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光电厂、半导体厂沸石转轮浓缩焚烧系统操作参数优化调整方案

日期:2018-01-10  人气:483 views

表4.3为某半导体厂沸石转轮浓缩焚烧系统执行原厂参数与建议操作参数值的处理效率比较。在原厂参数操作下,VOCS的处理效能即可达到95%。**次测试经由调整热交换器的参数,可使脱附热气流温度在不另耗能的情况下,从原建议值180℃提升至186.5℃,配合脱附气流量为7090CMH、及其它恒定的操作参数值:转轮转速3.3RPH、废气焚烧前预热温度514℃、焚烧温度732℃等,整系统在处理实厂废气所含的VOCS物质,以THCS值计算所得的处理效率达97.2%,所以可验证适度增加脱附温度将有助于系统处理效率的提升。第二次及第三次测试则是在同一经济条件下、寻求可达到理想处理效率的操作参数。方法是利用热力学**定律观念(△H=ρ×CP×Q),略以求出、并供给不同的脱附气流流速(即进入废气焚烧炉浓缩的高浓度VOCS气流流量)至破坏温度所需燃料量后,比较各不同条件下所得实际处理效率哪种更经济、可行。

测试2所改变的参数为-脱附流量8,962NCMH,其进入焚烧的预热温度为510℃,如果在焚烧时提升至732℃所需的燃料用量略约为测试1的1.24倍,但系统整体处理效率仅提升0.6%,不是很显著;随后执行的测试3是将脱附流量降至5,514NCMH,而其提升温度至732℃所需燃料用量约为测试1的0.78倍,检查系统整体效率为96.5%仅较测试1降低0.7%,由此结果可看出适度降低脱附流量,虽然系统效能略有降低,但依然能维持**率的标准、并减少可观的燃料费用支出;另外,再将测试3与原厂建议操作值所得的结果相比较,可发现借由调整热交换器参数使脱附温度提升7℃、并在节省23%的燃料用量下,测试3所得的系统整体处理效率仍好于原厂建议操作值。

针对上述结果,对于脱附温度方面,建议温度控制在180至200℃间,**不超过220℃,以免沸石上的余热影响下阶段吸附效率、并减少闷燃的风险;而增加脱附风量则代表着降低沸石吸附浓缩比率,以这个程序取代脱附温度的增加,可避免因温度提升所造成的闷燃风险,以增加再生风量、达到充足再生热容量的效果,但值得注意的是这将使末端废气焚烧设备耗能增大,使得运转成本增加。

此外,表4.4是对某光电厂的沸石转轮处理效率进行优化提升的结果。除了原先规划调整脱附温度及脱附风量等两项参数的外,因该厂VOCS废气浓度较高,建议应适时调高转轮转速,缩短其吸附时间、吸附区提先进入脱附程序,使转轮不致于呈现饱和状态而造成吸附效率不佳;并视废气状况需要加装滤布用以过滤粒状物(加装的滤布对于VOCS并无显著的吸附效果)。由表中的结果显示,经优化调整后该厂沸石转轮的去除效率已由51%大幅提升至85%。

研究结果显示沸石浓缩转轮结合RTO系统除可达到**的VOCS去除效率,其成本也将较现行的沸石浓缩转轮结合直接焚烧炉经济可行;另外,借以调整沸石吸附浓缩焚烧系统的脱附温度及脱附气流流量两操作条件,可在不变动硬件设计、不需额外支出费用,甚至也能减少能源耗用的情况下,能让厂家迅速简易地找到适和自身的沸石吸附浓缩焚烧系统**经济效能平衡点。需要注意的是厂家如果想调整这两项参数应特别注意脱附温度应不宜过高,以免影响吸附区效能,以及降低脱附气流时,需要考虑焚烧炉火焰速度避免回火以及系统风压的稳定以防宕机。

表4.3某半导体厂执行原厂参数与建议操作参数值的处理效率比较

测试编号参数 原厂建议操作值  测试1  测试2  测试3
实厂处理流量(NCMH) 82,453 52,800 52,800 52,800
实厂VOCS废气处理浓度(ppm) 250~280
转轮直径、厚度(mm) 3950、4000 3950、4000 3950、4000 3950、4000
转轮风面比(吸附、脱附、冷却) 10:1:1 10:1:1 10:1:1 10:1:1
转轮转速(RPH) 3.3 3.3 3.3 3.3
废气进入焚烧预热温度(℃) 512 514 510 512
焚烧温度(℃) 732 732 732 732
脱附温度(℃) 180 186.5 187 187
脱附流量(NCMH) 7,170 7,090 8,962 5,514
浓缩比 11.5 7.4 5.9 9.6
VOCS平均处理效率(%) 95 97.2 97.8 96.5

表4.4某光电厂操作参数调整前后的处理效率变化

操作参数 最初操作状况 调整中数值 **操作值
脱附温度(℃) 180 185 190
转轮速度(Hz) 28 38 36
焚烧炉温度(℃) 750 750 760
冷却风量(%)* 30 35 50
脱附风量(%)* 30 50 40
装设滤布
处理效率(%) 51 85

*注:脱附风量及冷却风量数值为风机开口截面积比


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