万风量喷漆废气活性碳吸附脱附催化方案.pdf

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废气处理项目设计方案设计单位:

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盐城市人民北路466号电话:

0515-88963888传真:

0515-885370881设计方案江苏山淼环境工程有限公司2017年5月26号中国盐城废气处理项目设计单位:

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0515-885370882目录一、概述.4二、设计依据及排放标准.4三、设计范围及原则.5四、工艺处理方法的选择与确定.6五、设备工艺结构说明.11六、工艺规划及技术参数.29七、主要设备供货清单.31八、设备安全措施.34九、质量保证、操作培训及售后服务.35十、提供的相关文件资料.36十一、工程进度.37十二、联系方式.40十三、工程案例.40设计单位:

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0515-885370883四吸一脱在线脱附催化一体化方案一、概述贵公司在发展经济的同时,对环境保护也非常重视。

由于贵公司喷漆产生的废气对工人造成一定影响。

为了满足国家与地方日趋严格的环保要求,公司有关领导决定对废气进行治理,使废气排放总量和排放浓度达到当地政府相应的环保要求,为此委托江苏山淼环境工程有限公司为本项目设计废气治理方案。

我公司受贵公司的委托,根据提供的相关数据及资料,借鉴相关工程实际设计和运行经验,本着投资省、处理效果好、运行成本低的原则,编制了该设计方案,供贵公司和有关部门决策参考。

主要污染物涉及:

苯、甲苯、二甲苯、非甲烷总烃、粉尘、油漆颗粒。

1、1、企业设备概况:

企业废气需处理,风量是500000m3/h,企业所排放有机废气主要来源于设备工作时产生的废气和粉尘,现需要采购废气治理设备对以上产生的废气进行治理.二、设计依据及排放标准中华人民共和国环境保护法;中华人民共和国大气污染防治法;工业企业设计卫生标准(GBZ1-2010);大气污染物综合排放标准(GB16297-1996);化学工业挥发性在机物排放标准(DB32/3151-2016)工业企业厂界噪声标准(GB12348-2008);涂装作业安全规程有机废气净化装置安全技术规定(GB20101-2006);催化燃烧法工业有机废气治理工程技术规范(HJ2027-2013);吸附法工业有机废气治理工程技术规范(HJ2026-2013);钢制压力容器(GB4735-1997);电力装置的继电保护和自动装置设计规范(GB50062-2008);电工电子设备机柜模数化设计要求(GB/T28564-2012);电工电子设备机柜安全设计要求(GB/T28568-2012);吸附法工业废气治理工程技术规范HJ2026-2013;其他相关设计规范、施工规范及规程;贵公司提供的相关基础资料。

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0515-8853708841、废气混合浓度:

300mg/m,2、排放要求化学工业挥发性在机物排放标准(DB32/3151-2016)排气筒高度15米,预计处理后排放指标。

根据计算最终排放均可达标排放。

三、设计范围及原则1、设计原则1.1严格遵守国家、省、市级环保法规,认真执行相关技术规范。

1.2选择处理效果好、动力消耗低、运行稳定、管理简便的处理工艺。

1.3采用技术先进、高效、节能、稳定、易于操作维护的核心净化设备。

1.4提高系统的自动化控制水平,降低操作人员的管理难度和劳动强度。

1.5工程的外观设计与建筑主体以及周围的环境相协调。

1.6环保设施的设计不得影响生产工艺的正常运行。

1.7以节约投资和降低造价为出发点,合理选用治理设备。

1.8因地制宜采用合理的收集和处理方案,在达到工程目标的前提下,降低造价及运营费用。

2、工程范围2.1卖方主体设备的设计、制作及供货;有机废气净化装置设备进风口至烟囱之间的所有连接管道的设计、制作及供货;废气处理工程工艺流程的制定、处理设施的总体规划与布局;废气源至处理设备间管路及对接工作;处理工艺设备布置等;处理系统的方案设计及施工图设计;处理系统电气控制设计和安装;运行调试并交付使用;在质保期内的技术支持及质量保证。

2.2买方动力电源(380V、50Hz)由业主接至现场主控制柜;设备安装土建基础设施及位置确定;压缩空气源至处理设备间管路及对接工作。

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0515-885370885四、工艺处理方法的选择与确定1、工艺选择目前对于气态有机物污染物种类繁多,采用的治理的方法也有多种,常用的主要有:

