Dwustopniowy piec utleniający CO z wymianą ciepła

Dwustopniowy piec utleniający CO z wymianą ciepła Defaee to wysokowydajny zintegrowany sprzęt do ochrony środowiska i oszczędzania energii, integrujący utlenianie katalityczne CO, dwustopniowy, wysokowydajny odzysk ciepła, niskociśnieniowe spalanie gazu ziemnego i inteligentną technologię sterowania. Jest szeroko stosowany w przemysłowych systemach oczyszczania gazów spalinowych zawierających CO i odzyskiwaniu ciepła odpadowego w metalurgii, przemyśle chemicznym, materiałach budowlanych i innych gałęziach przemysłu.

Wykorzystując gaz ziemny jako niskociśnieniowe źródło ciepła, urządzenie odzyskuje ciepło odpadowe z wysokotemperaturowych gazów spalinowych krok po kroku poprzez dwustopniową płytową strukturę wymiany ciepła, zapewniając jednocześnie nieszkodliwą obróbkę gazów spalinowych CO i efektywne wykorzystanie energii cieplnej. Dzięki podstawowym zaletom, jakim jest zgodność z wymogami ochrony środowiska, redukcja zużycia energii i stabilna praca, jest to główne rozwiązanie do kompleksowego oczyszczania gazów spalinowych w przemyśle.

Podstawowa zasada działania

Utlenianie katalityczne 1 CO

Po wstępnej obróbce (odpylenie i zatrzymanie pożaru) przemysłowe gazy spalinowe zawierające CO trafiają do komory reakcyjnej pieca. W przypadku katalizatorów z metali szlachetnych (platyna, pallad) katalityczna reakcja utleniania zachodzi w niskiej temperaturze 450-480℃, przekształcając toksyczny CO w nietoksyczny CO₂.

Wzór reakcji: 2CO + O₂ → 2CO₂ (katalizator, 450-480℃)

Ten bezpłomieniowy proces charakteryzuje się wysokim bezpieczeństwem i może jednocześnie rozkładać śladowe LZO w spalinach, aby spełnić krajowe wymagania dotyczące emisji do środowiska.

2 Dwustopniowa wymiana ciepła

Wbudowane dwustopniowe płytowe wymienniki ciepła wykorzystują stopniowane chłodzenie i konstrukcję gradientowej wymiany ciepła, aby zmaksymalizować odzysk ciepła odpadowego z wysokotemperaturowych gazów spalinowych poreakcyjnych:

1. Wymiana ciepła pierwszego stopnia: spaliny o wysokiej temperaturze 480 ℃ trafiają do płytowego wymiennika ciepła pierwszego stopnia, wymieniając ciepło w przeciwprądzie z wlotowymi spalinami o niskiej temperaturze. Temperatura spalin spada do 240-260℃, natomiast gaz wlotowy jest podgrzewany do 200-220℃, co zmniejsza późniejsze zużycie energii na ogrzewanie gazu ziemnego.

2. Wymiana ciepła drugiego stopnia: Wstępnie schłodzone spaliny trafiają do wymiennika ciepła drugiego stopnia, gdzie dalej wymieniają ciepło ze świeżym powietrzem lub czynnikiem niskotemperaturowym. Temperatura spalin spada poniżej 120℃, a stopień odzysku ciepła odpadowego sięga ponad 75%, czyli jest znacznie wyższy niż w przypadku jednostopniowej wymiany ciepła.

3. Regulacja temperatury: Po wymianie ciepła trzy zestawy przepustnic powietrza precyzyjnie regulują spaliny, aby ustabilizować temperaturę wylotową na poziomie około 80 ℃, unikając awarii sprzętu lub zanieczyszczenia termicznego spowodowanego nadmierną temperaturą.

3 Niskociśnieniowe spalanie gazu ziemnego

Urządzenie jest wyposażone w niskociśnieniowy system spalania gazu ziemnego, którego ciśnienie zasilania gazem jest kontrolowane w zakresie 0,02-0,05 MPa w celu dostosowania do przemysłowych warunków gazu niskociśnieniowego. Po precyzyjnym dozowaniu przez zawór redukcyjny ciśnienia, filtr i przepływomierz, gaz ziemny wchodzi do palnika i całkowicie miesza się z powietrzem do spalania, spalając się w niskiej temperaturze w piecu, aby zapewnić stabilne ciepło dla reakcji katalitycznej.

Konstrukcja spalania niskociśnieniowego eliminuje zagrożenia bezpieczeństwa związane ze spalaniem wysokociśnieniowym, przy sprawności spalania przekraczającej 99%. Stężenia emisji NOₓ i CO w spalinach są znacznie niższe od norm krajowych, a koszty operacyjne są o 30%-40% niższe w porównaniu z rozwiązaniami ogrzewania elektrycznego.

