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蜂窩陶瓷范文1
關鍵詞: 丙烯 增產 工藝 技術經濟
ABSTRACT
Three technologies for increasing propylene production are introduced. There are modified pyrolysis (olifin displacement and MOI technology),propane dehydrogenation and modified FCC. Among these technologies, through the Techo-Economic comparison, the modified pyrolysis displacement technology will be the most hopeful process route, but for China the most rational option to increase propylene production is still the FCC.
Keywords: propylene, increase production, technology, Techo-Economic
雖然目前國際市場聚丙烯和丙烯產品都存在一些過剩情況,尤其是國內丙烯產品市場似乎更不景氣。但根據預測至少到2005年世界丙烯供應將趨于緊張,估計全球丙烯生產能力的開工率可能將達97%,而這種趨勢的主要推動力是來自聚丙烯的年增長率,由于聚丙烯產品不斷開發出新品種,它將利用其產品的優良性能和低廉價格去占領更廣泛的市場。據預測2000年以后聚丙烯的年需求增長率將達到5%~7%,而丙烯的年增長率在近十幾年來已經超過了乙烯,這種趨勢將持續一段時間(見表1)。
表1世界烯烴年需求增長率 (%)
近年來在中東和加拿大新建的一些乙烯裝置均采用乙烷為原料,并不同時生產丙烯,因而使丙烯的供應可能受到一定的影響,為了應付可能出現的丙烯短缺情況,一些石化公司加緊了對丙烯增產工藝的研究,除了通過煉廠FCC裝置增產丙烯以及早已工業化生產的丙烷脫氫制丙烯工藝外,對結合乙烯裂解裝置增產丙烯的研究也有了新的成果,使增產丙烯的方法可以有更多的選擇,我國目前雖然并不缺丙烯,但將來也有可能出現丙烯短缺,因而現在對增產丙烯的方法進行一些分析比較還是有益的。
1 結合乙烯裂解裝置增產丙烯的新工藝
1.1 烯烴置換技術
烯烴置換技術目前有兩種:OCT工藝和I.F.P工藝。
1.1.1 Phillip/Lummus的 Olefins Conversion Technology(OCT)工藝
OCT技術的基本原理就是乙烯和丁烯進行置換反應,丁烯轉化率為60%~70%,丙烯的選擇性大于92%。由于丁烯-1難于與乙烯產生置換反應,故裂解C4必須全部選擇性加氫成丁烯,再將其中的丁烯-1用催化劑異構為丁烯-2,并分離其中的異丁烯。C4的來源也可由乙烯二聚制得,因此Lummus的OCT工藝包括乙烯二聚、異構和置換多個工序,置換反應是核心,OCT工藝置換反應器是立式固定床反應器。
OCT工藝和乙烯裝置聯合可使乙烯和丙烯的比率達到0.95。OCT工藝經濟效益,據介紹如和乙烯裝置聯合,并假定C4價格為250美元/t,乙烯價格為500美元/t,石腦油173美元/t,丙烯價格為乙烯價格的90%,則此聯合裝置的內部收益率將比單純的乙烯裝置提高3個百分點。如單獨測算OCT裝置的效益,即外購乙烯和丁烯進行生產,丙烯規模為350 kt/a,丁烯由不含異丁烯的抽余液供給,價格為190美元,此時項目的內部收益率可達到36%。
1.1.2 I.F.P工藝(與中國臺灣石油公司聯合)
I.F.P工藝也是烯烴置換技術,由丁烯-2和乙烯反應得丙烯,稱Meta-4反應。置換反應器是移動床反應器,工藝過程和MTBE生產結合。工藝界區投資按1997年價格為3200萬美元,丙烯裝置規模130 kt/a,MTBE 58 kt/a,公用工程費用為28美元/t丙烯。工藝技術已在中國臺灣石油公司驗證。流化床反應器的催化劑再生類似煉油連續重整工藝。
1.2 Mobil公司的Mobil Olefin Interconversion(MOI)工藝
MOI工藝是采用裂解副產品C4和輕裂解汽油反應轉換成乙烯和丙烯,而MOI工藝的關鍵是采用ZSM-5沸石催化劑。
MOI工藝是在單一流化床反應器(帶有催化劑連續再生系統)中進行。氣化的原料與催化劑接觸得到氣體產品,經過分離得到最終產品,這種工藝的反應溫度、壓力以及催化劑再生系統都與煉廠FCC裝置相似。
MOI工藝比較靈活,原料不需要預處理,但從裂解裝置來的C4最好要對其二烯烴進行選擇性加氫,至于微量的二烯烴/乙炔及金屬雜質,MOI工藝的催化劑是能承受的,一些氧化物如甲醇、MTBE則可以在催化劑上轉化。此工藝的特點是利用裂解裝置的副產品不但可增產丙烯還能增產乙烯,見表2。 MOI裝置從裂解裝置獲取原料增產丙烯150 kt/a,其投資按1998年美國海灣價格估計為3000萬美元,其中包括催化劑再生和處理系統但不包括乙烯和丙烯最后回收系統以及專利、催化劑、公用工程等的費用。
表2 兩種工藝的具體比較 (kt/a)
2 丙烷脫氫制丙烯
丙烷脫氫制丙烯的工藝最早開發成功并工業化的有UOP公司的Oleflex工藝和Lummus公司的Catofin工藝,以后又有Snamprogetti公司的FBD(流化床)工藝以及林德公司的POH工藝。
Snamprogetti公司的FBD工藝是在俄羅斯開發的流化床脫氫(FBD)制異丁烯基礎上發展起來的,其技術核心是反應器-再生系統,系統中反應和再生是在流化床中完成的,據該公司宣稱,其FBD 技術已對俄羅斯一套130 kt/a異丁烯裝置進行技術改造,并還有5套異丁烷和丙烷脫氫項目選擇該技術。