吸收法、吸附法、催化燃烧法、燃烧法、冷凝法等等。

这些方法在应用中各有特点和利弊,需要根据污染程度、使用环境与条件来权衡。

表4.1现有废气处理类型类比工艺类型特点吸附浓缩+催化燃烧法活性炭吸附法催化燃烧法(或RCO)直接燃烧法(或RTO)生物分解法等离子法UV高效光解净化法净化技术原理有机的结合了活性炭吸附法和催化燃烧法的各自优势,达到节能、降耗、环保、经济等目的。

利用活性炭内部孔隙结构发达,比表面积大,对各种有机物具有高效吸附能力原理。

利用催化剂的催化作用来降低有机物的化学氧化反应的温度条件,从而实现节能、安全的目的。

利用有机物在高温条件下的可燃性将其通过化学氧化反应进行净化的方法。

利用有机物作为微生物的营养物质,通过其代谢作用将有机物分解和利用的过程。

利用高压电极发射的等离子及电子,裂解和氧化有机物分子结构,生成无害化的物质。

利用高能UV紫外线的光能裂解和氧化有机物质分子链,改变物质结构的原理。

适宜净化的气体大风量低浓度不含尘干燥的常温废气例如:

涂装、化工、电子等生产废气小风量低浓度不含尘干燥的常温废气例如:

实验室、洁净室通风换气。

小风量中高度不含尘高温或常温气例如:

烤漆、烘干、各种烤炉产生废气。

大风量中高度含使催化剂毒物质废气例如:

光电、印刷、制药等产生废气。

大风量低浓度常温气例如:

污水处理厂等产生废气。

小风量低浓度不含尘干燥的常温气例如:

焊接烟气等。

小风量低浓度不含尘干燥的常温废气例如:

实验室、油烟等。

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0515-885370886净化效率可稳定保持在90%以上。

初期净化效率可达85%,需要经常更换。

可长期保持95%以上。

可长期保持95%以上。

微生物活性好时净化效率可达70%,净化效果极不稳定。

正常运行情况下净化效率可达60%左右。

正常运行情况下净化效率可达60%左右。

使用寿命催化剂和活性炭2年以上,设备正常工作达10年以上。

活性炭每个月需更换。

设备正常工作达10年以上。

催化剂4年以上,设备正常工作达10年以上。

设备正常工作达10年以上。

养护困难,需频繁添加药剂、控制PH值、温度等。

在废气浓度及湿度较低情况下,可长期正常工作。

高能紫外灯管寿命三年以上。

设备寿命十年以上。

投资费用中等投资费用低投资费用中高等投资费用较高的投资费用非常高的投资费用中高等投资费用中高等投资费用运行费用整体运行费用最低。

所使用的活性碳必须经常更换,运行维护成本很高。

除风机能耗外,其他运行费用较低。

需不间断的提供燃料维持燃烧,运行维护费用最高,运行维护费用较高,需经常投放药剂,以保持微生物活性。

系统用电量大,且还需要清灰,运行维护成本高。

系统用电量大,且还需要清灰,运行维护成本高。

污染无二次污染会造成环境二次污染。

无二次污染无二次污染易产生污泥、污水。

无二次污染。

无二次污染。

其他1、较为成熟工艺;2、废气温度不宜超过40;3、被处理废1、较为成熟工艺;2、废气温度不宜超过40;3、被处理废1、较为成熟工艺;2、废气浓度不高于10000mg/m3、废气浓度1、较为成熟工艺;2、废气浓度不高于4000mg/m3、废气浓度1、较为成熟工艺;2、微生物培养周期较长,并且需要定期加入1、目前还处在研究开发阶段,性能的可靠性和稳定性有待进一步考察1、目前还处在研究开发阶段,性能的可靠性和稳定性有待进一步考察设计单位:

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0515-885370887气浓度不高于500mg/m气浓度不高于1000mg/m4、活性炭需定期更换较低时运行废气较高(耗电量)较低时运行废气较高(耗气量)营养液;3、容易产生污泥2、确定工艺喷漆房废气属于大风量、低浓度有机废气类型,根据行业要求及减少用户投资成本、运行维护费用,本工程选用活性炭吸附浓缩+催化燃烧法净化处理,预处理采用湿式+干式过滤除尘。