Podstawowa struktura wyposażenia

1 Zespół pieca

Piec przyjmuje dwuwarstwową strukturę z odpornej na wysokie temperatury stali węglowej + warstwy izolacyjnej z krzemianu glinu. Warstwa wewnętrzna wytrzymuje temperaturę 600 ℃, a temperatura powierzchni zewnętrznej wynosi ≤50 ℃, aby zminimalizować straty ciepła. Piec podzielony jest na pięć sekcji: część wlotową, część podgrzewania, część reakcji katalitycznej, część dwustopniowej wymiany ciepła i część wylotową. Jest integralnie spawany, co zapewnia dobre właściwości uszczelniające i wyposażony we wbudowany port nadmiarowy ciśnienia zapewniający automatyczną ochronę przed nadciśnieniem.

2 Dwustopniowy moduł wymiany ciepła

Rdzeń składa się z dwóch stopni wysokowydajnych płytowych wymienników ciepła wykonanych ze stali nierdzewnej 304, charakteryzujących się odpornością na wysoką temperaturę, odpornością na korozję i doskonałą wydajnością wymiany ciepła. Dwustopniowe wymienniki ciepła są rozmieszczone szeregowo z płytami prowadzącymi pośrodku, aby zapewnić równomierny przepływ gazów spalinowych. Zoptymalizowany odstęp między płytami zmniejsza opór spalin i zużycie energii wentylatora, a moduł można łatwo zdemontować i wyczyścić w przypadku zapylonych spalin.

3 Niskociśnieniowy system spalania gazu ziemnego

Składa się z rurociągu gazu ziemnego, reduktora niskiego ciśnienia, filtra gazu, zaworu regulującego przepływ, palnika, urządzenia zapłonowego i czujnika płomienia. Zawór redukcyjny stabilizuje ciśnienie gazu na poziomie 0,02-0,05 MPa, a zawór przepływowy precyzyjnie reguluje dopływ gazu. Porowaty palnik wtryskowy zapewnia pełne wymieszanie gazu i powietrza. Automatyczne urządzenie zapłonowe i czujnik płomienia działający w czasie rzeczywistym automatycznie odcinają dopływ gazu w przypadku zaniku płomienia, aby zapobiec wyciekom.

4 Układ reakcji katalitycznej

Zawiera złoże katalizatora z podłożem ceramicznym o strukturze plastra miodu, wypełnione katalizatorami z metali szlachetnych platynowo-palladowych, charakteryzujące się odpornością na zatrucia, odpornością na wysoką temperaturę i żywotnością 2-3 lat. W piecu zainstalowano co najmniej 5 czujników temperatury, które monitorują w czasie rzeczywistym kluczowe punkty temperatury, precyzyjnie kontrolując temperaturę reakcji na poziomie 450-480℃ i zapewniając współczynnik konwersji CO ≥99%.

5 Inteligentny system sterowania

Przyjmując PLC (programowalny sterownik logiczny) z obsługą ekranu dotykowego, integruje kontrolę temperatury, monitorowanie ciśnienia, blokadę gazową, alarmowanie o usterkach i funkcje rejestrowania danych. Obsługuje w pełni automatyczną pracę, uruchamianie/zatrzymywanie jednym klawiszem oraz automatyczną regulację przepływu gazu i otwarcia przepustnicy. Monitoruje różnicę ciśnień, ciśnienie gazu i stan płomienia w czasie rzeczywistym, z automatycznym alarmem i wyłączaniem w przypadku nieprawidłowości, a także obsługuje zdalne monitorowanie i przesyłanie danych.

6 Pomocniczy system bezpieczeństwa

· Urządzenia zatrzymujące ogień i odpylacze na wlocie i wylocie izolują linie produkcyjne od urządzeń do obróbki i przechwytują pył, aby zapobiec zapłonowi wstecznemu i zatykaniu.

· Port nadmiarowy ciśnienia z membraną przeciwwybuchową na górze komory reakcyjnej automatycznie zmniejsza ciśnienie w przypadku nadciśnienia.

· Niezawodne uziemienie metalowej obudowy o rezystancji uziemienia ≤4Ω zapobiega gromadzeniu się ładunków elektrostatycznych i wypadkom porażenia prądem.

Kluczowe zalety wydajności

1 Wysokowydajne oczyszczanie i zgodna emisja

Stopień konwersji katalitycznej CO osiąga ≥99%, przy stężeniu emisji CO ≤50mg/m3 i jednoczesnym usuwaniu LZO, co odpowiada krajowej normie emisji zanieczyszczeń do powietrza dla pieców przemysłowych. Niskociśnieniowe spalanie gazu ziemnego zapewnia emisję NOₓ ≤100mg/m3, bez czarnego dymu i specyficznego zapachu.

2 Wysoki współczynnik odzysku ciepła odpadowego i niezwykła oszczędność energii

Dwustopniowa płytowa konstrukcja wymiany ciepła pozwala na osiągnięcie współczynnika odzysku ciepła odpadowego na poziomie ≥75%, redukując zużycie gazu ziemnego o 20%-25% w porównaniu z jednostopniową wymianą ciepła. Temperatura spalin wynosi ≤120℃, a odzyskane ciepło odpadowe można wykorzystać do wstępnego podgrzewania wlotu, dostarczania ciepłej wody lub ogrzewania, realizując kaskadowe wykorzystanie energii.

