二段熱交換型CO酸化炉

Defaee 2 段階熱交​​換 CO 酸化炉は、CO 触媒酸化、2 段階高効率熱回収、低圧天然ガス燃焼、インテリジェント制御技術を統合した、高性能統合環境保護および省エネ装置です。これは、冶金、化学、建材、その他の産業における CO 含有産業排ガス浄化および廃熱回収システムに広く導入されています。

天然ガスを低圧熱源とし、二段プレート式熱交換構造により高温排ガスの廃熱を段階的に回収し、CO排ガスの無害化処理と熱エネルギーの効率利用を同時に実現します。環境コンプライアンス、エネルギー消費量の削減、安定した稼働という主要な利点を備えた、総合的な産業排ガス処理の主流のソリューションです。

中核となる動作原理

1 CO 接触酸化

前処理 (粉塵の除去と消火) の後、CO を含む産業排気ガスは炉の反応チャンバーに入ります。貴金属触媒（白金、パラジウム）により、450～480℃の低温で接触酸化反応が起こり、有毒なCOを無害なCO₂に変換します。

反応式：2CO + O₂ → 2CO₂ (触媒、450～480℃)

この無炎プロセスは高い安全性を備え、同時に排気ガス中の微量 VOC を分解して国の環境排出要件を満たすことができます。

2 二段熱交換

内蔵の 2 段プレート熱交換器は段階冷却、勾配熱交換設計を採用し、反応後の高温排ガスからの廃熱回収を最大化します。

1. 第一段熱交換：480℃の高温排ガスが第一段プレート式熱交換器に入り、低温入口排気ガスと向流で熱交換します。煙道ガスの温度は 240 ～ 260℃に下がり、入口ガスは 200 ～ 220℃に予熱され、その後の天然ガス加熱エネルギー消費量が削減されます。

2. 第 2 段階熱交​​換: 予冷された燃焼排ガスは第 2 段階熱交​​換器に入り、さらに新鮮な空気または低温媒体と熱交換します。排ガス温度は120℃以下に下がり、廃熱回収率は75%以上に達し、単段熱交換よりもはるかに高くなります。

3. 温度調整：熱交換後、3 組のエアダンパーが排ガスを正確に調整し、排出温度を約 80℃ に安定させ、過度の温度による機器の故障や熱汚染を防ぎます。

3 低圧天然ガスの燃焼

低圧天然ガス燃焼装置を搭載しており、工業用低圧ガス条件に合わせてガス供給圧力を0.02～0.05MPaに制御しています。減圧バルブ、フィルター、流量計を介して正確に調整された後、天然ガスはバーナーに入り、燃焼用空気と完全に混合し、炉内で低温で燃焼して触媒反応に安定した熱を提供します。

低圧燃焼設計により、高圧燃焼の安全上のリスクが排除され、燃焼効率は 99% 以上です。排ガス中の NOₓ と CO の排出濃度は国家基準をはるかに下回っており、運用コストは電気加熱ソリューションより 30% ～ 40% 低くなります。

コア機器構成

1 炉アセンブリ

炉は耐高温炭素鋼＋ケイ酸アルミニウム断熱層の二層構造を採用しています。内層は600℃に耐え、外表面温度は50℃以下で熱損失を最小限に抑えます。炉は入口セクション、予熱セクション、触媒反応セクション、二段熱交換セクション、排気セクションの 5 つのセクションに分かれています。一体的に溶接されており、優れたシール性能を備えており、自動過圧保護のための圧力リリーフポートが内蔵されています。

2 2 段熱交換モジュール

コアは、高温耐性、耐腐食性、優れた熱伝達性能を備えた 304 ステンレス鋼製の 2 段の高効率プレート熱交換器で構成されています。 2 段熱交換器は、均一な排ガスの流れを確保するために、中央にガイド プレートを備えて直列に配置されています。最適化されたプレート間隔により、煙道ガスの抵抗とファンのエネルギー消費が削減され、モジュールは粉塵の多い排気ガス条件に合わせて分解および清掃が簡単です。

3 低圧天然ガス燃焼システム

天然ガスパイプライン、低圧減圧弁、ガスフィルター、流量調整弁、バーナー、点火装置、火炎検知器で構成されます。減圧弁によりガス圧力を0.02～0.05MPaに安定させ、流量弁によりガス供給を精密に制御します。多孔質注入バーナーにより、ガスと空気が完全に混合されます。自動点火装置とリアルタイム火炎検出器は、火炎が発生した場合にガスの供給を自動的に遮断し、漏れを防ぎます。

4 触媒反応システム

これには、白金パラジウム貴金属触媒が充填されたハニカムセラミック基板を備えた触媒床が含まれており、耐中毒性、高温耐性、2～3 年の耐用年数を備えています。炉内には少なくとも 5 つの温度センサーが設置されており、重要な温度ポイントをリアルタイムで監視し、反応温度を 450 ～ 480℃に正確に制御し、CO 転化率 ≥99% を保証します。