由于喷漆废气中含有大量粉尘物,此时含有粉尘颗粒废气进入活性炭箱,会造成活性炭的吸附性能下降,甚至堵塞,将不能对有害气体净化,达不到环保排放要求。

故本工程在吸附净化前设置预处理设备。

活性炭吸附饱和后用热空气脱附再生,使活性碳重新投入使用;通过控制脱附过程流量可将有机废气浓度浓缩10-20倍。

脱附气流经催化净化装置内置的电加热装置加热至250350(加热温度由温控检测以控制),在催化剂作用下氧化反应,催化氧化过程净化效率达97%以上,氧化后生成CO2和H2O并释放出大量热量,该热量通过催化净化装置内的热交换器,一部分再用来加热脱附出的高浓度废气,另外一部分做为活性碳脱附热气源使用。

一般达到脱附催化燃烧自平衡过程须全启动电加热器1.5小时左右。

达到热平衡后关闭电加热装置,这时脱附处理系统靠废气中的有机溶剂做燃料维持正常运转,无须外加能源可使再生过程达到自平衡循环,极大地减少能耗,并且无二次污染的产生。

本净化装置是根据吸附(效率高)和催化燃烧(节能)两个基本原理设计的。

即吸附浓缩催化燃烧法。

该设备采用双气路或多气路连续工作,设两个或N个吸附床可交替使用,一个催化燃烧室,先将有机废气用活性炭吸附,当快达到饱和时停止吸附操作,然后用热气流将有机物从活性炭上吸附下来使活性炭再生;脱附下来的有机物已被浓缩(浓度较原来提高几十倍)并送入催化燃烧室催化转化成CO2和H2O排出,当有机废气浓度达到2000PPm以上时,有机废气在催化床可维持自然,不用外加热,燃烧后的尾气一部份排出大气,大部份送往吸附床,用于活性炭的脱附再生。

这样可能满足燃烧和脱附所需热能,达到节能的目的,再生后的活性炭可用于下次吸附;在脱附时,净化操作可用另一个吸附床进行,既适合于连续操作,也适合于间断操作。

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0515-8853708883、技术性能及特点1、该设备设计原理先进、用材独特、性能稳定、操作简便、安全可靠、节能省力,无二次污染。

设备占地面积小、重量轻。

吸附床采用抽屉式或装填式结构,装填方便、便于更换。

2、采用新型的活性炭吸附材料蜂窝状活性炭与粒状相比具有优越的动力学性能。

极适合于大风量下使用。

3、催化燃烧室采用陶瓷蜂窝体的贵金属催化剂,阻力小,活性高。

当有机蒸汽浓度达到2000PPm以上时,可维持自燃。

4、耗电量小,由于床层阻力小,用低压风机就可以,不但耗电少而且噪音小,排风机功率见附表。

催化燃烧时,需电加热起动。

有机物在催化床催化燃烧一开始,其燃烧热可足以维持其反应所需温度,此时电加热自行停止,起动电加热时间大约1小时左右,起动时所需功率见附表。

5、吸附有机物废气的活性炭床,可用催化燃烧后的废气进行脱附再生,脱附后的气体再送催化燃烧室进行净化,不需外加能量,运转费用低,节能效果显著。

4、设备选型注意事项1、设备选用时,请附加安全系数20%。

2、废气源的温度必须在50以下,如果超过请在废气前配制冷却装置。

3、废气源中如有粉尘及粘性物质,必须进行前处理。

4、设备的周边无腐蚀性气体及强烈振动。

五、设备工艺结构说明1、用途VOCs净化装置主要用作涂装、印刷、家电、制鞋、塑料及各种化工车间里挥发或渗漏出有害废气的净化及臭味的消除,最宜适用于低浓度(300mg/m)的不适宜采用直接燃烧或催化燃烧和回收处理的有机废气,尤其对大风量的处理场所,可获得满意的经济效益和社会效益。