UOP公司的Oleflex工藝是80年展起來的,首先在泰國石化公司實現了工業化,第二代C3 Oleflex 年產250 kt丙烯的聯合裝置,已在韓國于1997年4月投產成功,據稱其他兩個第二代裝置的丙烯能力分別為300 kt/a和350 kt/a正在進行設計,為了增強Oleflex工藝的競爭能力,UOP公司對其技術進行了多次改進,主要集中在催化劑方面,現已有三代新催化劑工業化,即DeH-8 、DeH-10、DeH-12,如1996年工業化的DeH-12催化劑不但選擇性和壽命都比前面催化劑有較大的提高,而其中的鉑含量比DeH-10少25%,比DeH-8少40%, 這對于一套世界規模的Oleflex裝置而言,將意味著投資節約200~300萬美元。由于新催化劑已經證明具有高活性和穩定性,可允許操作空速比原來設計高20%,反應器尺寸變小,而且待再生催化劑上的焦含量比第一代設計也低得多,因而可使現代的Oleflex設計中再生器大小只有第一代設計的一半,這些都有助于減少投資,降低成本,增加了Oleflex工藝的競爭能力。
3. FCC裝置增產丙烯
80年代Mobil公司采用ZSM-5沸石催化劑作為FCC催化劑的添加劑以增產丙烯,丙烯收率提高50%~100%。最近Mobil公司和Kellogg公司合作提出了Maxofin工藝,用高ZSM-5含量的添加劑與改進了的FCC裝置結合,其目的是不需要采用苛刻的操作條件和提高蒸汽消耗,就能使Minas減壓柴油作為原料的丙烯收率達到18%。
按照將Maxofin 工藝應用在一個新的FCC裝置上的研究,加工能力3萬桶/d,原料為Minas原油的316~538℃柴油,提升管設計溫度為538℃,混合原料的溫度為204℃,此時丙烯收率可達到18.4%,即可年產300 kt/a。而通過乙烯和丁烯間烯烴轉化工藝的二次加工可增加丙烯5%~7%。如此,丙烯的凈收率可達新鮮原料的25%。
國內對FCC裝置增產丙烯的工藝研究較多,并已獲得豐碩成果,使我國煉廠丙烯產量大幅度增長,目前在我國已工業化應用的工藝主要有MGG工藝、DCC催化裂解工藝,這些對丙烯增產幅度都是比較大的,如MGG工藝,操作溫度530℃,操作條件較緩和,與原FCC裝置比較接近,此時對進料的丙烯收率可達到8%~9%,對于DCC工藝,操作溫度580℃,操作條件比較苛刻,而且是低空速和大汽量,但其對進料的丙烯收率可高達16%~20%,并還可增產大量丁烯,因此,如果需要多生產氣體產品,DCC工藝將會是一條經濟的增產丙烯的技術路線。另據報導在國外,美國S&W公司也有DCC工藝技術許可證,它的第一套工業化DCC裝置是為泰國石化工業建設的,已在1997年投產。
4. 幾種工藝的簡單比較
(1) 結合蒸汽裂解裝置增產丙烯的工藝
這種工藝的特點是利用裂解產品和副產品增產丙烯,使裂解裝置生產丙烯的能力增大,甚至以乙烷為原料的裂解裝置也能生產丙烯(丁烯可由乙烯二聚制取或外購),其中IFP Meta-4工藝還特別適合丙烯緊缺而丁二烯過剩的情況,因它既增產丙烯又能解決富余的丁二烯更好的利用問題,因而從經濟上講這種工藝是有前途的,至于這種工藝中的烯烴置換工藝和MOI工藝的比較,前者需要消耗寶貴的乙烯,后者主要消耗裂解副產品C4和輕裂解汽油,而且還能增產一定量的乙烯,因此當乙烯需求也比較旺盛時,烯烴置換工藝顯然不如MOI工藝有利,且兩者投資相差不多,成本則可能受乙烯/丙烯的價格比影響較大,但總的來說,兩者相比MOI工藝更具吸引力。
(2) 丙烷脫氫工藝
丙烷脫氫工藝是一條成熟的工藝路線,但投資較大,因此,比較適合有廉價丙烷供應而丙烯又特別缺乏的地方,例如沙特是盛產石油和天然氣的地區,其乙烯裝置大都利用廉價的乙烷作原料,而乙烷裂解基本上是不產丙烯的,因而在該地區丙烯缺口較大,而當地又能從豐富的油田氣和天然氣中獲得廉價的丙烷,因此在沙特采用丙烷脫氫工藝生產丙烯是比較合適的。據報道沙特阿拉伯工業公司(NIC)正在籌建一套400 kt/a丙烷脫氫生產丙烯的裝置,已向UOP、Lummus、Snamprogetti等公司詢價,預計在2001年投產。
(3) FCC裝置增產丙烯的工藝
蜂窩陶瓷范文2
【關鍵詞】直燃式廢氣焚燒爐;自由式RTO焚燒爐
(接上期)
三、自由式RTO焚燒爐在直燃式焚燒爐改造中的應用
由于單塔式和雙塔式RTO焚燒爐的結構都很龐大,價格昂貴,現在國內中小型企業大部分都采用直燃式焚燒爐,因此對直燃式焚燒爐的節能改造具有重大意義,特別是對于立式上膠機所采用的直燃式焚燒爐的節能改造意義更加重大。
由于單塔式和雙塔式RTO焚燒爐的蜂窩陶瓷都是直立布置,結構也都很龐大,不適合于直燃式焚燒爐的節能改造。而自由式RTO焚燒爐的蜂窩陶瓷都是平行布置,結構可大可小。因此自由式RTO特別適合于直燃式焚燒爐的節能改造。
直燃式焚燒爐的節能改造一個方面是設備改造,一個方面是工藝調整。
(一) 直燃式焚燒爐的設備改造
1. 上膠機廢氣量的準確計算是關鍵
通過對上膠機廢氣量的準確計算,確定焚燒爐爐膛的體積和各臺風機的風速與流量,是改造的第一要點。
2. 直燃式焚燒爐的爐膛改造
直燃式焚燒爐的爐膛是改造的重點,根據對上膠機廢氣量的準確計算,確定爐膛的體積,并在爐膛中根據廢氣流量平行布置蜂窩陶瓷。調整各臺風機的風速與流量。經由采用自由式RTO改造了的直燃式焚燒爐,由于其廢氣經過廢氣管二次預熱,蜂窩陶瓷的溫度比單塔式RTO焚燒爐還高,廢氣更加容易自燃。因此經過改造的一拖二(一臺焚燒爐拖二臺立式上膠機)的直燃式焚燒爐,可以做到一個月或更加長時間的連續生產,都只燃燒廢氣,不需要啟動燃燒機(燃燒機可以拉出到爐外),焚燒爐一直是零耗油,即使當前最昂貴的單塔式焚燒爐也達不到這樣的效果,實際這時這臺經過改造的直燃式焚燒爐已經變為自由式RTO焚燒爐。
3. 改造費用
根據筆者多年工作經驗,當前國內許多覆銅板企業的直燃式焚燒爐的爐體,風機等配置都是過量的,將一臺焚燒爐對一臺立式上膠機,改造為一臺焚燒爐對二臺立式上膠機,這些配置都還夠用,所以用自由式RTO焚燒爐來改造直燃式焚燒爐,只是改造直燃式焚燒爐原來的爐膛,安裝蜂窩陶瓷成為蓄熱式爐膛,其他方面不需要做太大改動,因此改造費用非常低。