5 知能制御システム

タッチスクリーン操作のPLC（プログラマブルロジックコントローラー）を採用し、温度制御、圧力監視、ガスインターロック、故障警報、データ記録機能を統合しています。全自動運転、ワンキースタート/ストップ、ガス流量とダンパー開度の自動調整に対応しています。圧力差、ガス圧力、炎の状態をリアルタイムに監視し、異常が発生した場合は自動的に警報と停止を行い、遠隔監視とデータアップロードをサポートします。

6 安全補助システム

・入口と出口の両方にある消火器と集塵器が生産ラインを処理装置から隔離し、粉塵を遮断して逆火や詰まりを防ぎます。

· 反応チャンバー上部の防爆膜付き圧力リリーフポートは、過圧の場合に自動的に圧力を解放します。

・接地抵抗≦4Ωの確実な主体金具接地により、静電気の蓄積や感電事故を防止します。

主なパフォーマンス上の利点

1 高効率の浄化と適切な排出

CO触媒変換率は99%以上に達し、CO排出濃度は50mg/m3以下で、同時にVOCも除去され、国家工業炉の大気汚染物質排出基準に適合します。低圧天然ガス燃焼により、NOₓ排出量が100mg/m3以下となり、黒煙や独特の臭気がありません。

2 高い廃熱回収率と大幅な省エネ

2段プレート熱交換構造により75%以上の廃熱回収率を達成し、1段熱交換と比較して天然ガス消費量を20%～25%削減します。排ガス排出温度は120℃以下で、回収した廃熱は入口予熱、給湯、暖房などに利用でき、カスケードエネルギー利用を実現します。

3 低圧動作と高信頼性

低圧ガス燃焼（0.02～0.05MPa）により高圧漏れのリスクがありません。複数の安全インターロック (フレームアウト、過熱、過圧力、接地保護) により、プロセス全体の安全保護が提供されます。冗長 2 ステージ熱交換設計により、1 つのステージに障害が発生した場合でも継続的な動作が保証されます。

4 インテリジェントな制御と低メンテナンス

全自動PLC制御のため、簡単な操作で常勤不要です。リアルタイムのパラメータ表示と自動障害アラームにより、迅速なトラブルシューティングが可能になります。取り外し可能な熱交換器と簡単に交換できる触媒により、メンテナンスコストが削減され、装置全体の耐用年数は 10 ～ 15 年になります。

5 高い適応性と幅広い用途

CO濃度0.5%～5%、温度100～300℃の産業排ガスを処理し、高炉排ガス、化学合成排ガス、キルン排ガスなどの作業条件に適応します。特別な高圧変換を必要とせず、従来の産業用低圧ガスパイプラインに適合します。

技術仕様（標準モデル）

設置および試運転のガイドライン

1 インストール要件

1. 基礎支持力 5t/m2 以上の平らなコンクリート地面に設置し、周囲に 1.5m 以上の保守スペースを確保してください。

2. 天然ガスパイプラインは継目無溶接鋼管を採用し、気密試験（0.1MPa、30分間漏洩なし）に合格するものとする。

3. ≥4mm² 黄緑色の接地線、接地抵抗 ≤4Ω による信頼性の高い機器の接地。

4. 振動による損傷を避けるため、入口および出口パイプラインの柔軟な接続。

5. 熱交換器の入口と出口に差圧計を取り付け、詰まりを監視します。

2 試運転手順

1. 無負荷試運転: 電源を入れ、ファンと制御システムを起動し、通常の動作と正確なパラメータ表示を確認します。

2. ガス試運転: 低圧デバッグのために天然ガスを導入し、パイプラインの漏れがないこと、正常な点火、安定した炎を確認します。

3. 負荷試運転：CO を含む排気ガスを導入し、ガス流量とダンパーを徐々に調整して反応温度を 450 ～ 480℃に安定させ、排出量が基準に達した後 24 時間連続運転します。

4. インターロック試運転: フレームアウト、過熱、過圧の障害をシミュレートして、アラームおよびシャットダウン機能を検証します。

定期的なメンテナンス

・毎日：ガス圧力、炎の状態、炉の温度、差圧、接地を確認し、運転データを記録します。

· 毎週: ガスフィルターと消火器を掃除し、ダンパーの柔軟性を確認し、接続ボルトを締めます。

· 毎月: 触媒ベッドを検査し、表面のほこりを取り除き、詰まりを防ぐために熱交換器プレートを掃除します。

· 毎年: 断熱材、熱交換器、バーナー、制御システムを包括的に検査し、老朽化し​​たコンポーネントを交換し、センサーを校正します。

· 長期停止: ガスバルブを閉じ、パイプラインガスを排出し、機器を塵から保護し、湿気による腐食を防ぐために定期的に換気してください。

用途と価値

この装置は、冶金高炉、化学合成プロセス、建材窯、機械の熱処理におけるCO排ガス浄化に広く使用されています。これは総合的な価値を提供します。環境コンプライアンスのための無害な排ガス処理を実現し、高効率の廃熱回収によって運転コストを削減し、複数の保護メカニズムによって生産の安全性を確保し、回収された熱収入によって 1 ～ 2 年以内に投資回収を達成し、産業企業に環境保護とエネルギー節約の双​​方にとって有利なソリューションを提供します。