Tweetraps CO-oxidatieoven met warmtewisseling

Defaee tweetraps CO-oxidatieoven met warmtewisseling is een hoogwaardige, geïntegreerde milieubeschermings- en energiebesparende apparatuur, die CO-katalytische oxidatie, tweetraps hoogefficiënte warmteterugwinning, lagedruk-aardgasverbranding en intelligente regeltechnologie integreert. Het wordt op grote schaal ingezet voor CO-bevattende industriële uitlaatgaszuiverings- en afvalwarmteterugwinningssystemen in de metallurgie, de chemische industrie, de bouwmaterialenindustrie en andere industrieën.

Door aardgas als lagedrukwarmtebron te gebruiken, recupereert de apparatuur stap voor stap afvalwarmte uit rookgas met hoge temperatuur via een tweetraps platenwarmtewisselingsstructuur, waardoor een onschadelijke behandeling van CO2-uitlaatgas en tegelijkertijd een efficiënt gebruik van thermische energie wordt gerealiseerd. Met kernvoordelen op het gebied van naleving van de milieuvoorschriften, vermindering van het energieverbruik en een stabiele werking, is het een mainstream-oplossing voor uitgebreide industriële uitlaatgasbehandeling.

Kernwerkingsprincipe

1 CO Katalytische oxidatie

Na voorbehandeling (stofverwijdering en brandbestrijding) komt CO-houdend industrieel uitlaatgas de reactiekamer van de oven binnen. Met edelmetaalkatalysatoren (platina, palladium) vindt een katalytische oxidatiereactie plaats bij een lage temperatuur van 450-480℃, waarbij giftig CO wordt omgezet in niet-giftig CO₂.

Reactieformule: 2CO + O₂ → 2CO₂ (katalysator, 450-480℃)

Dit vlamloze proces biedt een hoge veiligheid en kan tegelijkertijd sporen van VOS in uitlaatgassen afbreken om aan de nationale milieu-emissie-eisen te voldoen.

2 Tweetraps warmte-uitwisseling

De ingebouwde tweetraps platenwarmtewisselaars gebruiken een ontwerp met gegradueerde koeling en gradiëntwarmtewisseling om de terugwinning van restwarmte uit rookgas met hoge temperatuur na de reactie te maximaliseren:

1. Warmte-uitwisseling in de eerste fase: rookgas met een hoge temperatuur van 480 ℃ komt de platenwarmtewisselaar van de eerste fase binnen en wisselt warmte in tegenstroom uit met inlaatuitlaatgas op lage temperatuur. De rookgastemperatuur daalt tot 240-260℃, terwijl het inlaatgas wordt voorverwarmd tot 200-220℃, waardoor het daaropvolgende energieverbruik voor aardgasverwarming wordt verminderd.

2. Warmte-uitwisseling in de tweede fase: het voorgekoelde rookgas komt de warmtewisselaar in de tweede fase binnen en wisselt warmte verder uit met verse lucht of medium met lage temperatuur. De rookgastemperatuur daalt tot onder de 120℃ en het terugwinningspercentage van afvalwarmte bedraagt ​​meer dan 75%, veel hoger dan bij eentraps warmte-uitwisseling.

3. Temperatuurregeling: Na de warmte-uitwisseling passen drie sets luchtdempers het rookgas nauwkeurig aan om de afvoertemperatuur op ongeveer 80 ℃ te stabiliseren, waardoor uitval van apparatuur of thermische vervuiling veroorzaakt door te hoge temperaturen wordt vermeden.

3 Lagedruk verbranding van aardgas

De apparatuur is uitgerust met een aardgasverbrandingssysteem onder lage druk, waarbij de gastoevoerdruk wordt geregeld op 0,02-0,05 MPa om zich aan te passen aan industriële lagedrukgasomstandigheden. Na nauwkeurige dosering via een drukreduceerventiel, filter en debietmeter komt aardgas de brander binnen en mengt zich volledig met verbrandingslucht, waarbij het op lage temperatuur in de oven verbrandt om stabiele warmte te leveren voor de katalytische reactie.

Het lagedrukverbrandingsontwerp elimineert de veiligheidsrisico's van hogedrukverbranding, met een verbrandingsefficiëntie van meer dan 99%. De NOₓ- en CO-emissieconcentraties in rookgassen liggen ver onder de nationale normen en de bedrijfskosten zijn 30%-40% lager dan die van elektrische verwarmingsoplossingen.