2、工作原理本净化装置是根据吸附(效率高)和催化燃烧(节能)两个基本原理设计的,即吸附浓缩催化燃烧法。

含有机物的废气经风机的作用,经活性炭吸附层,利用活性炭多微孔比表面积大的吸附能力强将有机物质吸附在活性炭微孔内,洁净气被排出;经一段时间后,活性炭达到饱和状态时,停止吸附,此时有机物已经被浓缩在活性炭内。

再利用催化燃烧对饱和活性炭进行脱附再生,设计单位:

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0515-885370889重新投入使用。

催化燃烧装置内设加热室,启动加热装置,进入内部循环,当热气源达到有机物的沸点时,有机物气化从活性炭内挥发出来,进入催化室进行催化分解成水和二氧化碳,同时释放出能量。

其中一部分热量通过气、气换热方式对进入催化燃烧脱附废气预热,另一部分能量再进入吸附床脱附,此时电加热装置基本停止工作,催化燃烧运转热能依靠有机物废气燃烧释放热维持,此状态循环进行,直到有机物完全从活性炭内部分离、分解。

活性炭得到了再生,有机物分解成无害物排放。

3、技术性能及特点该设备设计原理先进,用材独特,性能稳定,操作简单、安全可靠、无二次污染。

设备占地面积小、重量轻。

采用新型的活性碳吸附材料蜂窝状活性碳,与粒状相比具有优越的动力学性能。

极适合于大风量下用。

装填方便,更换容易。

运行成本低:

吸附时仅风机工作,脱附时间短6-8小时,(按照300mg/m3计算)。

吸附有机物废气的活性碳床,可用催化燃烧后的废气进行脱附再生,脱附后的气体再送入催化燃烧室进行净化,当有机气体浓度达到2000PPM以上时,可维持自燃不需外加能量,运转费用低,节能效果显著。

催化燃烧室采用陶瓷蜂窝体的贵金催化剂,阻力小,活性高。

全自动控制,操作简易,维护方便。

4、处理工艺流程5、主要工艺段概述5.1、市场目前废气治理失败有半数是由于前处理失败,造成后级设备失效,前处量方式分为干式前处废气源吸附床主排风机吸附床换热器加热室燃烧室换热器吸附过程收集系统排空温控系统混流换热器脱附过程湿式+干式过滤设计单位:

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0515-8853708810理和湿式前处理,干式前处理由于过滤效率高,但其运行成本较高,因此一般小批量制造,间歇性生产才会选择它,湿式前处理过滤效率没有干式高,一般用于大批量制造,它的运行成本低,当工作环境要求非常高时,我们会用二者组合,这样效率更高,同时又避免了干式的运行成本问题,延长滤袋的更换时间。

1废气收集率分析:

废气收集率分析:

因为都是密封的空间,有全封闭结构,可能存在轻微泄漏,一般占排气量的3-5%,因此废气收集效率大于95%,前处理处理率论述:

第一、二、级漆雾处理在前处理喷淋箱,三四级漆雾过滤在干式过滤箱。

从排气风机出来的风从小型水旋板下方向上通过,含尘废气与水逆向冲洗,完成第一级处理,此级处理效率最高,废气继续向上通过第二级喷淋处理,此级采用工业螺旋喷嘴,废气并通过拉西环,被洗涤完的空气再通过花球式水雾分离器进行一道水雾分离,然后进入干式过滤箱通过相对无尘的废气进入第三四级漆雾过滤器G4+F8中效过滤器,此时废气颗粒物过滤效率在99%以上第一级处理处理:

70%第二级处理:

(1-70%)*80%=24%第三级处理:

(1-70%-24%)*80%=4.8%第四级F8处理:

(1-70%-24%-4.8%)*96%=1.15%总的净化效率:

(70%+24%+4.8%+1.15%)=99.95%这个净化效率才能保证活性碳不会很短时间捕集很多漆雾而经常需要保养,消耗大量人力维护设备工作原理设备漆雾及粉尘处理方式采用二道水洗+填料过滤+G4+F8中效过滤器,一道水洗为微型旋流器,二道水洗为螺旋喷雾;气雾分离器采用填料设计;F8过滤器的过滤层厚度为20mm。

设备的每个段位都设有单独的检修门,方便设备的检修、清洗及使用维护。

整套设备由前处理箱、废气净化设备、风管、风机、电控、安全系统、组成,前处理箱主要是对喷漆室漏捕的漆雾和粉尘进行再次捕集,废气净化设备主要是对含三苯的有机废气进行裂解。

