废气净化的模块化之路

工业废气净化的模块化解决方案

文章来源:PROCESS《流程工业》 发布时间:2019-10-15
在烟囱里净化工业废气需要设备的灵活性,在涉及到废气净化时,“刚性”净化设备方案的使用很快受到限制,但如果将模块化技术像积木一样组合起来就可以解决这个问题。

工业废气净化是一个范围相当广泛的领域。当涉及到有害物质排放时,流程设备运营商们就有许多不同的技术和设备可以选用。这主要是由于不同工业生产过程排出来的工业废气有着很大的异质性,几乎没有一个烟囱排出来的废气和另外一个烟囱是相同的。

根据采用的流程工艺技术,在连续性工艺过程中的各个不同步骤中的废气成分有着很大的差异,这对废气净化技术的灵活性提出了很高的要求。但随着工业废气中气体成分差异变化的加大,传统的废气排放净化系统的净化能力有时也会显得力不从心。工业废气净化设备的制造常常是静态的,而且长时间以来这一领域的制造商们一直在致力于模块化的净化设备系统,以满足废气净化系统所需的灵活性。

“为了找到适合工业应用的废气净化方案,我们必须考虑到不同的影响因素。例如,除了保护环境和最大程度降低职工健康的风险之外,还有运营成本、设备维护保养费用以及废气净化方法与不同流程工艺条件相匹配的灵活性等问题。” Centrotherm Clean公司欧洲销售经理Thomas Kruas先生说道。

模块化的生产方式

Kraus先生进一步解释说:“根据具体的要求,用户可以选择不同的废气净化方法,例如废气燃烧、湿式洗涤以及利用干床吸收器吸收废气中的有害成分等。”但Kraus先生还说,迄今为止这些方法很少结合到一起使用,这就限制了它们的应用领域。这是因为成套设备都非常复杂,而且大多数废气净化设备生产厂都只专注于某一种技术。

虽然所有的净化技术都已经被证明是行之有效的,但它们所需的灵活性却一直未被考虑。如果不同的废气净化技术能够组成一个模块化的系统,并得以应用又会出现什么情况呢?模块化能用预制的和标准化的模块和套件组成一套工业废气净化设备。按照Kraus先生的说法,在将来,制造商可能会根据流程工艺生产过程的要求,用不同的模块来组建一套完整的设备系统。这将为流程工业企业带来很大的好处。

废气净化系统由2个吸附模块、1个泵模块和1个焚烧模块(从左至右)组成
废气净化系统由2个吸附模块、1个泵模块和1个焚烧模块(从左至右)组成

通过贯彻落实模块化工厂的设计理念,尤其是在特种化工和制药工业领域中,全新的灵活性生产方案可以在很短的时间内完成设备调整和布局,并形成分布式配置的生产线,德国工程师协会VDI也曾认为在今后的5年里,模块化将是化工企业的决定性发展趋势之一。生产批量较小的特殊产品,例如特种化工产品或者药品的生产可以从模块化系统的灵活性中获益。

VDI协会坚信在未来,最终产品的生产或者改进有可能利用用户的生产模块,采用分散式的模式生产。即使在生产工业用气时,企业也可以利用模块化的解决方案完成生产。

从模块化中受益

模块化技术同样也适用于工业废气的净化,利用工业废气的特性和预装的模块化部件,企业可以根据需求将不同的废气净化技术组合到一起使用,并将其集成到排烟过程中去。Kraus先生解释道:“热力燃烧、湿式的化学处理和干床吸附,都可以按照用户的特殊情况有机地组合起来
应用。”

Centrotherm公司已经成功开发了一套模块化的废气净化方案,将各种废气净化技术的优点结合到一起灵活使用。在设计这一套工业废气净化设备时,Centrotherm公司的设计师们首先考虑的是用户特殊的系统要求。这些系统要求中包含了客户现有的建筑设施、相应的应用过程以及当地的环保法规等等。基于这些框架条件,模块化系统可以将不同的废气净化技术和各个模块有机地组合成一个完整系统。“在开发模块化工业废气净化系统时,我们对现代排放控制系统不断增加的需求做出了反馈。在这里,客户的使用情况发挥着关键的主导作用。组合系统使我们能够灵活应对个性化的要求和挑战。” Kraus先生解释说。

除了将不同的废气净化技术组合到一起之外,用户还可以配置备用系统
除了将不同的废气净化技术组合到一起之外,用户还可以配置备用系统

个性化的设备

在按照模块化方法组合起来的废气净化系统中,中央控制台配备了一块触摸屏,整个系统的所有功能都可以在这上面显示出来。同时,废气净化系统的中央控制台也可以与企业的中央控制室连接起来,这样就可以轻松监视和控制所有重要的系统工作参数。通过将信号系统与生产设备耦合,废气净化设备也能够自动地发出工作指令,例如清除污物、为某设备和净化处理过程添加合适的模块等等。Kraus先生说:“我们能够在现场为用户量身定制解决方案,灵活地满足用户的现场需求。” Kraus先生说。

出色的技术方案

这一工业废气净化方案能够降低维护保养成本并保障流程设备可靠运行。如果用户需要对废气净化系统进行干预或者定期维护保养,其冗余模块仍能够保证不间断的工作运行。因此,整个系统除了实现组合的功能性外,模块化的结构设计还使备用装置有了用武之地。

当一个模块正在维修或者出现故障时,系统会自动地切换到另一个模块来确保废气净化系统的正常工作。即使是在这种情况下,所有模块的中央控制系统还允许各个模块独立地解决问题,以确保废气净化的有效性。

工业废气净化解决方案

工业废气净化系统成功净化了半导体生产过程中排出的高毒性和易燃性的混合气体,该系统中内置的泵经主进气管道将废气吸入到净化系统中。根据工业废气的组成成分,三通阀将工业废气引入到适合于处理它们的装备中。在特定情况下,废气处理的第一步是通过两个串联的干床吸附模块,废气中能够发生反应的气体成分会在化学吸附剂的作用下,吸附在干床床体上。“我们研发生产了许多不同的吸附剂,专门用于各种形式的废气净化。” Kraus先生说。这一技术最适合于清除有毒有害的废气成分,因为这些气体成分能够不可逆地与吸附剂颗粒结合在一起。若在后续净化过程中废气成分发生了变化,系统会自动地切换到另一个净化模块,例如切换到燃烧器、洗涤器中去。这最适合于高要求的工业应用,并能够通过废气焚烧处理和后续的洗涤得到清洁的气体。这也就意味着有害气体在高温下被热解了,燃烧后的物质又能在后续的洗涤中从气体中得以清洗。因此,这一解决方案可以很好地处理易燃和自燃的气体混合物。此外,对于只能在高温下分解的气体,例如对环境有害的全氟化碳氢化合物(PFC)也可以用这种方法来去除。这两种设备类型的组合能够提供最佳的废气净化解决方案。

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