Structuur van de kernapparatuur

1 Ovenconstructie

De oven heeft een dubbellaagse structuur van hittebestendig koolstofstaal + aluminiumsilicaatisolatielaag. De binnenlaag is bestand tegen 600℃ en de buitenoppervlaktetemperatuur is ≤50℃ om warmteverlies te minimaliseren. De oven is verdeeld in vijf secties: inlaatsectie, voorverwarmingssectie, katalytische reactiesectie, tweetraps warmtewisselingssectie en uitlaatsectie. Het is integraal gelast met goede afdichtingsprestaties en uitgerust met een ingebouwde overdrukpoort voor automatische overdrukbeveiliging.

2 Tweetraps warmtewisselingsmodule

De kern bestaat uit twee fasen hoogefficiënte platenwarmtewisselaars gemaakt van roestvrij staal 304, met hoge temperatuurbestendigheid, corrosieweerstand en uitstekende warmteoverdrachtsprestaties. De tweetrapswarmtewisselaars zijn in serie geplaatst met geleideplaten in het midden om een ​​uniforme rookgasstroom te garanderen. De geoptimaliseerde plaatafstand vermindert de rookgasweerstand en het energieverbruik van de ventilator, en de module is eenvoudig te demonteren en schoon te maken voor stoffige uitlaatgasomstandigheden.

3 Lagedruk aardgasverbrandingssysteem

Het bestaat uit een aardgasleiding, een lagedrukreduceerventiel, een gasfilter, een stroomregelklep, een brander, een ontstekingsapparaat en een vlamdetector. De drukreduceerklep stabiliseert de gasdruk op 0,02-0,05 MPa, en de stroomklep regelt de gastoevoer nauwkeurig. De poreuze injectiebrander zorgt voor een volledige menging van gas en lucht. Het automatische ontstekingsapparaat en de realtime vlamdetector onderbreken de gastoevoer automatisch in geval van een vlamuitslag om lekkage te voorkomen.

4 Katalytisch reactiesysteem

Het omvat een katalysatorbed met honingraatkeramisch substraat geladen met edelmetaalkatalysatoren van platina-palladium, met anti-vergiftiging, hoge temperatuurbestendigheid en een levensduur van 2-3 jaar. Er zijn ten minste vijf temperatuursensoren in de oven geïnstalleerd om de belangrijkste temperatuurpunten in realtime te bewaken, waarbij de reactietemperatuur nauwkeurig op 450-480 ℃ wordt geregeld en een CO-conversiepercentage van ≥99% wordt gegarandeerd.

5 Intelligent besturingssysteem

Door gebruik te maken van PLC (Programmable Logic Controller) met touchscreenbediening, integreert het temperatuurregeling, drukbewaking, gasvergrendeling, foutalarm en gegevensregistratiefuncties. Het ondersteunt volledig automatische bediening, starten/stoppen met één toets en automatische aanpassing van de gasstroom en klepopening. Het bewaakt het drukverschil, de gasdruk en de vlamstatus in realtime, met automatisch alarm en uitschakeling bij afwijkingen, en ondersteunt bewaking op afstand en het uploaden van gegevens.

6 Veiligheidshulpsysteem

· Brandvangers en stofafscheiders bij zowel de inlaat als de uitlaat isoleren de productielijnen van de behandelingsapparatuur en vangen stof op om averechts effect en verstopping te voorkomen.

· Drukontlastingspoort met explosiebestendig membraan aan de bovenkant van de reactiekamer verlicht automatisch de druk in geval van overdruk.

· Betrouwbare aarding van de metalen behuizing met aardingsweerstand ≤4Ω voorkomt ophoping van statische elektriciteit en ongelukken met elektrische schokken.

Belangrijkste prestatievoordelen

1 Zeer efficiënte zuivering en conforme emissie

Het CO-katalytische conversiepercentage bereikt ≥99%, met een CO-emissieconcentratie ≤50 mg/m³ en gelijktijdige verwijdering van VOC's, wat voldoet aan de nationale emissienorm voor luchtverontreinigende stoffen voor industriële ovens. Lagedruk-verbranding van aardgas zorgt voor een NOₓ-emissie van ≤100 mg/m³, zonder zwarte rook of vreemde geur.

2 Hoog percentage afvalwarmteterugwinning en opmerkelijke energiebesparing

De tweetraps plaatwarmtewisselingsstructuur bereikt een restwarmteterugwinningspercentage van ≥75%, waardoor het aardgasverbruik met 20%-25% wordt verminderd in vergelijking met eentraps warmtewisseling. De rookgasafvoertemperatuur bedraagt ​​≤120℃ en de teruggewonnen afvalwarmte kan worden gebruikt voor inlaatvoorverwarming, warmwatervoorziening of verwarming, waardoor cascade-energiegebruik wordt gerealiseerd.

