Термично окисляване
Какво е това?
Топлинното окисляване (наричано също често „изгаряне“, „термично изгаряне“ или „окислително изгаряне“) е процесът на окисляване на горими газове и миризми в поток от отпадъчни газове чрез нагряване на смес от замърсители с въздух или кислород над самозапалването му точка в горивна камера и поддържането й на висока температура за достатъчно време, за да завърши горенето до въглероден диоксид и вода.
След термично окисляване основните съставки на пречистения отпадъчен газ са водни пари, азот, въглероден диоксид и кислород. В зависимост от съдържанието на замърсители в суровия отпадъчен газ, който се изгаря, и от условията на работа на термичния окислител, в замърсения отработен газ могат да присъстват други замърсители като CO, HCl, HF, HBr, HI, NOX, SO2, ЛОС, ПХДД/ПХДФ, ПХБ и съединения на тежки метали (между другото). Това може да изисква пречистване нагоре по веригата в зависимост от състава на суровия отпадъчен газ или допълнително третиране на третирания отпадъчен газ надолу по веригата.
В зависимост от температурите на горене по време на основните етапи на изгаряне, летливите тежки метали и неорганичните съединения (например соли) се изпаряват напълно или частично. Тези вещества се прехвърлят от входящите отпадъци както в преработения отпадъчен газ, така и в летящата пепел, която той съдържа. Създават се минерална остатъчна пепел (прах) и по -тежка твърда пепел (дънна пепел).
Фигура 1. Схема на регенеративен термичен окислител
Фигура 2. Схема на рекуперативен термичен окислител
Времето, температурата (около 200-400 ° C над автоматичното запалване), турбуленцията (за смесване) и наличието на кислород влияят върху скоростта и ефективността на процеса на горене. Тези фактори осигуряват основните параметри за проектиране на системите за окисляване на ЛОС/ миризма.
Работят няколко типа термични окислители:
Работят няколко типа термични окислители:
- Прав термичен окислител, състоящ се от горивна камера и не включва никакво възстановяване на топлината на димните газове.
- Регенеративен термичен окислител(Фигура 1), като използвате следните стъпки:
- поток от отпадъчен газ, влизащ в окислителя през общия вход и преминаващ в регенеративна камера през дроселна клапа;
- след това преминаване през керамична топлообменна матрица, която повишава температурата на газа почти до температурата на окисляване;
- след това влизане в горивната камера, която се поддържа при 800–1000 ° C от горелките, освободената топлина намалява разхода на гориво на горелките;
- след това напуска горивната камера през втора матрица от керамичен топлообменник, прехвърляйки нейната топлинна енергия, за да се използва повторно за предварително загряване на следващия цикъл;
- освобождаване на чистия газов поток през изпускателен клапан за изпускане.
- Рекуперативен термичен окислител (Фигура 2), включваща горивна камера, подгревател за отработени газове и, ако е подходящо, вторичен топлообменник за рекуперация на енергия, топлината, която непрекъснато се предава към подгревателя. Тази система е особено подходяща за дебит на потока отпадъчни газове в диапазона 1000–50000 Nm3/ч. По принцип се постига 50–80% рекуперация на топлина.
- Газови двигатели и/или парни котли, с 57–67% рекуперация на енергия. Отпадъчният газ се изгаря в двигателя. Концентрацията на входящия газ трябва да се контролира, за да се гарантира, че той изгаря ефективно в двигателя. Ако е необходимо, може да се добави природен газ като поддържащо гориво или може да се наложи разреждането на отпадъчния поток. Генераторите надолу по веригата произвеждат електричество. Двигателят съдържа катализатор, главно за окисляване на въглеродния окис в газовия поток. Двигателят е свързан с парен котел, за да използва отработената топлина от димните газове за производството на пара. Захранващата вода на котела се загрява предварително от охлаждащата вода на двигателя. При ниски температури на горене образуването на NOX е ниско. Димните газове, излизащи от газовия двигател, се насочват към окислителни катализатори, за да се намали съдържанието на въглероден окис.
Тази система е особено подходяща за потоци отпадъчни газове с дебит в диапазона 5,000 10,000–3 90 Nm97/h. Като цяло се постига XNUMX-XNUMX% рекуперация на топлина (предварително загряване на отпадъчни газове).
Проектиране, поддръжка и ефективност
Критериите за проектиране на система с термичен окислител зависят главно от естеството на потока отпадъчни газове (т.е. химични и физични характеристики като размер на частиците, състав, а също и топлинни характеристики като калоричност и ниво на влага), което определя условията на горене.
Термичните окислители трябва да се проверяват редовно и, ако е необходимо, да се почистват, за да се поддържа добра производителност и ефективност. Когато се появят излишни отлагания, трябва да се предприемат превантивни действия, като се почисти входящият газ, преди да влезе в окислителя.
Наблюдаваните параметри, които трябва да задействат аларма при надвишаване на зададените стойности, включват:
Термичните окислители трябва да се проверяват редовно и, ако е необходимо, да се почистват, за да се поддържа добра производителност и ефективност. Когато се появят излишни отлагания, трябва да се предприемат превантивни действия, като се почисти входящият газ, преди да влезе в окислителя.
Наблюдаваните параметри, които трябва да задействат аларма при надвишаване на зададените стойности, включват:
- температура на горене;
- концентрация на ЛОС;
- концентрация на въглероден оксид;
- налягане;
- подаване на втечнен газ;
- подаване на сгъстен въздух.
Приложимост
Таблица 1 показва граници на приложение и ограничения, свързани с термично окисляване (адаптиран от EIPPCB, 2016, таблица 3.204).
Таблица 1. Граници на приложение и ограничения, свързани с термично окисляване.
Таблица 1. Граници на приложение и ограничения, свързани с термично окисляване.
| Издаване | Ограничения/ ограничения |
|---|---|
| Газов поток (Nm3/ З) | 90-86000 (прав и регенеративен окислител) 90-86000 (рекуперативен термичен окислител) |
| Температура (° C) | 900-1200 |
| Налягане (MPa) | атмосферен |
| Спад на налягането (mbar) | 10 - 50 |
| Съдържание на частици (Nm3/ З) | <3 |
| Време на пребиваване | 0.5-2 |
| Относителна влажност на отпадъчния газ | максимум 70% |
