Zanieczyszczenia odprowadzane to głównie: mgła lakiernicza i rozpuszczalniki organiczne wytwarzane przez farby natryskowe oraz rozpuszczalniki organiczne wytwarzane podczas suszenia i ulatniania. Mgła lakiernicza pochodzi głównie z części powłoki rozpuszczalnikowej w natryskiwaniu powietrznym, a jej skład jest zgodny z zastosowaną powłoką. Rozpuszczalniki organiczne pochodzą głównie z rozpuszczalników i rozcieńczalników w procesie stosowania powłok, większość z nich to emisje lotne, a ich głównymi zanieczyszczeniami są ksylen, benzen, toluen itd. Dlatego głównym źródłem szkodliwych gazów odpadowych odprowadzanych w powłoce jest pomieszczenie do malowania natryskowego, suszarnia i pomieszczenie do suszenia.
1. Metoda oczyszczania gazów odlotowych w linii produkcyjnej samochodów
1.1 Schemat oczyszczania gazów odpadowych organicznych w procesie suszenia
Gaz odprowadzany z pomieszczenia do elektroforezy, powlekania medium i suszenia powłoki powierzchniowej należy do gazów odpadowych o wysokiej temperaturze i wysokim stężeniu, które nadają się do metody spalania. Obecnie powszechnie stosowane środki oczyszczania gazów odpadowych w procesie suszenia obejmują: technologię regeneracyjnego utleniania termicznego (RTO), technologię regeneracyjnego spalania katalitycznego (RCO) i system termicznego spalania z odzyskiem TNV
1.1.1 Technologia utleniania termicznego (RTO) typu magazynowania ciepła
Utleniacz termiczny (Regenerative Thermal Oxidizer, RTO) to energooszczędne urządzenie ochrony środowiska do oczyszczania średnich i niskich stężeń lotnych gazów odpadowych organicznych. Nadaje się do dużych objętości, niskich stężeń, nadaje się do stężenia gazów odpadowych organicznych pomiędzy 100 PPM-20000 PPM. Koszty eksploatacji są niskie, gdy stężenie gazów odpadowych organicznych przekracza 450 PPM, urządzenie RTO nie musi dodawać paliwa pomocniczego; szybkość oczyszczania jest wysoka, szybkość oczyszczania RTO z dwoma złożami może osiągnąć ponad 98%, szybkość oczyszczania RTO z trzema złożami może osiągnąć ponad 99%, a brak zanieczyszczeń wtórnych, takich jak NOX; automatyczna kontrola, prosta obsługa; bezpieczeństwo jest wysokie.
Urządzenie do regeneracyjnego utleniania cieplnego przyjmuje metodę utleniania termicznego w celu obróbki średniego i niskiego stężenia organicznych gazów odlotowych, a wymiennik ciepła z ceramicznym łożem do magazynowania ciepła służy do odzyskiwania ciepła. Składa się z ceramicznego łoża do magazynowania ciepła, automatycznego zaworu sterującego, komory spalania i układu sterowania. Główne cechy to: automatyczny zawór sterujący na dole łoża do magazynowania ciepła jest połączony odpowiednio z główną rurą wlotową i główną rurą wydechową, a łoże do magazynowania ciepła jest magazynowane poprzez wstępne podgrzewanie organicznych gazów odlotowych wchodzących do łoża do magazynowania ciepła za pomocą ceramicznego materiału do magazynowania ciepła w celu pochłaniania i uwalniania ciepła; organiczne gazy odlotowe podgrzane do określonej temperatury (760℃) są utleniane podczas spalania komory spalania w celu wytworzenia dwutlenku węgla i wody, a następnie są oczyszczane. Typowa dwuwarstwowa główna struktura RTO składa się z jednej komory spalania, dwóch ceramicznych łóżek wypełniających i czterech zaworów przełączających. Regeneracyjny ceramiczny łoże do magazynowania ciepła w urządzeniu może zmaksymalizować odzysk ciepła o ponad 95%; Podczas przetwarzania organicznych gazów odlotowych nie stosuje się paliwa lub stosuje się go w niewielkich ilościach.
Zalety: Biorąc pod uwagę duży przepływ i niskie stężenie organicznych gazów odlotowych, koszty eksploatacji są bardzo niskie.