4. 蜂窩陶瓷粘堵
經過改造的直燃式焚燒爐,由于它的廢氣經過二次預熱,使廢氣的溫度更加高,低分子物不容易沉積。因此蜂窩陶瓷沒有單塔式、雙塔式等其他焚燒爐的蜂窩陶瓷那么容易粘堵,生產過程安全性比單塔式、雙塔式焚燒爐都要高。當膠液中填料量比較大時,總有一些填料會殘留在蜂窩陶瓷上,形成白色粉末,只要用壓縮空氣吹吹就可以了,但這種情況在單塔式、雙塔式RTO焚燒爐上,清理就很困難。
5. 焚燒爐維修保養費用
由于經過改造的直燃式焚燒爐的蜂窩陶瓷是平行擺放,人可以自由進出其通道,維修過程非常簡單,維修保養費用比單塔式、雙塔式等其他焚燒爐低很多,蜂窩陶瓷也非常容易清理。
(二) 焚燒爐改造中的工藝調整
焚燒爐的節能,除了焚燒爐必須是蓄熱式,焚燒爐的結構與上膠機必須匹配之外,生產過程焚燒爐的工藝調整也起相當重要作用。只有工藝條件合適,才能達到明顯降低燃料消耗的目的,因此焚燒爐節能的工藝調整也非常重要。焚燒爐的工藝調整包括上膠機的生產速度的調整、爐膛溫度的調整、各臺風機工作狀態的調整,爐膛壓力的調整等等。
1. 上膠機的生產速度的調整
由于蓄熱式RTO的蜂窩陶瓷必須先蓄上一定熱量以后,才能發揮RTO焚燒爐節能效果。因此,上膠機必須有一定的生產速度,保證起碼的廢氣供應量,才能達到燃料很少消耗或零消耗目的。從多次試驗結果看,上膠機的生產速度的提高,對于燃燒機的燃料消耗減少,有一個突躍性效果。當上膠機的生產速度提高到一定值以后,焚燒爐油耗就迅速下降并趨于零油耗。
在生產速度達到突躍點之前,蜂窩陶瓷可以被加入到炙熱狀態,能夠將廢氣點燃,這時焚燒爐燃燒機進入“熄火狀態”。但由于廢氣量不能夠維持穩定量供給,排風機連續帶走爐膛熱量,使蜂窩陶瓷溫度明顯降低,不能將廢氣點燃,這時燃燒機就必須重新點火燃燒。這時燃燒機可以是“小火燃燒”,如果廢氣量沒有達到可以維持只燃燒廢氣狀態,但其量還是會接近突躍點,這時燃燒機將是“熄火――小火”轉換,焚燒爐還處于油耗比較低狀態。生產速度越接近突躍點,燃燒機“熄火”時間就越長,油耗就越少。
如果上膠機生產速度比較低,產生的廢氣雖然可以達到使燃燒機進入“熄火狀態”,但由于其量比較少,爐膛溫度下降比較快,燃燒機很快由“熄火狀態”轉變到“小火燃燒”,并很快轉變到“大火燃燒”。生產速度越慢,產生的廢氣量越少,燃燒機大火燃燒時間就越長,焚燒爐油耗就越高。
2003-2004年,筆者在對一臺臥式上膠機進行FVO產品生產試驗,在提高生產速度試驗時,發現隨著生產速度的提高,雖然油耗會逐步減少,當生產速度達到22m/min時,焚燒爐的燃燒機突然停止噴油燃燒,但這時焚燒爐的爐膛仍是通紅,即廢氣產生“自燃”維持焚燒爐正常運轉,并且在該條件下,焚燒爐維持了連續一個星期的“自燃”狀態,這是我們第一次獲得連續生產零油耗,當時都很激動。我們發現,焚燒爐的燃燒機從噴油燃燒到不需要燃燒機點火燃燒,完全由廢氣連續“自燃”維持焚燒爐運轉,上膠機的生產速度有一個突變點。在這個突變點以前,焚燒爐需要燃燒機點火燃燒,到這個突變點以后,燃燒機就進入完全不燃燒狀態,當時我們完全沒有這方面經驗。
后來筆者在對用于立式上膠機的改造過程,也出現相同情況。當二臺立式上膠機的生產速度都達到12m/min以上時(采用一臺焚燒爐對二臺立式上膠機),焚燒爐的燃燒機就進入不燃燒狀態,完全靠廢氣“自燃”維持焚燒爐正常運轉。當上膠機的生產速度低于12m/min時,那怕只低零點幾米,焚燒爐的燃燒機就需要點火燃燒才能維持焚燒爐正常運轉,并且每小時需要燃燒10-15kg/h柴油。雖然上膠機降低生產速度減少了有機溶劑揮發量,但它與燃燒機柴油消耗突躍增加,是不成比例的。
因此,上膠機生產速度提高對于焚燒爐節能,或進入“自燃”是非常重要的,在接近臨界條件時,只適當提高上膠機的生產速度,就可以達到明顯降低焚燒爐油耗的效果。并不是所有焚燒爐在上膠機生產速度提高時都能夠達到“自燃”狀態。首先焚燒爐的爐膛結構必須比較合理,并接近最理想狀態;第二是爐膛中蜂窩陶瓷或其他相應的耐火磚的布局比較合理并接近最理想狀態。只有在這兩個條件都完備以后,上膠機生產速度提高時,焚燒爐的燃燒機才能夠達到“自燃”狀態。
2. 爐膛溫度的調整
通常,比較高的爐膛溫度,可以使蜂窩陶瓷得到更高的預熱溫度,炙熱的蜂窩陶瓷使有機廢氣更加容易“自燃”。對于單塔式,雙塔式RTO和自由式RTO焚燒爐,爐膛的溫度通常達到850-950℃甚至更高。當生產過程,在各方面條件都比較合適,焚燒爐油耗仍達不到理想效果時,可考慮是否是爐膛溫度的問題。
3. 廢氣溫度的調整
對于改造后的直燃式焚燒爐,提高廢氣的溫度,可以使有機廢氣更加容易達到“自燃”狀態,特別是對于爐膛中擺放有蜂窩陶瓷,或有耐火磚的焚燒爐,其影響更加明顯。
4. 各臺風機工作狀態調整,爐膛壓力調整
風機工作狀態的調整,特別是廢氣風機的風速風量的調整,保證上膠機的有機廢氣完全送入焚燒爐,同時保證上膠機烘箱廢氣濃度在安全范圍,這對于上膠生產的安全性是很重要的。爐膛壓力的調整,使爐膛處于微負壓狀態,對焚燒爐安全生產和燃燒機的保護都有重要作用。當焚燒爐燃燒機處于熄火狀態時,爐膛處于微負壓狀態可以避免燃燒機因為“回火”(爐膛火焰壓向燃燒機)而使燃燒機線圈被燒毀。爐膛處于微負壓狀態與廢氣風機與引風機的風速很有關系,可以通過風機的頻率來調節。
5. 及時清理焚燒爐管路與上膠機與焚燒爐之間的管路
由于有機廢氣中包含許多的低分子物,焚燒爐廢氣通道很容易出現粘堵。筆者在清理一臺多年沒有清理的焚燒爐廢氣管路時,有機廢氣中的低分子物凝結成為塊狀,大塊的接近300-400mm,形狀就像用樹脂做的假山工藝品一樣,半透明的廢氣通道幾乎全被這些東西所被堵塞,焚燒爐隨時都有爆炸的危險。焚燒爐的廢氣通道也出現如圖9的堵塞。焚燒爐的廢氣通路的及時清理,非常重要,它是焚燒爐節能的需要,也是焚燒爐安全生產的需要。