前处理系统的工作原理前处理箱由二部分组式:

一部分是湿式处理二道喷淋前处理,另一部分是干式前处理箱设计单位:

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0515-8853708811湿式处理:

是由由壳体、水池、洗涤板、螺旋喷嘴、填料、压差表及压差开、维修梯子等组成。

壳体:

采用拼装式用螺栓连接,壁板采用3.0mm碳钢材料折弯而成,带有二道检修门,下带有水池及喷淋水二节过滤系统,水池带有自动补水、溢流、排污口,捞渣箱体采用水密封设计,水泵采用立式管道泵,管路采用UPVC,装有压力表,软连接,洗涤板分块设计,易于拆卸并清洁,干式前处理:

由壳体、F8中效过滤袋、水汽分离器、均流网、压差表、压差开关、维修梯子等组成。

1)、壳体:

整体壳体骨架采用3.0mm碳钢材料折弯焊接而成,在壳体一侧设有分离器、中效过滤袋的检修门,水汽分离器、中效过滤袋能从检修门中轻易抽出维护和保养,检修门和活板采用3.mm碳钢材料折弯焊接而成,防水型设计,检修门采用快速螺旋压紧手柄,大大缩短维保人员开门和关门的时间,密封条采用三元乙炳空心复合钢骨架密封条,密封压紧量大,钢骨架夹紧劳固不易脱落,(不用胶粘)在壳体的高度方向设有维护专用梯子和水平维修通道,在通道外侧设有安全防护栏。

2)、过滤单元是除尘器的核心部分,本除尘器采用G4+F8中效过滤袋,滤袋安装方式:

采用压紧方式,边框加装橡胶密封垫,其性能特点如下:

?

捕集1-5um的颗粒灰尘及各种悬浮物。

?

采用热融工艺,结构稳定,降低破漏风险。

?

风量大。

?

阻力小。

?

容尘量高。

?

可重复清洁使用。

?

型式:

有框袋式?

滤料:

特殊无纺布?

效率:

85%?

使用最高温度、湿度:

80、80%3)、压差表监测过滤袋的堵塞情况,为及时精确维护提供保障,压差开关起报警作用,如果到此压差4.2活性炭吸附床活性炭吸附床内装活性炭层及气流分布器,以浓缩净化有机气体,是整个装置第一个主循环的主要部件及核心工序,活性炭砖砌式装填。

废气进入箱体由装填在两侧活性炭吸附净化,以将低吸附箱吸附流速提高净化效率。

设计单位:

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0515-8853708812吸附原理:

采用多孔性固体物质处理流体混合物时,流体中的某一组分或某些组分可被吸引到固体表面并浓集保持其上,此现象称为吸附。

在进行气态污染物治理中,被处理的流体为气体,因此属于气-固吸附。

被吸附的气体组分称为吸附质,多孔固体物质称为吸附剂。

活性炭选用以优质无烟煤作为原料、外形蜂窝状,其主要特点为:

具有强度高、比表面积较大、吸附容量高、吸附速度快、孔隙结构发达、孔隙大小介于椰壳活性炭和木质活性炭之间。

5.2-2蜂窝活性炭规格参数主要成份活性炭规格100100100mm壁厚0.50.6mm体密度(380-450)比表面积700吸苯量25%脱附温度120使用寿命8000h孔数150孔/平方英寸风速阻力450Pa(风速1.0m/s;床厚50cm)抗压强度正压0.9MPa;侧压0.3MPa5.3催化燃烧床该装置是将有机废气最终分解氧化的核心设备,是脱附解析活性炭中有机物时所用热能提供源。

解析出浓缩的有机废气经催化燃烧内置加热装置加热,再通过催化剂的作用分解成水和二氧化碳,同时释放能量,由热交换装置置换能量,用于维护设备自燃的能源。

当催化床温度达到250300时,催化燃烧床开始反应,利用废气燃烧产生的热空气循环使用,此时电加热停止,不需要外加热,单床脱附,一般脱附时间为5-6小时,设定时间活性炭吸附箱定时自动切换脱附,内部装填的陶瓷蜂窝体贵金属催化剂使用寿命为10000小时。

