Forno di ossidazione della CO a scambio termico a due stadi

Il forno di ossidazione a CO con scambio di calore a due stadi Defaee è un'apparecchiatura integrata ad alte prestazioni per la protezione ambientale e il risparmio energetico, che integra l'ossidazione catalitica della CO, il recupero del calore a due stadi ad alta efficienza, la combustione del gas naturale a bassa pressione e la tecnologia di controllo intelligente. È ampiamente utilizzato per la purificazione dei gas di scarico industriali contenenti CO e per i sistemi di recupero del calore di scarto nella metallurgia, nella chimica, nei materiali da costruzione e in altri settori.

Utilizzando il gas naturale come fonte di calore a bassa pressione, l'apparecchiatura recupera passo dopo passo il calore di scarto dai gas di combustione ad alta temperatura attraverso una struttura di scambio di calore a piastre a due stadi, realizzando contemporaneamente un trattamento innocuo dei gas di scarico di CO e un utilizzo efficiente dell'energia termica. Con i principali vantaggi di conformità ambientale, riduzione del consumo energetico e funzionamento stabile, è una soluzione tradizionale per il trattamento completo dei gas di scarico industriali.

Principio operativo fondamentale

1 CO Ossidazione catalitica

Dopo il pretrattamento (rimozione della polvere e spegnimento antincendio), i gas di scarico industriali contenenti CO entrano nella camera di reazione del forno. Con i catalizzatori di metalli nobili (platino, palladio), la reazione di ossidazione catalitica avviene a una bassa temperatura di 450-480℃, convertendo la CO tossica in CO₂ non tossica.

Formula di reazione: 2CO + O₂ → 2CO₂ (catalizzatore, 450-480℃)

Questo processo senza fiamma è caratterizzato da un'elevata sicurezza e può contemporaneamente decomporre i COV in tracce nei gas di scarico per soddisfare i requisiti nazionali sulle emissioni ambientali.

2 Scambio termico a due stadi

Gli scambiatori di calore a piastre a due stadi integrati adottano un design di scambio di calore a gradiente di raffreddamento graduale per massimizzare il recupero del calore di scarto dai gas di scarico ad alta temperatura post-reazione:

1. Scambio di calore del primo stadio: il gas di combustione ad alta temperatura di 480 ℃ entra nello scambiatore di calore a piastre del primo stadio, scambiando calore in controcorrente con il gas di scarico in ingresso a bassa temperatura. La temperatura dei fumi scende a 240-260℃, mentre il gas in ingresso viene preriscaldato a 200-220℃, riducendo il successivo consumo di energia per il riscaldamento del gas naturale.

2. Scambio di calore del secondo stadio: i gas di scarico preraffreddati entrano nello scambiatore di calore del secondo stadio, scambiando ulteriormente calore con aria fresca o fluido a bassa temperatura. La temperatura dei fumi scende al di sotto di 120 ℃ e il tasso di recupero del calore di scarto supera il 75%, molto superiore allo scambio di calore a stadio singolo.

3. Regolazione della temperatura: dopo lo scambio di calore, tre serie di serrande dell'aria regolano con precisione il gas di scarico per stabilizzare la temperatura di scarico a circa 80 ℃, evitando guasti alle apparecchiature o inquinamento termico causato da temperature eccessive.

3 Combustione di gas naturale a bassa pressione

L'apparecchiatura è dotata di un sistema di combustione del gas naturale a bassa pressione, con pressione di alimentazione del gas controllata a 0,02-0,05 MPa per adattarsi alle condizioni del gas industriale a bassa pressione. Dopo un dosaggio preciso tramite una valvola riduttrice di pressione, un filtro e un flussometro, il gas naturale entra nel bruciatore e si miscela completamente con l'aria di combustione, bruciando a bassa temperatura nel forno per fornire calore stabile per la reazione catalitica.

Il design della combustione a bassa pressione elimina i rischi per la sicurezza della combustione ad alta pressione, con un'efficienza di combustione superiore al 99%. Le concentrazioni di emissioni di NOₓ e CO nei gas di scarico sono molto inferiori agli standard nazionali e i costi operativi sono inferiori del 30%-40% rispetto alle soluzioni di riscaldamento elettrico.

Struttura dell'attrezzatura principale

1 Gruppo Forno

Il forno adotta una struttura a doppio strato di acciaio al carbonio resistente alle alte temperature + strato isolante in silicato di alluminio. Lo strato interno resiste a 600 ℃ e la temperatura della superficie esterna è ≤ 50 ℃ per ridurre al minimo la perdita di calore. Il forno è suddiviso in cinque sezioni: sezione di ingresso, sezione di preriscaldamento, sezione di reazione catalitica, sezione di scambio termico a due stadi e sezione di scarico. È saldato integralmente con buone prestazioni di tenuta e dotato di una porta di scarico della pressione incorporata per la protezione automatica dalla sovrapressione.

