控制碳纤维制造过程中的排放 - 烤箱和炉排放控制

中国的一家碳纤维公司正在其特色纤维产品设施中寻找新的试点线的排放控制系统。该试点线将包括炉子和三个烤箱,这些炉会产生氰化氢(HCN),氨(NH3)和一氧化碳(CO)。该公司最终选择了Anguil亚洲,因为其针对该应用程序的特定设计以及其在该地区的本地存在。

能量分析

在寻找一个空气污染控制合作伙伴,必须找到一个不仅在该领域有经验的供应商,而且还具有当地的存在。纤维从一个生产者到另一个生产商不同,在选择排放控制设备时,必须考虑为每个品牌提供其签名特征的处理细节。Anguil的亚洲团队展示了捕获,控制和遵守加工厂面临的障碍所需的专业知识。

在开始项目之前,Anguil Asia的团队在该设施上进行了完整的能量分析,这有助于确保根据过程参数,效率需求和破坏要求应用适当的技术。选择了直接发射的热氧化剂(DFTO)和再生热氧化剂(RTO),分别处理炉排气和烤箱排气。

多区DFTO

多区DFTO

图1。多区DFTO

为了治疗从碳纤维炉发出的较高浓度的排气流,由Anguil设计了专门的多区域DFTO(图1),在氧气耗尽的腔室中,在升高的温度下除去氮化合物。剩余的气体在进入二次区域之前淬火,在该区域中,总体排放效率的效率超过99%,而无需最少的NO产生X

炉子排气通常包括焦油,这些焦油经常引起常规排放控制设备。为了减少这些维护问题并提高可靠性,进行了特殊的设计注意事项。Anguil的排放控制系统通过特殊的入口歧管将炉子排气引入了DFTO中,从而防止了焦油的积累和堵塞问题。在大多数应用中,气流是通过RTO强迫的,但是,该应用程序是为了提高安全性的诱导草稿系统而设计的。这样可以确保将所有氰化氢排放量都吸引到氧化剂中以破坏,从而保护公司的员工和当地免受潜在危险情况。

减少电消耗

由于客户设施的三个氧化烤箱被电加热,因此减少该项目的电消耗非常重要。作为在该设施进行的能量分析的一部分,有人提出氧化烤箱需要相当多的补充能量来维持392°F和572°F之间的温度(200°C至300°C)。由于烤箱中使用了大量的电力,因此客户希望从氧化剂系统中回收尽可能多的能量。考虑到这种需求,Anguil建议使用几个次要热交换器,以将所需的预热化妆空气恢复到烤箱中。

DFTO会在1600°F(870°C)下耗尽,因此氧化剂后,Anguil串联了三个壳和管热交换器。两个不锈钢热交换器将为2号烤箱和烤箱#3提供预热的化妆空气。在前两个热交换器之后,该工艺排气仍包括可用的热量,因此,将第三个壳和管热交换器集成以预热DFTO中使用的燃烧空气。通过预热DFTO燃烧空气,破坏设备变得更加节能,并减少了所需的补充天然气数量。app亚博体育

关于能源回收项目,壳和管热交换器恢复约1.0 mmbtu/h(293kW/h),作为预热的化妆空气返回到烤箱#2和烤箱#3。热交换器的预计投资回收可以在3个月内。另一方面,外壳和管热交换器以预热燃烧空气向DFTO恢复大约0.18 mmbtu/h(53kW/h),并且在燃烧空气热交换器上预计的回报率不到7个月,天然气成本为$ 10.00/mmbtu和24小时/天的运营。

再生热氧化剂

Anguil使用再生热氧化剂(RTO)来处理较高的流量,较低的浓度从烤箱中排气。与市场上可用的其他排放减排技术相比,这种类型的氧化剂具有98至99+%的破坏效率,运营成本极低。随着热效率超过96%,RTO几乎没有使用燃料,可以运行。

在操作过程中,该工艺气体首先通过入口歧管进入Poppet阀,然后进入预热的能量回收室。工艺气体和污染物均逐渐在陶瓷媒体床上逐渐加热。在燃烧室中的氧化后,热纯化的空气在出口流动方向通过介质床移动时会产生热能。POPPET阀将气流方向转移到介质床上,以增加氧化剂的能量回收率。

为了将所需的预热化妆空气返回到烤箱中,在RTO之后安装了次级板型热交换器。该热交换器恢复了RTO耗尽能量的70%以上。利用预热的空气代替烤箱的环境空气。

结论

该项目有助于降低碳纤维公司的整体排放和运营成本,并大大减少总能源需求。多亏了这个项目的成功,空气污染控制系统还将安装在客户的全尺度生产线上。

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