如果焚燒爐在生產過程長期沒有清理,或爐膛溫度偏低,都容易出現管路粘堵情況。如雙塔式焚燒爐通常在蜂窩陶瓷多孔磚的下方放入部分陶瓷環,陶瓷環的規格多種多樣,因使用者要求不同而不同。這些陶瓷環是無序堆放的,它們必須有一個支撐,通常用鋼網支撐,這些瓷環,蜂窩陶瓷很容易產生粘堵,必須經常進行清理(見圖10)。
四、蓄熱材料的選用
(一) 蜂窩陶瓷的結構
由于陶瓷類物質具有耐高溫及與放熱效果都好等優點,被廣泛用來作為RTO焚燒爐的蓄熱材料,比較常用的是方形蜂窩陶瓷多孔磚。
當前,用的比較多的蜂窩陶瓷多孔磚的規格是: 150×150×150、150×150×300(mm),孔數:25×25、40×40、50×50、60×60等。蜂窩陶瓷磚的截面孔主要為正方形,且孔道是相互平行的直線道結構,這種結構大大降低了氣孔流經的阻力。 使用時把它堆放起來,讓前后每塊磚的孔對齊就可以,相當方便。對于直燃式焚燒爐改造,通常采用孔徑為2.5 mm的方形蜂窩陶瓷磚,疊放起來比較方便, 蜂窩陶瓷磚的結構示意圖見圖11。
對于單塔式和雙塔式RTO焚燒爐,由于蜂窩陶瓷是直立疊放,爐膛下部是蜂窩陶瓷的低溫區,在這里的蜂窩陶瓷最容易出現粘堵。為了解決這個問題,人們一直在不停的探索,包括在蜂窩陶瓷的低溫區應用大孔徑蜂窩陶瓷,或將它們做成片式,在它上面壓有許多溝槽,當把它一塊一塊組合在一起時,就形成許多的孔,有人把它稱為“餅干式” 蜂窩陶瓷磚。采用“餅干式” 蜂窩陶瓷磚目的是它具有蜂窩式陶瓷多孔磚堆放方便的優點,又比蜂窩式陶瓷多孔磚好清理。但“餅干式”陶瓷磚的孔數太少,蓄熱效果低,所以只能作為爐的下層磚。為了提高焚燒爐的熱效果,有人在蜂窩陶瓷中加入催化劑,它是一種貴金屬,能夠降低有機廢氣在蜂窩陶瓷上“自燃”溫度。即使在較低的爐膛溫度下,并且沒有達到有機廢氣自燃點,有機廢氣也能夠著火燃燒,進一步提高焚燒爐節能效果,對于這種蜂窩陶瓷,通常它的通孔比較小,如用在汽車尾氣處理的一些蜂窩陶瓷。但在FR-4生產中,溴及其他某些化學物質會使催化劑“中毒”,使其失去作用,因此,使用時要慎重。
(二) 蜂窩陶瓷的材質
熱膨脹系數是選用蜂窩陶瓷的一個重要參數,通常選用熱膨脹系數小的陶瓷材料,它是防止蜂窩陶瓷碎裂的一個重要參數。通常是采用高鋁土,堇青石,莫來石的混合材料來制造。
五、自由式RTO廢氣焚燒爐在含酚廢水處理方面的應用
含酚廢水處理一直是酚醛樹脂工業的老、大、難的問題。我們曾經試用過“生化法”,“活性污泥法”,“離子交換樹脂吸附法”等等,都存在處理不徹底,或產生二次污染的問題。后來我們從日本引進了一臺廢水焚燒爐,將含酚廢水霧化噴入到該爐中焚燒,將有機物燒掉,但耗油量相當大,在能源短缺的時代,也不是一個好方法。后來國內許多酚醛樹脂廠,紙基覆銅板廠,三合板廠將含酚廢水混在煤中,放入鍋爐中燒掉,也有一些廠將含酚廢水噴到鍋爐中燒掉等方法。將含酚廢水混在煤中,甲醛的氣味相當大和刺眼,危及操作者健康。我們也試用過將含酚廢水用噴槍噴入鍋爐的方法,但是含酚廢水中存在不少低分子物,很容易堵塞噴嘴,而且,這些含酚廢水在鍋爐中是否能夠徹底燃燒,都沒有經過檢測。只能說它是一種沒有辦法的處理方法。
后來,我們也嘗試將含酚廢水霧化噴入直燃式廢氣焚燒爐中焚燒,碰到的第一個問題仍是含酚廢水很容易堵塞噴嘴,采用過濾網也不能杜絕這個問題,因為隨著低分子樹脂進一步反應,還有沉淀產生,還是會產生黏堵,因此直接噴入法不合適,很難連續下去;第二是冷的含酚廢水噴入焚燒爐中,爐溫下降很快,油耗增加太多,并且也很難連續生產。
筆者在研究自由式RTO焚燒爐時,也一直在研究含酚廢水的處理問題。 因為RTO爐子溫度高達850-950℃, 足以將含酚廢水中的有機物徹底氧化分解。為了避免含酚廢水噴入,冷水噴到炙熱的蜂窩陶瓷上面,會造成蜂窩陶瓷碎裂問題,另為了避免含酚廢水很容易堵塞噴嘴問題。我們采用將廢水先在煙囪預熱,由于自由式RTO焚燒爐的蜂窩陶瓷是水平安放,蜂窩陶瓷之間留有通道。因此,可以在自由式RTO焚燒爐的廢氣室或爐膛中,安裝一個廢水槽。將廢水定量放入到廢水槽中,它完全避免了廢水碰到炙熱的蜂窩陶瓷造成蜂窩陶瓷碎裂問題。
蜂窩陶瓷范文3
【關鍵詞】雙蓄熱步進式加熱爐;改造;溫差;爐墻
1 概述
國豐鋼鐵薄板廠一線加熱爐,是燃燒純高爐煤氣、內置雙蓄熱式步進加熱爐,爐子有效尺寸16.7m×23.7m,設計能力冷裝100 t/h,熱裝290 t/h,加熱板坯尺寸135mm×1300mm×15600mm。建成初期基本能滿足生產的需要,但隨著軋線產能的釋放,品種的增加,加熱爐出現了諸多制約生產和自身安全的問題,逐漸成為了軋鋼廠產量與質量的瓶頸,所以對加熱爐的改造迫在眉睫。
2 存在問題及原因分析
隨著生產的深入,加熱爐暴露出如下問題:
2.1 加熱爐實際加熱能力小于設計能力,并且隨著爐齡的增加加熱能力逐漸縮小,生產中等溫現象頻繁,加熱爐逐漸成為制約生產的瓶頸。
2.2 板坯中間溫度比頭尾低45—70℃,中心溫度比上下表面低35—45℃,下表面溫度比上表面低40℃左右。
2.3 爐墻、爐頂,蓄熱室箅子多次坍塌,迫使加熱爐多次停爐檢修,嚴重影響了生產。
2.4 蓄熱室小球被大量吹入爐內,排煙溫度過高,在180—200℃。
2.5 爐壓波動大,出料端向外冒火嚴重。
經過現場分析總結,產生問題的原因如下:
2.5.1 原設計是按板坯熱裝入爐溫度920℃,來計算熱裝產量和供熱負荷的。但是實際生產中,板坯熱裝入爐平均溫度只有700℃左右,所以原設計的供熱負荷量明顯不足,使實際產量比設計小。爐內氧化鐵不斷增加,加熱爐各系統逐漸老化,使其加熱能力逐漸下降,從而加熱爐成了制約生產的瓶頸。
2.5.2 加熱爐爐寬16.7m,如此寬的寬度在燃純高爐煤氣、蓄熱式步進加熱爐中,世界上是少有的。加熱爐的超負荷生產、過寬的爐膛以及設計的不足,使得板坯加熱質量嚴重降低。
2.5.3 加熱爐的不斷老化,而軋機產量在逐步提升,加熱爐被迫超負荷生產,嚴重強化加熱。再加上加熱爐為內置式,爐墻內空、煤氣通道超負荷的大量高低溫氣體的交替沖刷,極冷極熱造成爐墻倒塌等現象。支撐蓄熱小球的箅子材料為普碳鋼,由于煤氣和煙氣中含有硫化物等腐蝕性氣體,且蓄熱室頻繁高、低溫變化,蓄熱室箅子耐熱、耐腐蝕性能差,經一段時間腐蝕后產生坍塌現象,影響排煙溫度和蓄熱效果。