2 Modulo di scambio termico a due stadi

Il nucleo è costituito da due stadi di scambiatori di calore a piastre ad alta efficienza realizzati in acciaio inossidabile 304, con resistenza alle alte temperature, resistenza alla corrosione ed eccellenti prestazioni di trasferimento del calore. Gli scambiatori di calore a due stadi sono disposti in serie con piastre guida al centro per garantire un flusso uniforme dei fumi. La spaziatura ottimizzata delle piastre riduce la resistenza ai gas di scarico e il consumo energetico della ventola, inoltre il modulo è facile da smontare e pulire in caso di gas di scarico polverosi.

3 Sistema di combustione del gas naturale a bassa pressione

È costituito da gasdotto, valvola di riduzione della pressione a bassa pressione, filtro del gas, valvola di regolazione del flusso, bruciatore, dispositivo di accensione e rilevatore di fiamma. La valvola riduttrice di pressione stabilizza la pressione del gas a 0,02-0,05 MPa e la valvola di flusso controlla con precisione l'erogazione del gas. Il bruciatore ad iniezione poroso garantisce la completa miscelazione di gas e aria. Il dispositivo di accensione automatica e il rilevatore di fiamma in tempo reale interrompono automaticamente l'erogazione del gas in caso di spegnimento della fiamma per evitare perdite.

4 Sistema di reazione catalitica

Comprende un letto catalitico con substrato ceramico a nido d'ape caricato con catalizzatori di metalli nobili platino-palladio, caratterizzati da anti-avvelenamento, resistenza alle alte temperature e 2-3 anni di durata. Nel forno sono installati almeno 5 sensori di temperatura per monitorare i punti chiave della temperatura in tempo reale, controllando con precisione la temperatura di reazione a 450-480 ℃ e garantendo un tasso di conversione di CO ≥99%.

5 Sistema di controllo intelligente

Adottando PLC (controllore logico programmabile) con funzionamento touch screen, integra funzioni di controllo della temperatura, monitoraggio della pressione, blocco del gas, allarme di guasto e registrazione dei dati. Supporta il funzionamento completamente automatico, l'avvio/arresto con un solo tasto e la regolazione automatica del flusso di gas e dell'apertura della serranda. Monitora la differenza di pressione, la pressione del gas e lo stato della fiamma in tempo reale, con allarme e spegnimento automatici in caso di anomalie, e supporta il monitoraggio remoto e il caricamento dei dati.

6 Sistema ausiliario di sicurezza

· I dispositivi antincendio e i depolveratori sia in ingresso che in uscita isolano le linee di produzione dalle apparecchiature di trattamento e intercettano la polvere per prevenire ritorni di fiamma e intasamenti.

· La porta di scarico della pressione con membrana antideflagrante sulla parte superiore della camera di reazione scarica automaticamente la pressione in caso di sovrapressione.

· La messa a terra affidabile del guscio metallico con resistenza di terra ≤4Ω previene l'accumulo di elettricità statica e incidenti dovuti a scosse elettriche.

Principali vantaggi prestazionali

1 Purificazione ad alta efficienza ed emissioni conformi

Il tasso di conversione catalitica della CO raggiunge ≥99%, con una concentrazione di emissioni di CO ≤50 mg/m³ e la rimozione simultanea di COV, in conformità con lo standard nazionale sulle emissioni di inquinanti atmosferici per i forni industriali. La combustione del gas naturale a bassa pressione garantisce emissioni di NOₓ ≤100 mg/m³, senza fumo nero o odori particolari.

2 Elevato tasso di recupero del calore di scarto e notevole risparmio energetico

La struttura dello scambio di calore a piastre a due stadi raggiunge un tasso di recupero del calore di scarto ≥75%, riducendo il consumo di gas naturale del 20%-25% rispetto allo scambio di calore a stadio singolo. La temperatura di scarico dei fumi è ≤120℃ e il calore di scarto recuperato può essere utilizzato per il preriscaldamento in ingresso, la fornitura di acqua calda o il riscaldamento, realizzando un utilizzo dell'energia a cascata.