Wady: wysokie koszty jednorazowej inwestycji, wysoka temperatura spalania, nieodpowiednie do oczyszczania dużych stężeń organicznych gazów odlotowych, duża liczba ruchomych części, konieczność przeprowadzania większej ilości prac konserwacyjnych.
1.1.2 Technologia spalania katalitycznego termicznego (RCO)
Urządzenie do regeneracyjnego spalania katalitycznego (Regenerative Catalytic Oxidizer RCO) jest bezpośrednio stosowane do oczyszczania organicznych gazów odlotowych o średnim i wysokim stężeniu (1000 mg/m3-10000 mg/m3). Technologia obróbki RCO jest szczególnie odpowiednia do wysokiego zapotrzebowania na współczynnik odzysku ciepła, ale nadaje się również do tej samej linii produkcyjnej, ponieważ ze względu na różne produkty skład gazów odlotowych często się zmienia lub stężenie gazów odlotowych znacznie się waha. Jest szczególnie odpowiednia do odzyskiwania energii cieplnej przedsiębiorstw lub oczyszczania gazów odlotowych z linii suszenia, a odzysk energii może być stosowany do suszenia linii suszenia, aby osiągnąć cel oszczędzania energii.
Technologia regeneracyjnego spalania katalitycznego jest typową reakcją fazy gazowo-stałej, która jest w rzeczywistości głębokim utlenianiem reaktywnych form tlenu. W procesie utleniania katalitycznego adsorpcja powierzchni katalizatora powoduje wzbogacenie cząsteczek reagentów na powierzchni katalizatora. Efekt katalizatora w postaci zmniejszenia energii aktywacji przyspiesza reakcję utleniania i poprawia szybkość reakcji utleniania. Pod wpływem określonego katalizatora materia organiczna zachodzi bez spalania utleniającego w niskiej temperaturze początkowej (250~300℃), która rozkłada się na dwutlenek węgla i wodę, uwalniając dużą ilość energii cieplnej.
Urządzenie RCO składa się głównie z korpusu pieca, korpusu katalitycznego magazynowania ciepła, układu spalania, automatycznego układu sterowania, automatycznego zaworu i kilku innych układów. W procesie produkcji przemysłowej odprowadzane organiczne gazy spalinowe wchodzą do obrotowego zaworu urządzenia przez wentylator ciągu indukowanego, a gaz wlotowy i gaz wylotowy są całkowicie rozdzielone przez obrotowy zawór. Magazynowanie energii cieplnej i wymiana ciepła gazu prawie osiąga temperaturę ustawioną przez katalityczne utlenianie warstwy katalitycznej; gazy spalinowe nadal się nagrzewają przez obszar grzewczy (przez ogrzewanie elektryczne lub ogrzewanie gazem ziemnym) i utrzymują ustawioną temperaturę; wchodzą do warstwy katalitycznej, aby zakończyć reakcję katalitycznego utleniania, mianowicie reakcja generuje dwutlenek węgla i wodę oraz uwalnia dużą ilość energii cieplnej, aby osiągnąć pożądany efekt obróbki. Gaz katalizowany przez utlenianie wchodzi do warstwy materiału ceramicznego 2, a energia cieplna jest odprowadzana do atmosfery przez zawór obrotowy. Po oczyszczeniu temperatura spalin po oczyszczeniu jest tylko nieznacznie wyższa niż temperatura przed obróbką gazu odlotowego. System działa nieprzerwanie i przełącza się automatycznie. Dzięki pracy zaworu obrotowego wszystkie ceramiczne warstwy wypełniające kończą etapy cyklu ogrzewania, chłodzenia i oczyszczania, a energia cieplna może zostać odzyskana.
Zalety: prosty przebieg procesu, kompaktowe wyposażenie, niezawodna praca; wysoka wydajność oczyszczania, zazwyczaj ponad 98%; niska temperatura spalania; niskie nakłady inwestycyjne, niskie koszty eksploatacji, wydajność odzysku ciepła może zazwyczaj osiągnąć ponad 85%; cały proces bez wytwarzania ścieków, proces oczyszczania nie powoduje wtórnego zanieczyszczenia NOX; wyposażenie oczyszczające RCO może być stosowane w suszarni, oczyszczony gaz może być bezpośrednio ponownie wykorzystany w suszarni, w celu osiągnięcia celu oszczędzania energii i redukcji emisji;
Wady: urządzenie do spalania katalitycznego nadaje się wyłącznie do oczyszczania organicznych gazów odlotowych o niskiej temperaturze wrzenia i niskiej zawartości popiołu, a oczyszczanie gazów odlotowych z lepkich substancji, takich jak oleisty dym, nie jest odpowiednie; katalizator należy zatruć; stężenie organicznych gazów odlotowych wynosi poniżej 20%.