2.5.4 爐子加熱能力的不斷降低,不得不靠加大燃料供給量的方式來保證加熱能力。由于管道直徑一定,只能不斷增大燃料供給的流速和壓力,當壓力足以抵消蓄熱室上層小球重力時,小球被吹入爐內。隨著超負荷的強化加熱,小球的不斷減少,使得排煙溫度逐漸增高。
2.5.5 加熱爐為三段式集中換向,換向時爐壓波動大。氧化鐵的不斷增加、強化加熱、蓄熱室小球的板結、引風機的設計不合理等原因使得爐壓加大,出現冒火現象。
3 改進措施及效果
3.1 加大原有部分燃氣管道直徑,增大加熱爐的供熱負荷,同時加大鼓風機和引風機能力。原加熱爐設計采用的蓄熱體是陶瓷小球,由于其換熱效率低,阻力損失大,因而在改造中改用換熱效率高、阻力損失小、積灰情況小的陶瓷蜂窩體作為蓄熱體。兩蓄熱體的性能比對:陶瓷小球傳熱性能溫度效率0.75,比表面積200—300m2/m3,換向周期 180—250s,阻力損失大,使用壽命年損耗>35%。陶瓷蜂窩體溫度效率0.95,比表面積640—1280m2/m3,換向周期50—80s ,阻力損失小使用壽命一年左右??梢娞沾煞涓C體比蓄熱小球性能好。
經過加大部分管道直徑、減小阻力損失、增大蓄熱效果等措施,使加熱爐加熱能力大大提高,超過原有設計20t/h,加熱爐等溫時間大大降低。
3.2 板坯中間溫度比頭尾低,是因為爐子寬度太寬,空氣和煤氣噴口間距又較小,造成火焰長度較短,僅為爐膛寬度的2/5。所以利用重新澆筑爐墻的的機會,將加熱段和均熱段的空、煤氣噴口間距加大,由原來的345mm改為450mm,這樣加長了火焰長度,使火焰基本能到爐膛寬度的3/5,從而提高了板坯中間溫度,大大降低了板坯長度方向上的溫差。下表面溫度比上表面低,這是因為爐子下加熱負荷較小所造成。由于加熱爐上下供熱負荷比在設計時固定,表現為管道直徑比,比例不能調節。所以在不改變管道的情況下,我們在加熱和均熱段爐底上分別砌筑一道補熱墻,專門增加下加熱供給量。這樣的改造不僅提高了板坯下表面溫度,而且也有利于中間溫度提高,這是因為補熱墻的火焰能直接沖刷板坯中間部位。改造前后板坯質量對比:改造后板坯中間溫度與頭尾溫差15—30℃,中心溫度與上下表面溫差±15℃,下表面溫度與上表面溫差20℃左右。
3.3 爐體內有許多相互隔離、縱橫交錯的煤氣通道或空氣通道,爐墻內的通道多了造成冷熱交變應力較大。用普通性能耐火材料澆注的爐墻,存在著荷重變形溫度低、線收縮大、耐壓強度低、體積穩定性差、抗折強度低等不足,經過一段時間的使用后容易出現開裂、倒塌事故,使得加熱爐在運行過程中爐墻跑風漏氣,影響換熱節能效果,特別是墻內的煤氣通道和空氣通道,一旦漏氣還會給安全生產帶來隱患。我們利用大修的機會對加熱爐進行改造,力爭將加熱爐整體壽命達到6年以上,在此期間不出現爐墻、爐頂開裂和坍塌事故。為了降低因此事故而停爐、停產造成巨大的經濟損失,我們將爐體所用耐火材料性能指標做了較大改進,把原來荷重軟化溫度較低的低水泥澆注料改為高荷軟澆注料,對爐頂、爐墻進行整體澆注,此種澆注料荷重變形溫度高、線收縮小、耐壓強度高、體積穩定性強、抗折強度大。另外,原設計的錨固磚長度太短,只有450mm,而爐墻厚達1000mm所以必須加長錨固磚以增強錨固作用,考慮爐墻內空、煤氣通道問題,我們只將爐墻內通道上方的錨固磚加長到800mm,以此來加強爐墻的固定作用。
將支撐蓄熱體的普碳鋼箅子,改為不銹鋼材料(RTCr1.5)制作, 并對支架結構進行優化,提高支架剛度。將陶瓷小球蓄熱體改為陶瓷蜂窩體。高、中溫段的蜂窩體材質為熱熔鑄剛玉質材料,保證有較高的耐火度和良好的抗渣性。中、低溫段則采用堇青石材料,保證有良好的蓄熱能力和抗熱震性。
3.4 將蓄熱體由小球改為蜂窩體,這樣不僅減小了燃氣阻力間接增加了燃料攝入量,還解決了蓄熱體被吹入爐內的風險。蜂窩體的穩定存在,有力保證了蓄熱效果和排煙溫度,既能很好的將冷空、煤氣預熱到很高的溫度,又能吸收煙氣的余熱降低排煙溫度。由小球換為蜂窩體后,排煙溫度得到了很好的控制,基本保持在130—150℃。
3.5 將均熱段的集中換向改為分散換向,解決了集中換向時爐壓波動大的問題。增加輔助煙囪,加熱爐運行后期爐壓很難控制時,依靠輔助煙囪得以有效控制。選擇性能好的蜂窩體,避免在生產中由于蓄熱體的破碎和板結造成排煙阻力的增加。根據蓄熱式加熱爐的特點,充分考慮防止后期排煙阻力增加等爐子老化的需要,對引風機抽力留出一定富裕。綜合考慮,將原風機更換為了較大型號的引風機。并對操作人員進行技術培訓,使其克服不良的操作習慣。通過以上改進,使爐壓基本保持在微正壓20Pa左右。爐壓得到了有效控制,冒火現象也不再發生。
4 結束語
通過對加熱爐的改造提高了加熱爐的作業率,降低了成本,解決了軋鋼生產上的瓶頸問題。同時,也為其他加熱爐的改進提供了可借鑒經驗。
參考文獻
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關鍵詞:車體底架;鋁蜂窩地板;吸音板;防火隔音氈;防火棉;絕熱毯;防火漆
文章通過對長春長客-龐巴迪軌道車輛有限公司車輛設計的研究,深入的分析了鋁合金地鐵車輛地板防火降噪的設計結構。
1 概述
由于地鐵車輛大部分設備都集中在底架地板下部區域,不僅包括牽引設備、蓄電池箱、高壓線等火災危險源,同時還有轉向架電機、空壓機等大功率噪聲源。所以,隨著人們對地鐵車輛安全舒適性的要求提高,對地板的防火降噪也有了更為嚴格的要求。
2 車輛地板防火降噪要求
2.1 地板防火要求
車體下部設有防火隔離層,應按照ASTM E119及NFPA 130的防火試驗標準,達到30min的防火隔離能力。
整個車體結構的熱傳遞不超過2.4W/k.m2,符合國內或國際標準。
2.2 地板降噪要求
地板降噪屬于車輛內部降噪的主要因素。
車輛內部噪聲測試應分別按照ISO3381-2005和GB14892標準執行。
