on altid mürgistusele. Väävlit, fosforit, halogeene ja muid aineid sisaldavad heitgaasid vajavad eeltöötlemist; vastasel juhul deaktiveeritakse katalüsaator.

Esialgse investeeringu maksumus on kõrgem kui selliste tehnoloogiate puhul nagu aktiivsöe adsorptsioon, mistõttu see sobib pikaajaliseks{0}}töötamiseks keskmistele ja suurtele ettevõtetele.