1.1.3TNV System termicznego spalania typu recyklingowego
System termicznego spalania typu recyklingowego (niem. Thermische Nachverbrennung TNV) to wykorzystanie bezpośredniego spalania gazu lub paliwa, ogrzewanie gazów odlotowych zawierających rozpuszczalnik organiczny, pod działaniem wysokiej temperatury, utlenianie cząsteczek rozpuszczalnika organicznego rozkład na dwutlenek węgla i wodę, wysoka temperatura gazów odlotowych poprzez wspomaganie wielostopniowego urządzenia do przenoszenia ciepła ogrzewanie procesu produkcyjnego wymaga powietrza lub gorącej wody, pełny recykling utlenianie rozkład organicznej energii cieplnej gazów odlotowych, zmniejsza zużycie energii całego systemu. Dlatego system TNV jest wydajnym i idealnym sposobem na przetwarzanie gazów odlotowych zawierających rozpuszczalniki organiczne, gdy proces produkcyjny wymaga dużej ilości energii cieplnej. W przypadku nowej linii produkcyjnej elektroforetycznej powłoki malarskiej, powszechnie przyjmuje się system termicznego spalania odzysku TNV.
System TNV składa się z trzech części: systemu podgrzewania i spalania spalin, systemu ogrzewania powietrza obiegowego i systemu wymiany ciepła świeżego powietrza. Urządzenie do spalania spalin w systemie centralnego ogrzewania jest podstawową częścią TNV, która składa się z korpusu pieca, komory spalania, wymiennika ciepła, palnika i głównego zaworu regulującego spaliny. Jego proces roboczy jest następujący: za pomocą wentylatora wysokociśnieniowego głowicy organiczne spaliny z suszarni, po spaleniu spalin urządzenie centralnego ogrzewania wbudowane w wymiennik ciepła podgrzewa, do komory spalania, a następnie przez palnik grzewczy, w wysokiej temperaturze (około 750℃) do rozkładu utleniania organicznych spalin, rozkład organicznych spalin na dwutlenek węgla i wodę. Wytworzony wysokotemperaturowy gaz spalinowy jest odprowadzany przez wymiennik ciepła i główną rurę spalinową w piecu. Odprowadzany gaz spalinowy ogrzewa powietrze obiegowe w suszarni, aby zapewnić wymaganą energię cieplną dla suszarni. Urządzenie do wymiany ciepła świeżego powietrza jest ustawione na końcu systemu, aby odzyskać ciepło odpadowe systemu do ostatecznego odzysku. Świeże powietrze uzupełniane przez suszarnię jest podgrzewane spalinami, a następnie przesyłane do suszarni. Ponadto na głównym rurociągu spalin znajduje się również elektryczny zawór regulacyjny, który służy do regulacji temperatury spalin na wylocie urządzenia, a końcową emisję temperatury spalin można kontrolować na poziomie około 160℃.
Cechy urządzenia centralnego ogrzewania spalającego gazy odlotowe obejmują: czas przebywania organicznych gazów odlotowych w komorze spalania wynosi 1–2 s; szybkość rozkładu organicznych gazów odlotowych wynosi ponad 99%; szybkość odzysku ciepła może osiągnąć 76%; a współczynnik regulacji mocy palnika może osiągnąć 26 ∶ 1, do 40 ∶ 1.
Wady: przy oczyszczaniu gazów odlotowych o niskim stężeniu substancji organicznych koszty eksploatacji są wyższe; rurowy wymiennik ciepła pracuje tylko w trybie ciągłym, ma długą żywotność.