整个脱附系统采用多点温度控制,保证脱附效果的稳定。

表5.5-3催化剂主要技术性能外形尺寸505050mm空穴尺寸1.3mm空穴密度25.4个/孔壁厚度0.5mm设计单位:

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0515-8853708813深层主晶相-A1203比表面积43堆积密度0.8空速1104h-1催化剂活性温度210耐冲击温度750使用寿命10000小时有机气体催化净化装置介绍(活性炭脱附系统):

(一)、产品结构特点型系列产品设计独特,布局合理、被广大用户和专家总结出以下特点:

1.1操作方便:

设备工作时,实现自动控制。

1.2能耗低:

设备启动,仅需15-30分钟升温至起燃温度(有机废气浓度较高时),耗能仅为风机功率。

1.3安全可靠:

设备配有阻火除尘系统、防爆泄压系统、超温报警系统及先进的自控系统。

1.4阻力小,净化率高:

采用当今先进的贵金属钯、铂浸渍的蜂窝状陶瓷载体催化剂,比表面积大。

1.5余热可回用:

余热可返回烘道,降低原烘道中消耗功率;也可作其它方面的热源。

1.6占地面积小:

仅为同行业同类产品的70%-80%,且设备基础无特殊要求。

1.7使用寿命长:

催化剂一般4年/10000h更换,并且载体可再生。

(二)、设备应用范围2.1可用于有机溶剂的净化处理(苯、醇、酮、醛、酯、酚、醚、烷等混合有机废气)。

2.2适用于电线、电缆、漆包线、机械、电机、化工、仪表、汽车、自行车、摩托车、发动机、磁带、塑料、家用电器等行业的有机废气净化。

2.3可用于各种烘道、印铁制罐、表面喷涂、印刷油墨、电机绝缘处理、皮鞋粘胶等烘干流水线,净化各工序产生的有机废气。

(三)、工艺流程示意图本装置是利用催化剂做中间体,使有机气体在较低的温度下,变成无害的水和二氧化碳。

CnHm(nm/4)O2pbpt/250300Nco2+m/2H2O+热量工艺流程示意图设计单位:

江苏山淼环境工程有限公司地址:

盐城市人民北路466号电话:

0515-88963888传真:

0515-8853708814四、选型及注意事项4.1废气成分中,不含下列物质:

a有高粘性的油酯类。

b磷、铋、砷、锑、汞、铅、锌、锡。

c高浓度的粉尘4.2设备选型时,请注明废气成份、浓度及出口温度。

4.3设备安装场所无腐蚀性气体,并有良好的防雨措施。

4.4设备所需电源为:

三相交流380V,频率50HZ。

4.5有特殊要求时,请注明。

(五)、设备常见的故障及排除方法常见故障故障原因排除方法净化率下降1、活性催化剂表面聚集可凝物或被颗粒物堵塞。

2、操作不良(如催化室未升温到220280时,已打开废气阀门,使得有机物分子吸附在催化剂上面)。

3、维护不当1、提高预处理的效率;2、恢复正常操作方法;3、清洗预处理装置;4、用新鲜空气加热催化剂进行置换活化工作。

设计单位:

江苏山淼环境工程有限公司地址:

盐城市人民北路466号电话:

0515-88963888传真:

0515-8853708815净化率明显下降1、活性催化剂接触了快速毒物,如:

磷、铋、砷、锑、汞、氯、氟和溴。

2、缓慢毒物锌、铅、锡等。

更换催化剂电气设备常见故障可能产生的原因排除方法1、指示灯不亮灯泡断丝灯座松脱电线断脱变压器损坏相应的接触器损坏或触点接触不良插入式继电器平脱插座更换旋紧或调换灯座;接上断线;有万用表测初次初电压,若无电讯号则应更换;调换接触器或动、静触头;旋紧继电器2、断丝指示灯闪烁,讯号器鸣叫某根电热器断丝相应有电热器连线断脱接触器触头烧毁或接触更换;清除氧化物后重新接上;调换触头或接触器;3、风机不能启动缺相保险丝容量太小烧断过载调动电动机控制线松动或断脱接触器接点接触不良造成缺相起动按钮

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