在ISO3381標準規定的測試條件下,列車靜止,輔助系統正常運行,在車輛中心離地板、面高1.2m、1.6m處測得的客室內LpAeq,T應不超過69dB(A);司機室內LpAeq,T應不超過65dB(A)。
在ISO3381標準規定的測試條件下,列車在自由聲場中以最高運行速度±5km/h速度運行時,在車輛中心離地板1.2m、1.6m高處測得的測得的客室內LpAeq,T應不超過74dB(A)、司機室內LpAeq,T應不超過72dB(A)。
3 車輛地板的防火降噪結構
3.1 車輛地板的主要結構
車輛地板的主要結構包括:(1)車體底架地板;(2)車輛內裝地板
3.2 車體底架地板的隔熱降噪
車體底架的主結構大型鋁型材拼接,采用的型材規格為中空擠壓型材,個別區域使用鋁板(主要為牽引梁區域),型材多采用的牌號為6005A-T6,鋁板為5083-H111,強度較好。
這種結構本身由于內部都是處于密封狀態的空氣,因為空氣的隔音、隔熱性能優于任何固體材料,熱量和聲波的傳播受到極大的限制,所以車體底架地板型材具有良好的隔音、隔熱性能。
3.3 車輛內裝地板的隔熱降噪
車輛內裝地板采用的懸浮式地板結構,車體地板上部裝有均布的彈性橡膠塊,將內裝地板墊起,具有很好的減震作用。
地板采用鋁蜂窩地板,由于有許多相互牽制的密集蜂巢,猶如許多小工字梁,可分散承擔來自各方的壓力。因此同時具備較強的抗震性。
而在常用的蜂窩夾層板的蜂窩芯中,實體材料的體積僅1%-3%,基余空間內是處于密封狀態的空氣,所以蜂窩夾層板也具有良好的隔音、隔熱性能。
鋁蜂窩地板上表面鋪有一層地板布,多為PVC或橡膠材質,我們一般會要求地板布吸音性能大于等于6dB。
同時,車輛內裝鋁蜂窩地板、地板膠塊及地板布本身也要具有防火要求,其中防火要滿足DIN5510 S3級,煙毒性要滿足BS6853 Ia級。
現代車輛內裝地板有一些使用了酚醛復合板材,具有重量輕,防潮防高溫等特點,但是由于成本較高,使用還不是很廣泛。
4 車輛地板的防火降噪材料
車輛底架地板和鋁蜂窩地板本身的性能其實并不能滿足車輛的整體防火降噪要求,也不是主要的防火降噪單元,我們主要會通過增加防火降噪材料的方式來保障地板部位的防火降噪性能。而防火降噪的材料有很多種,下面我們會介紹現有車輛主要運用的一些材料。
4.1 防火棉
防火棉多為滌綸纖維材質,經梳理鋪網成型后,利用低熔點粘合纖維混合而成,防火性能強,彈性好,且具有吸音性能。
但是為了滿足防火的性能要求,防火棉會有一定的厚度,而地板上部沒有足夠空間,且防火棉本身不易固定,還會產生纖維粉塵,所以須將其用鋁板固定在車下位置,并用膠密封。
4.2 絕熱毯
由于現代車輛車下設備越來越多,而防火棉占據了車下很大的空間,且較重,所以我們最新的設計會使用絕熱毯配合防火漆來替代防火棉。
絕熱毯的材質為陶瓷纖維,有低導熱率及良好的隔熱性能,很薄的厚度就能夠達到很高的防火要求,所以我們可以將其鋪在內裝地板和車體地板之間,有效地提高了地板空間的利用率。
4.3 吸音板
吸音板屬于一種環保型阻尼材料,是一種以丁基橡膠為基材添加阻燃劑的防火自粘型高性能約束阻尼片。
吸音板很薄,我們會將其貼在車體地板上表面。為了提高阻尼性,多用鋁板或鋼板粘接使用,廣泛用于車輛的減震降噪。
4.4 防火隔音氈
防火隔音氈是由高分子金屬粉末和各類助劑配置反應,再經壓延復合而成,可以使噪聲在傳遞途徑中衰減的一種新型隔聲材料,兼具阻尼性及環保阻燃特性。同時具有厚度薄、抗拉壓、抗彎曲、阻燃防蛀等特點。
4.5 防火漆
防火漆是由阻燃劑、發泡劑等多種材料制造的一種阻尼漿涂料,具有良好的隔熱性和保溫性,具有吸音隔音性能。
防火漆使用方便,將其噴涂在底架下薄薄一層即可,且基本上能對底架地板下部區域達到全覆蓋保護。
防火漆具有難燃性或不燃性,導熱系數較低,受熱后發泡形成碳質隔熱層保護基材,并分解產生惰性氣體及一些降溫,有效減緩火焰傳播速度。
5 地板防火降噪布置圖(圖1)
6 地板防火降噪結果
最終結果,需要通過車輛實驗進行驗證,是否能夠滿足設計要求。
7 結束語
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印包行業VOCs治理的必要性
2013年9月,國務院了《大氣污染防治行動計劃》,計劃中提到要對幾大行業VOCs進行綜合治理包括印刷包裝行業在內,從此各地對VOCs排放控制便納入到了大氣污染防治的工作之中。于2015年7月1日北京《印刷業揮發性有機物排放標準》的正式實施,一些省市和重點區域的印刷企業便開始關注VOCs的治理方案。2015年8月29日的新《大氣污染防治法》首次為VOCs的治理提供了法律依據。于2015年10月1日起《揮發性有機物排污收費試點辦法》的施行,也預示著印刷包裝行業VOCs排污工作的正式啟動,首次利用經濟手段限制印刷VOCs的排放,這無疑也給印刷企業帶來了巨大的經濟壓力。
這一系列和環保及VOCs治理相關的法律法規的出臺,也證明了中央及各地政府對環境保護的重視和VOCs污染治理的決心。針對目前嚴峻的環境保護狀況,不管是出于環境友好健康有益,還是出于遵守法規政策,還是顧及企業經濟利益,印刷包裝企業都該從綠色環保意識,轉到環境保護工作的正式啟動上。
印包行業VOCs治理的途徑
面對印刷包裝業VOCs排放治理的嚴峻工作,印刷包裝企業不僅要及時掌握國家的相關法律法規及VOCs排放標準,更要及時關注治理技術方案,以使用行之有效的方案完成VOCs的排放治理使之達標。目前,在印刷包裝行業,按照印刷生產流程中產生揮發性有機物的源頭,可將其控制途徑分為3個方面,即印刷材料VOCs治理、印刷工藝過程VOCs控制、印刷末端VOCs控制。
1.印刷材料VOCs控制
VOCs可揮發性有機物的排放量通常使用兩種方法來計算,可以使用物料平衡法和a污系數法。產污系數法是根據企業中使用油墨總量的70%來計算VOCs的排放。物料平衡法是用企業中能夠產生VOCs的材料使用量乘以所含VOCs百分比然后分別累加起來。以上兩種方法都要乘以集氣率、治理率等系數。以上兩種計算方法比較,明顯物料平衡法能激勵企業從印刷材料源頭進行VOCs的控制。