1.2 Schemat oczyszczania gazów odpadowych organicznych w pomieszczeniu do malowania natryskowego i suszarni
Gaz odprowadzany z pomieszczenia do malowania natryskowego i suszarni ma niskie stężenie, dużą szybkość przepływu i gaz odpadowy o temperaturze pokojowej, a główny skład zanieczyszczeń to węglowodory aromatyczne, etery alkoholowe i rozpuszczalniki organiczne estrowe. Obecnie bardziej dojrzałą metodą zagraniczną jest: pierwsze stężenie organicznych gazów odpadowych w celu zmniejszenia całkowitej ilości organicznych gazów odpadowych, z pierwszą metodą adsorpcji (węgiel aktywny lub zeolit jako adsorbent) w celu uzyskania niskiego stężenia adsorpcji spalin z farby natryskowej o temperaturze pokojowej, z odpędzaniem gazu w wysokiej temperaturze, skoncentrowane gazy spalinowe przy użyciu spalania katalitycznego lub regeneracyjnej metody spalania termicznego.
1.2.1 Urządzenie do adsorpcji, desorpcji i oczyszczania za pomocą węgla aktywnego
Używając węgla aktywowanego o strukturze plastra miodu jako adsorbentu, W połączeniu z zasadami oczyszczania adsorpcyjnego, regeneracji desorpcyjnej i koncentracji LZO oraz spalania katalitycznego, Duża objętość powietrza, niskie stężenie organicznych gazów odlotowych poprzez adsorpcję węgla aktywowanego o strukturze plastra miodu w celu osiągnięcia celu oczyszczania powietrza, Gdy węgiel aktywowany jest nasycony, a następnie wykorzystuje gorące powietrze do regeneracji węgla aktywowanego, Desorbowana skoncentrowana materia organiczna jest wysyłana do złoża spalania katalitycznego w celu spalania katalitycznego, Materia organiczna jest utleniana do nieszkodliwego dwutlenku węgla i wody, Spalone gorące gazy spalinowe ogrzewają zimne powietrze przez wymiennik ciepła, Pewna emisja gazu chłodzącego po wymianie ciepła, Część do regeneracji desorpcyjnej węgla aktywowanego o strukturze plastra miodu, Aby osiągnąć cel wykorzystania ciepła odpadowego i oszczędzania energii. Całe urządzenie składa się z filtra wstępnego, złoża adsorpcyjnego, złoża spalania katalitycznego, środka zmniejszającego palność, powiązanego wentylatora, zaworu itp.
Urządzenie oczyszczające adsorpcyjno-desorpcyjne z węglem aktywnym jest zaprojektowane zgodnie z dwiema podstawowymi zasadami adsorpcji i spalania katalitycznego, wykorzystując podwójną ścieżkę gazową, ciągłą pracę, komorę spalania katalitycznego, dwa złoża adsorpcyjne są używane naprzemiennie. Najpierw organiczny gaz odpadowy z adsorpcją węgla aktywnego, gdy szybkie nasycenie zatrzymuje adsorpcję, a następnie używa przepływu gorącego powietrza do usuwania materii organicznej z węgla aktywnego w celu regeneracji węgla aktywnego; materia organiczna została zagęszczona (stężenie kilkadziesiąt razy wyższe niż pierwotne) i wysłana do komory spalania katalitycznego spalania katalitycznego do dwutlenku węgla i zrzutu pary wodnej. Gdy stężenie organicznego gazu odpadowego osiągnie ponad 2000 PPm, organiczny gaz odpadowy może utrzymać samozapłon w złożu katalitycznym bez zewnętrznego ogrzewania. Część spalin spalinowych jest odprowadzana do atmosfery, a większość jest wysyłana do złoża adsorpcyjnego w celu regeneracji węgla aktywnego. Może to spełnić spalanie i adsorpcję wymaganej energii cieplnej, aby osiągnąć cel oszczędzania energii. Regeneracja może wejść do następnej adsorpcji; w przypadku desorpcji operację oczyszczania można przeprowadzić za pomocą innego złoża adsorpcyjnego, nadającego się zarówno do pracy ciągłej, jak i przerywanej.
Wydajność techniczna i charakterystyka: stabilna wydajność, prosta konstrukcja, bezpieczeństwo i niezawodność, oszczędność energii i pracy, brak zanieczyszczeń wtórnych. Sprzęt zajmuje niewielką powierzchnię i jest lekki. Bardzo odpowiedni do stosowania w dużych objętościach. Złoże węgla aktywowanego, które adsorbuje organiczne gazy odpadowe, wykorzystuje gazy odpadowe po spalaniu katalitycznym do regeneracji strippingowej, a gaz strippingowy jest przesyłany do komory spalania katalitycznego w celu oczyszczenia, bez energii zewnętrznej, a efekt oszczędzania energii jest znaczący. Wadą jest to, że węgiel aktywowany jest krótki, a jego koszt eksploatacji jest wysoki.