3 Funzionamento a bassa pressione e alta affidabilità

La combustione del gas a bassa pressione (0,02-0,05 MPa) elimina i rischi di perdite ad alta pressione. Diversi interblocchi di sicurezza (protezione contro fiamme, sovratemperatura, sovrapressione, messa a terra) forniscono una protezione di sicurezza dell'intero processo. Il design ridondante dello scambio di calore a due stadi garantisce il funzionamento continuo anche in caso di guasto di uno stadio.

4 Controllo intelligente e manutenzione ridotta

Il controllo PLC completamente automatico non richiede personale in servizio con un funzionamento semplice. La visualizzazione dei parametri in tempo reale e l'allarme automatico di guasto consentono una rapida risoluzione dei problemi. Lo scambiatore di calore rimovibile e il catalizzatore facile da sostituire riducono i costi di manutenzione, con una durata operativa complessiva dell'apparecchiatura di 10-15 anni.

5 Forte adattabilità e ampia applicazione

Tratta i gas di scarico industriali con una concentrazione di CO dello 0,5%-5% e una temperatura di 100-300 ℃, adattandosi allo scarico dell'altoforno, allo scarico della sintesi chimica, allo scarico del forno e ad altre condizioni di lavoro. Si adatta ai gasdotti industriali convenzionali a bassa pressione senza trasformazione ad altissima pressione.

Specifiche Tecniche (Modello Standard)

Linee guida per l'installazione e la messa in servizio

1 Requisiti di installazione

1. Installare su un terreno piano in cemento con capacità portante della fondazione ≥ 5 t/m² e riservare uno spazio di manutenzione di ≥ 1,5 m intorno.

2. I gasdotti per il gas naturale adottano tubi in acciaio senza saldatura con collegamenti saldati e devono superare un test di tenuta all'aria (0,1 MPa, 30 minuti senza perdite).

3. Messa a terra affidabile dell'apparecchiatura con filo di terra giallo-verde ≥4mm², resistenza di terra ≤4Ω.

4. Connessioni flessibili sulle tubazioni di ingresso e uscita per evitare danni da vibrazioni.

5. Installare manometri differenziali sugli ingressi e sulle uscite dello scambiatore di calore per monitorare l'intasamento.

2 Procedure di messa in servizio

1. Messa in servizio senza carico: accendere, avviare la ventola e il sistema di controllo, verificare il normale funzionamento e la visualizzazione accurata dei parametri.

2. Messa in servizio del gas: introdurre gas naturale per il debug a bassa pressione, verificare l'assenza di perdite nella tubazione, l'accensione normale e la fiamma stabile.

3. Messa in servizio del carico: introdurre gas di scarico contenente CO, regolare gradualmente il flusso di gas e gli smorzatori per stabilizzare la temperatura di reazione a 450-480 ℃ e far funzionare ininterrottamente per 24 ore dopo che l'emissione ha raggiunto lo standard.

4. Messa in servizio dell'interblocco: simulare guasti di incendio, sovratemperatura e sovrapressione per verificare le funzioni di allarme e arresto.

Manutenzione ordinaria

· Ogni giorno: controllare la pressione del gas, lo stato della fiamma, la temperatura del forno, la differenza di pressione e la messa a terra e registrare i dati di funzionamento.

· Ogni settimana: pulire il filtro del gas e il dispositivo antincendio, controllare la flessibilità della serranda e serrare i bulloni di collegamento.

· Ogni mese: ispezionare il letto del catalizzatore, pulire la polvere dalla superficie e pulire le piastre dello scambiatore di calore per evitare ostruzioni.

· Annualmente: ispezionare in modo completo l'isolamento, lo scambiatore di calore, il bruciatore e il sistema di controllo, sostituire i componenti obsoleti e calibrare i sensori.

· Spegnimento a lungo termine: chiudere le valvole del gas, scaricare il gas nelle tubazioni, proteggere l'apparecchiatura dalla polvere e ventilare regolarmente per prevenire la corrosione dovuta all'umidità.

Applicazioni e valore

Questa apparecchiatura è ampiamente utilizzata per la purificazione dei gas di scarico della CO negli altiforni metallurgici, nei processi di sintesi chimica, nei forni per materiali da costruzione e nel trattamento termico dei macchinari. Offre un valore completo: ottiene un trattamento innocuo dei gas di scarico per la conformità ambientale, riduce i costi operativi attraverso il recupero del calore di scarto ad alta efficienza, garantisce la sicurezza della produzione con molteplici meccanismi di protezione e ottiene il recupero dell'investimento entro 1-2 anni attraverso i ricavi del calore recuperato, fornendo una soluzione vantaggiosa per tutti di protezione ambientale e risparmio energetico per le imprese industriali.