從印刷材料源頭控制揮發性有機氣體的排放主要有兩個方面:第一個方面是印刷油墨性質的問題,應使用水性油墨代替目前使用的油性油墨,便可以減少揮發性有機物的排放和治理。但目前水性油墨的附著力問題限制了其使用和推廣,尤其是軟包裝凹印企業,目前國內在煙包凹印中水性油墨的應用日趨成熟,但軟包裝凹印企業使用的承印材料并非紙張而是吸收性差的薄膜,這一現狀阻礙了水性油墨的全面普及,但國內外研究學家也正在研制水性丙烯酸和水性聚氨這兩種連結料的相互改性,以改善解決水性油墨存在的問題。第二個方面是印刷油墨的體系問題,應盡量使用單一溶劑型油墨或單一體系溶劑型油墨,避免使用目前的多溶劑型油墨。印鐵制罐工藝盡量使用含固體成分高的UV涂料。
2.印刷工藝過程VOCs控制
印刷工藝過程中還要盡最大努力解決凹版印刷時油墨難以回收的問題,還要加強能源的循環利用,例如凹印時烘干箱內的廢氣可以使用在印刷品的干燥處理中,便可減少能源的使用也可降低VOCs的排放量及處理代價,凹印企業可以使用LEL控制設備來解決廢氣回收的問題。印刷后期復合工藝中盡量使用無溶劑復合替代干式復合工藝,干式復合是我國軟包裝行業的主導復合工藝,但在生產過程中使用大量的溶劑型膠黏劑產生有機溶劑揮發和溶劑殘留,致使成為環保治理VOCs的目標。在這背景下,無溶劑復合便迎來了發展機遇,是一項綠色復合技術,在我國這種復合工藝還是一種新型工藝,尚未受到廣泛關注和應用。
3.印刷末端VOCs治理
印刷末端VOCs治理技術主要有低溫等離子體廢氣處理技術、蓄熱式廢氣焚燒爐技術、催化氧化處理技術、吸附處理技術(如活性炭、活性炭纖維、分子篩等)、吸附―冷凝回收技術、吸附―催化燃燒技術、光催化氧化技術等。干式復合有機廢氣可采用再生式固定床顆粒活性炭吸附裝置進行溶劑回收凈化處理,回收的有機溶劑直接回用,可獲得較明顯的經濟效益;輪轉膠印廢氣可采用蓄熱式熱燃燒爐凈化處理。相比之下,低溫等離子體處理技術處理過程不需其他添加物質,沒有二次污染,是最富有前景的技術,但廢氣濃度一般小于500mg/m3;燃燒法應用比較成熟,是大部分企業的選擇,有機廢氣經燃燒后產生的熱能可直接回收,將其與吸附法結合使用效果更佳。
印包行業VOCs治理的現有技術
上述3種VOCs治理途徑企業都要有所關注,其中末端治理技術是VOCs治理最主要的治理途徑,下面針對印刷包裝業VOCs排放具有大風量、低濃度、復雜性、難治理的特點,詳細介紹各類治理技術的原理、優缺點和治理工藝流程,為企業治理工作提供技術支撐,幫助企業合理的選擇適合自己情況的VOCs減排治理方案。
1.低溫等離子體廢氣處理技術
低溫等離子體不是我們所說的3種物態之一,是非固態、液態和氣態的另一種物態形式,低溫等離子的產生是通過外加電壓的形式,使之達到著火點并將其擊穿,產生一種非氣態的物態形式包含各種離子、電子及激發態分子等。雖然加壓過程溫度高,但是生成的各粒子及整個系統的溫度較低,故被稱為低溫等離子體。該種技術進行廢棄處理的原理在于利用產生的高能活性粒子與揮發性有機物相互作用,排放氣體中可溶性的有機物被這些高能活性粒子分解生成無二次污染的水和二氧化碳等物質。
低溫等離子體技術適用于排放低濃度VOCs(
低溫等離子體處理技術不需要其他催化劑及反應物,是一種不帶來二次污染的全新的廢氣處理技術,且在排放氣體處理過程中可以同時處理多種污染物。目前在國際氣體污染治理技術中,該技術是最成熟的技術方法之一,也是最有前景、處理效果最佳的技術之一,可應用于各類印刷工藝的VOCs治理。
2.蓄熱式廢氣焚燒爐技術(RTC)
蓄熱式廢氣焚燒爐是在消化蓄換熱原理、熱力氧化爐技術基礎上開發的兩室或三室蓄熱室氧化爐,處理的廢氣濃度在100~4500mg/m3范圍內,工作時將廢氣加熱升溫至760℃~820℃,使廢氣中VOCs氧化分解生成無害的CO2和H2O。氧化時產生的高溫氣體熱量被蓄熱體“貯存”起來,用于預熱新進來的有機廢氣,從而節省升溫所需的燃料消耗,降低運行成本。
待處理有機氣體經引風機作用進入蓄熱A室的陶瓷介質層,蓄熱陶瓷釋放熱量,溫度降低,而有機廢氣體吸收熱量,溫度升高,廢氣離開蓄熱式后以較高的溫度進入氧化室。在氧化室,有機廢氣再由燃燒器補償加熱升溫至設定的氧化溫度。使其中的氧化物被分解成CO2和H2O。由于廢氣已在蓄熱式內預熱,燃燒器的燃料用量大為減少。氧化是有兩個作用:一是保證廢氣能達到設定的氧化溫度,而是充分保證氧化的停留時間。氧化后高溫氣體經蓄熱B室陶瓷放熱降溫后排放,一般情況下排氣溫度比進氣溫度高約70℃左右。
循環周期完成后,進氣與出氣閥門進行一次切換,進入下一個循環周期,廢氣由蓄熱室B進入,蓄熱室A排出。這種爐型凈化率可達95%以上,工藝先進、運行穩定、運行成本低廉,系統實現PLC全自動控制,可適用于各類印刷工藝和使用溶劑型膠黏劑的復合工藝來治理VOCs的排放。
3.蓄熱式催化氧化技術(RCO)
蓄熱式催化氧化技術是在催化氧化和蓄熱式焚燒技術(RTC)的基礎上,采用了一系列節能設計和材料選擇繼而發展成為現在先進的有機廢氣處理技術。它的先進行主要表現在:低溫氧化條件(250℃~300℃)條件,避免了RTC由于高溫(760℃~800℃)而產生NOX二次氣態污染,符合國際上越來越嚴格的環保法規要求,同時大幅度降低運行溫度是運行能量大量節約。
RCO工藝的原理是,以較低溫度使有機物廢氣在催化劑的作用下將氣態污染物完全氧化,其去除效率可達95%以上,同時熱回收效率可達到90%以上。RCO的熱回收是利用陶瓷材料的高熱傳導特性作為熱交換介質,蓄熱催化氧化裝置是在一個固定床反應器中把化學反應和蓄熱裝置結合起來,大大提高了熱能的利用率,反應熱回收率高,達到節能減排功效。凈化有機廢氣后的產物是CO2和H2O,不會造成二次污染。在凈化高濃度廢氣時可從反應器中部高溫區移出部分反應熱,能在凈化廢氣的同時產生較高的熱能從而獲得經濟效益。RCO催化燃燒設備內的催化劑采用貴金屬蜂窩陶瓷催化劑,具有較強催化活性的特點,去除率達到95%以上,這種蓄熱式催化氧化技術適用于各類印刷和復合工藝過程的VOCs的排放治理。