1.2.2 Urządzenie oczyszczające adsorpcyjno-desorpcyjne z kołem transferowym zeolitu
Główne składniki zeolitu to: krzem, aluminium, o zdolności adsorpcyjnej, mogą być stosowane jako adsorbent; zeolitowy runner ma wykorzystywać właściwości zeolitu specyficznego dla apertury o zdolności adsorpcji i desorpcji zanieczyszczeń organicznych, tak aby gazy wydechowe LZO o niskim stężeniu i wysokim stężeniu mogły obniżyć koszty eksploatacji końcowego sprzętu do oczyszczania. Jego cechy urządzenia nadają się do oczyszczania dużego przepływu, niskiego stężenia, zawierającego różnorodne składniki organiczne. Wadą jest to, że wczesna inwestycja jest wysoka.
Urządzenie do adsorpcji i oczyszczania zeolitu jest urządzeniem do oczyszczania gazu, które może w sposób ciągły wykonywać operacje adsorpcji i desorpcji. Dwie strony koła zeolitu są podzielone na trzy obszary przez specjalne urządzenie uszczelniające: obszar adsorpcji, obszar desorpcji (regeneracji) i obszar chłodzenia. Proces roboczy systemu jest następujący: obracające się koło zeolitów obraca się nieprzerwanie z niską prędkością, cyrkulacja przez obszar adsorpcji, obszar desorpcji (regeneracji) i obszar chłodzenia; gdy niskie stężenie i objętość spalin stale przechodzą przez obszar adsorpcji runnera, lotne związki organiczne w spalinach są adsorbowane przez zeolit obracającego się koła, bezpośrednia emisja po adsorpcji i oczyszczeniu; Rozpuszczalnik organiczny zaadsorbowany przez koło jest przesyłany do strefy desorpcji (regeneracji) wraz z obrotem koła. Następnie, przy użyciu małej objętości powietrza, powietrze jest ciągle podgrzewane przez obszar desorpcji. LZO zaadsorbowane na kole jest regenerowane w strefie desorpcji. Spaliny LZO są odprowadzane razem z gorącym powietrzem. Koło jest kierowane do obszaru chłodzenia w celu chłodzenia i ponownej adsorpcji. Przy stałym obrocie obracającego się koła, wykonywany jest cykl adsorpcji, desorpcji i chłodzenia, co zapewnia ciągłą i stabilną pracę oczyszczania gazów odlotowych.
Urządzenie zeolitowe jest zasadniczo koncentratorem, a gaz wydechowy zawierający rozpuszczalnik organiczny jest dzielony na dwie części: czyste powietrze, które może być odprowadzane bezpośrednio, oraz powietrze z recyklingu zawierające wysokie stężenie rozpuszczalnika organicznego. Czyste powietrze, które może być odprowadzane bezpośrednio i może być poddawane recyklingowi w malowanym systemie wentylacji klimatyzacyjnej; wysokie stężenie gazu LZO jest około 10 razy większe od stężenia LZO przed wejściem do systemu. Skoncentrowany gaz jest przetwarzany przez spalanie w wysokiej temperaturze za pomocą systemu termicznego spalania odzysku TNV (lub innego sprzętu). Ciepło generowane przez spalanie jest odpowiednio ogrzewaniem suszarni i ogrzewaniem zeolitu, a energia cieplna jest w pełni wykorzystywana do osiągnięcia efektu oszczędzania energii i redukcji emisji.
Parametry techniczne i charakterystyka: prosta konstrukcja, łatwa konserwacja, długa żywotność; wysoka wydajność absorpcji i usuwania, zamiana pierwotnej objętości powietrza i niskiego stężenia gazów odlotowych LZO na małą objętość powietrza i wysokie stężenie gazów odlotowych, obniżenie kosztów końcowego sprzętu do oczyszczania; wyjątkowo niski spadek ciśnienia, co może znacznie zmniejszyć zużycie energii; ogólne przygotowanie systemu i modułowa konstrukcja, minimalne wymagania przestrzenne, ciągły i bezobsługowy tryb sterowania; może osiągnąć krajową normę emisji; adsorbent wykorzystuje niepalny zeolit, co jest bezpieczniejsze; wadą jest jednorazowa inwestycja o wysokich kosztach.
Czas publikacji: 03-01-2023