3 Praca pod niskim ciśnieniem i wysoka niezawodność

Spalanie gazu pod niskim ciśnieniem (0,02-0,05 MPa) eliminuje ryzyko wycieku pod wysokim ciśnieniem. Liczne blokady bezpieczeństwa (wyłączenie płomienia, przegrzanie, nadciśnienie, zabezpieczenie przed uziemieniem) zapewniają pełną ochronę bezpieczeństwa procesu. Redundantna dwustopniowa konstrukcja wymiany ciepła zapewnia ciągłą pracę nawet w przypadku awarii jednego stopnia.

4 Inteligentne sterowanie i niskie koszty utrzymania

W pełni automatyczne sterowanie PLC nie wymaga personelu dyżurującego i jest proste w obsłudze. Wyświetlanie parametrów w czasie rzeczywistym i automatyczny alarm o usterce umożliwiają szybkie rozwiązywanie problemów. Odłączany wymiennik ciepła i łatwy do wymiany katalizator zmniejszają koszty konserwacji, a całkowita żywotność sprzętu wynosi 10-15 lat.

5 Silne możliwości adaptacji i szerokie zastosowanie

Oczyszcza przemysłowe gazy spalinowe o stężeniu CO 0,5–5% i temperaturze 100–300 ℃, dostosowując się do spalin z wielkiego pieca, spalin z syntezy chemicznej, spalin z pieca i innych warunków pracy. Pasuje do konwencjonalnych przemysłowych gazociągów niskociśnieniowych bez dodatkowej transformacji wysokociśnieniowej.

Dane techniczne (model standardowy)

Wytyczne dotyczące instalacji i uruchomienia

1 Wymagania instalacyjne

1. Zainstaluj na płaskim betonowym podłożu o nośności fundamentu ≥5t/m² i zachowaj wokół przestrzeń konserwacyjną ≥1,5m.

2. W rurociągach gazu ziemnego stosuje się rury stalowe bez szwu z połączeniami spawanymi, które przechodzą próbę szczelności (0,1 MPa, 30 min bez wycieków).

3. Niezawodne uziemienie sprzętu za pomocą żółto-zielonego przewodu uziemiającego ≥4mm², rezystancja uziemienia ≤4Ω.

4. Elastyczne połączenia na rurociągach wlotowych i wylotowych, aby uniknąć uszkodzeń spowodowanych drganiami.

5. Zainstalować manometry różnicowe na wlotach i wylotach wymiennika ciepła, aby monitorować zatykanie.

2 Procedury uruchomienia

1. Uruchomienie bez obciążenia: włącz zasilanie, uruchom wentylator i system sterowania, sprawdź normalne działanie i dokładne wyświetlanie parametrów.

2. Uruchomienie gazu: wprowadzić gaz ziemny do debugowania pod niskim ciśnieniem, potwierdzić brak wycieków z rurociągu, normalny zapłon i stabilny płomień.

3. Odbiór obciążenia: Wprowadzić gazy spalinowe zawierające CO, stopniowo regulować przepływ gazów i tłumiki, aby ustabilizować temperaturę reakcji na poziomie 450–480°C i pracować nieprzerwanie przez 24 godziny po osiągnięciu normy emisji.

4. Uruchomienie blokady: Symulacja awarii płomienia, nadmiernej temperatury i nadmiernego ciśnienia w celu sprawdzenia funkcji alarmu i wyłączenia.

Rutynowa konserwacja

· Codziennie: Sprawdzaj ciśnienie gazu, stan płomienia, temperaturę pieca, różnicę ciśnień i uziemienie oraz zapisuj dane operacyjne.

· Co tydzień: Oczyścić filtr gazu i zabezpieczenie przeciwpożarowe, sprawdzić elastyczność przepustnicy i dokręcić śruby łączące.

· Co miesiąc: Sprawdź złoże katalizatora, oczyść powierzchnię z kurzu i wyczyść płyty wymiennika ciepła, aby zapobiec zatykaniu.

· Co roku: Kompleksowa kontrola izolacji, wymiennika ciepła, palnika i układu sterowania, wymiana starzejących się elementów i kalibracja czujników.

· Długoterminowe wyłączenie: Zamknąć zawory gazowe, spuścić gaz z rurociągu, chronić sprzęt przed kurzem i regularnie wietrzyć, aby zapobiec korozji spowodowanej wilgocią.

Aplikacje i wartość

Sprzęt ten jest szeroko stosowany do oczyszczania gazów spalinowych CO w wielkich piecach metalurgicznych, procesach syntezy chemicznej, piecach do materiałów budowlanych i obróbce cieplnej maszyn. Zapewnia kompleksową wartość: zapewnia nieszkodliwą obróbkę gazów spalinowych zgodnie z wymogami ochrony środowiska, zmniejsza koszty operacyjne poprzez wysokowydajny odzysk ciepła odpadowego, zapewnia bezpieczeństwo produkcji dzięki wielu mechanizmom ochronnym i osiąga zwrot inwestycji w ciągu 1-2 lat dzięki odzyskanym przychodom z ciepła, zapewniając korzystne dla obu stron rozwiązanie w zakresie ochrony środowiska i oszczędzania energii dla przedsiębiorstw przemysłowych.