4.吸附法
吸附法是利用吸附劑對廢氣中各組分選擇性吸附的特點,將氣態污染物富集到吸附劑上后再進行后續處理的方法,吸附劑可選顆粒活性炭、蜂窩活性炭、活性炭纖維和分子篩等,適應于有機廢氣VOCs濃度不高于200mg/m3的廢氣凈化。其典型的工藝流程如圖4。
吸附法的材料和工藝流程都有一定的標準要求,蜂窩活性炭和蜂窩分子篩的橫向強度應不低于0.3MPa,縱向強度應不低于0.8MPa,蜂窩活性炭的BET比表面積不應低于750m2/g,蜂窩分子篩的BET比表面積不應低于350m2/g;活性炭纖維氈的斷裂強度不應小于5N,BET比表面積應不低于1100m2/g;選定吸附劑后,吸附床層的有效工作時間和吸附劑用量,應根據廢氣處理量、污染物濃度和吸附劑的動態吸附量確定;采用纖維狀吸附劑時,吸附單元的壓力損失宜低于4KPa,采用其他形狀吸附劑時,吸附單元的壓力損失宜低于2.5KPa;固定床吸附裝置吸附層的氣體流速應根據吸附劑的形態確定,采用顆粒狀吸附劑時,氣體流速宜低于0.60m/s,采用纖維狀吸附劑時,氣體流速宜低于0.15m/s,采用蜂窩狀吸附劑時,氣體流速宜低于1.20m/s。
吸附法適用于各類包裝印刷工藝產生的VOCs廢氣治理,當設施風量按最大廢氣排量的120%進行設計時,有機廢氣處理效率能到90%以上,但是需要及時更換吸附劑以保證治理設施的治理效率。設備初次投入成本較低,但運行費用較高,且產生危險固體。吸附法可與其他技術聯用,如吸附―冷凝回收技術,吸附―催化燃燒技術等,提高治理效率,大大減少耗材成本和危險固廢的產生。
5.吸附―催化燃燒處理技術
吸附-催化燃燒處理技術是一種綜合處理有機廢氣體的工藝,該技術包括活性炭吸附、熱氣流脫附和催化燃燒3種技術工藝,根據3種處理技術將整個工作過程分為3個階段。首先是活性炭對有機廢氣體的吸附階段,對排放氣體進行第一步的吸附凈化,該階段利用了活性炭多孔、比表面積大、吸附性強的特點;然后,當活性炭小孔內填滿有機廢氣后,便利用熱氣流脫附技術將廢溶劑脫出,進行下一階段的催化燃燒;最后,利用催化燃燒技術將脫出的有機廢氣進行燃燒氧化,這一過程釋放大量熱量可用于熱氣流的脫附階段,整個工作過程十分節能。
該種工藝流程采用3種技術的組合來完成對有機廢氣體的吸附處理,所需能源少節約資金,且處理過程無有害氣體釋放。若處理過程在蜂窩陶瓷上的催化劑使用鈀、鉑等金屬,其凈化率能達到97%以上。
6.吸附―冷凝回收技術
吸附―冷凝回收技術是利用吸附劑將廢氣中的有機物富集,飽和后用高溫氮氣、水蒸氣、電加熱等方法對吸附劑進行脫附再生,吸附劑再生后可循環利用,脫附出的有機物通過冷凝、油水分離等工藝分離回收,可實現資源的二次利用。
吸附―冷凝回收技術具有治理效率高、吸附劑可循環利用、具有一定的經濟效益以及適用面廣等特點,其缺點是處理設備龐大,需要較高的設備投入,當處理體系中含有煙、粉塵、油等物質時,廢氣必須經過預處理;污染物種類復雜時,回收后的溶劑需要進一步處理才能使用。該技術適用于VOCs濃度≥1000mg/m3的有機廢氣,適宜溫度為0℃~45℃,單套裝置適用氣體流量范圍為10000~150000m3/h,可用于溶劑型膠黏劑的復合車間產生的VOCs廢氣的治理。
結束語
蜂窩陶瓷范文6
圍繞鄱陽湖生態經濟區國家發展戰略要求,景德鎮市以“堅持陶瓷產業發展優先、打好陶瓷產業主牌”為理念,通過著力培育高技術陶瓷和高檔日用陶瓷,加大招商引資力度,大力發展陶瓷文化創意產業和實施陶瓷品牌戰略,陶瓷轉型發展步入“快車道”。2012年,全市陶瓷工業總產值首次突破2 0 0億元,創下2 1 5億元新高。今年1至4月份,全市陶瓷工業總產值、陶瓷固定資產投資和陶瓷稅收三項主要指標分別達到76.4億元、25億元和1.5億元,分別增長8.22%、18.48%和37.47%。其中,陶瓷稅收再創同期新高。
依托部省共建景德鎮國家陶瓷科技城和陶瓷產業技術創新戰略聯盟平臺,該市著力培育高技術陶瓷企業,重點扶持結構陶瓷、功能陶瓷等高技術陶瓷,蜂窩陶瓷、精細陶瓷粉體等新材料項目,引進了一批高技術陶瓷企業,吸收國內外領先的高技術陶瓷技術、人才和成果。近年來,該市共獲得國家級陶瓷科研項目立項6 7項,省部級科研項目500項,科研總經費達到2.7億元;獲得國家科技進步二等獎1項,省部級科技獎30余項。
在大力發展陶瓷文化創意產業上,該市著手編制了景德鎮大遺址片區保護發展規劃,加快對文化遺產的保護、建設、申遺。通過盤活陶瓷公司老國企的存量,創新觀念、創新方式,打造了陶溪川國際陶瓷文化產業園,使之成為近現代工業遺存保護典范,使該市陶瓷文化創意產業呈現蓬勃發展之勢,全市目前擁有國家級、省級文化產業示范基地7家,創意實體近5000家。同時,為進一步發展景德鎮傳統手工制瓷技藝,搭建好特色傳統陶瓷產業集聚平臺,景德鎮還在陶瓷工業園區內打造“陶瓷名坊園”,吸引國內外尤其是景德鎮傳統手工制瓷發展態勢好、實力較強的特色作坊企業相對聚集,把景德鎮陶瓷做出特色、做出品牌、做出效益。
陶瓷品牌戰略成果顯著,涌現出一批知名商標集群。陶瓷注冊商標由2 0 0 9年的不到5 0件增加到現在的500件。市知名商標從無到有,發展到現在的36件;江西省著名商標從原來的7件發展到現在的33件;中國馳名商標1件。景德鎮青花、玲瓏、粉彩、顏色釉四大傳統陶瓷商標也注冊成功。與此同時,該市還培養和集聚了一大批杰出的陶瓷人才,景德鎮不僅擁有全國唯一的陶瓷高等學府——景德鎮陶瓷學院,而且擁有景德鎮學院、省工藝美院以及部、省、市陶瓷研究所等。景德鎮現有各類省級和國家級工藝美術大師288人,上萬名陶瓷高中級專業人才和陶瓷藝術工作者,從業人員超過10萬人。同時,該市還匯集了來自國內外3000多名陶藝家和愛好者,成為全國陶瓷人才最富集的城市。
大器成景、厚德立鎮。今天的景德鎮,已逐步形成了以陶瓷文化和科技創新為基礎,以高技術陶瓷為支柱,以高檔日用陶瓷和陳設藝術瓷為主體,以建筑衛生陶瓷為輔助的陶瓷產業新格局。(鄭武敏 陳少林)