3 Lagedrukwerking en hoge betrouwbaarheid

Gasverbranding onder lage druk (0,02-0,05 MPa) elimineert risico's op lekkage onder hoge druk. Meerdere veiligheidsvergrendelingen (vlamuitslag, oververhitting, overdruk, aardingsbeveiliging) bieden volledige procesveiligheidsbescherming. Het redundante tweetraps warmtewisselaarontwerp zorgt voor een continue werking, zelfs als één fase uitvalt.

4 Intelligente bediening en weinig onderhoud

Volautomatische PLC-besturing vereist geen dienstdoend personeel en is eenvoudig te bedienen. Realtime parameterweergave en automatisch foutalarm maken snelle probleemoplossing mogelijk. De afneembare warmtewisselaar en de eenvoudig te vervangen katalysator verlagen de onderhoudskosten, met een totale levensduur van de apparatuur van 10-15 jaar.

5 Sterk aanpassingsvermogen en brede toepassing

Het behandelt industrieel uitlaatgas met een CO-concentratie van 0,5% -5% en een temperatuur van 100-300 ℃, en past zich aan aan de uitlaatgassen van hoogovens, uitlaatgassen van chemische synthese, ovenuitlaatgassen en andere werkomstandigheden. Het komt overeen met conventionele industriële lagedrukgasleidingen zonder extra hogedruktransformatie.

Technische specificaties (standaardmodel)

Richtlijnen voor installatie en inbedrijfstelling

1 Installatievereisten

1. Installeer op een vlakke betonnen ondergrond met een draagvermogen van de fundering ≥5t/m² en reserveer rondom ≥1,5m onderhoudsruimte.

2. Aardgaspijpleidingen maken gebruik van naadloze stalen buizen met gelaste verbindingen en moeten een luchtdichtheidstest doorstaan ​​(0,1 MPa, 30 minuten geen lekkage).

3. Betrouwbare aarding van apparatuur met ≥4 mm² geelgroene aarddraad, aardingsweerstand ≤4Ω.

4. Flexibele verbindingen bij inlaat- en uitlaatleidingen om trillingsschade te voorkomen.

5. Installeer verschildrukmeters bij de inlaten en uitlaten van de warmtewisselaar om verstoppingen te controleren.

2 Inbedrijfstellingsprocedures

1. Inbedrijfstelling bij nullast: inschakelen, ventilator en regelsysteem starten, normale werking en nauwkeurige parameterweergave verifiëren.

2. Inbedrijfstelling van gas: Introduceer aardgas voor foutopsporing bij lage druk, bevestig dat er geen pijpleidinglekkage is, normale ontsteking en stabiele vlam.

3. Inbedrijfstelling van de belasting: Introduceer CO-bevattend uitlaatgas, pas geleidelijk de gasstroom en dempers aan om de reactietemperatuur op 450-480 ℃ te stabiliseren, en laat het systeem 24 uur lang continu draaien nadat de emissie de norm heeft bereikt.

4. Inbedrijfstelling van de vergrendeling: Simuleer vlammen-, overtemperatuur- en overdrukfouten om de alarm- en uitschakelfuncties te verifiëren.

Routineonderhoud

· Dagelijks: controleer de gasdruk, de vlamstatus, de oventemperatuur, het drukverschil en de aarding, en registreer de werkingsgegevens.

· Wekelijks: Maak het gasfilter en de brandvanger schoon, controleer de flexibiliteit van de klep en draai de verbindingsbouten vast.

· Maandelijks: Inspecteer het katalysatorbed, maak het oppervlaktestof schoon en reinig de platen van de warmtewisselaar om verstopping te voorkomen.

· Jaarlijks: Inspecteer de isolatie, warmtewisselaar, brander en regelsysteem uitgebreid, vervang verouderde componenten en kalibreer sensoren.

· Langetermijnuitschakeling: Sluit de gaskleppen, tap het gas uit de pijpleiding af, bescherm de apparatuur tegen stof en ventileer regelmatig om vochtcorrosie te voorkomen.

Toepassingen en waarde

Deze apparatuur wordt veel gebruikt voor de zuivering van CO2-uitlaatgassen in metallurgische hoogovens, chemische syntheseprocessen, ovens voor bouwmaterialen en warmtebehandeling van machines. Het levert veel waarde op: het zorgt voor een onschadelijke behandeling van uitlaatgassen om aan de milieueisen te voldoen, verlaagt de bedrijfskosten door middel van zeer efficiënte terugwinning van restwarmte, waarborgt de productieveiligheid met meerdere beschermingsmechanismen en realiseert een terugverdientijd van investeringen binnen 1-2 jaar door teruggewonnen warmte-inkomsten, wat een win-win-oplossing biedt op het gebied van milieubescherming en energiebesparing voor industriële ondernemingen.