Izpuščena onesnaževala so predvsem: barvna meglica in organska topila, ki nastanejo pri brizganju barve, ter organska topila, ki nastanejo pri izhlapevanju sušenja. Barvna meglica v glavnem izvira iz dela premaza s topilom pri pršenju z zrakom, njegova sestava pa je skladna z uporabljenim premazom. Organska topila v glavnem izvirajo iz topil in razredčil v procesu uporabe premazov, večina jih je hlapnih emisij, njihova glavna onesnaževala pa so ksilen, benzen, toluen in tako naprej. Zato je glavni vir škodljivih odpadnih plinov, ki se izpuščajo v premazu, prostor za barvanje z brizganjem, sušilnica in sušilnica.
1. Metoda čiščenja odpadnih plinov avtomobilske proizvodne linije
1.1 Shema čiščenja organskih odpadnih plinov v procesu sušenja
Plin, ki se izpušča iz sušilnice za elektroforezo, srednje premaze in površinske premaze, spada med odpadne pline z visoko temperaturo in visoko koncentracijo, ki so primerni za metodo sežiganja. Trenutno običajno uporabljeni ukrepi za obdelavo odpadnih plinov v procesu sušenja vključujejo: tehnologijo regenerativne toplotne oksidacije (RTO), tehnologijo regenerativnega katalitičnega zgorevanja (RCO) in sistem termičnega sežiganja TNV.
1.1.1 Tehnologija toplotne oksidacije (RTO) za shranjevanje toplote
Toplotni oksidator (Regenerative Thermal Oxidizer, RTO) je energetsko varčna okoljevarstvena naprava za obdelavo hlapnih organskih odpadnih plinov srednje in nizke koncentracije. Primerno za visoko prostornino, nizko koncentracijo, primerno za koncentracijo organskih odpadnih plinov med 100 PPM-20000 PPM. Stroški delovanja so nizki, ko je koncentracija organskih odpadnih plinov nad 450 PPM, napravi RTO ni treba dodajati pomožnega goriva; stopnja čiščenja je visoka, stopnja čiščenja RTO z dvema posteljama lahko doseže več kot 98 %, stopnja čiščenja RTO s tremi posteljami lahko doseže več kot 99 % in brez sekundarnega onesnaženja, kot je NOX; avtomatsko krmiljenje, preprosto upravljanje; varnost je visoka.
Naprava za regenerativno toplotno oksidacijo uporablja metodo termične oksidacije za obdelavo srednje in nizke koncentracije organskih odpadnih plinov, keramični toplotni izmenjevalnik s posteljo za shranjevanje toplote pa se uporablja za rekuperacijo toplote. Sestavljen je iz keramične postelje za shranjevanje toplote, avtomatskega krmilnega ventila, zgorevalne komore in krmilnega sistema. Glavne značilnosti so: samodejni regulacijski ventil na dnu postelje za shranjevanje toplote je povezan z glavno sesalno cevjo oziroma glavno cevjo za izpušne pline, postelja za shranjevanje toplote pa se shrani s predgretjem organskih odpadnih plinov, ki prihajajo v posteljo za shranjevanje toplote. s keramičnim materialom za shranjevanje toplote za absorbiranje in oddajanje toplote; organski odpadni plin, predhodno segret na določeno temperaturo (760 ℃), se oksidira pri zgorevanju v zgorevalni komori, da nastaneta ogljikov dioksid in voda, ter se očisti. Tipična dvoposteljna glavna struktura RTO je sestavljena iz ene zgorevalne komore, dveh keramičnih tesnilnih postelj in štirih preklopnih ventilov. Regenerativni keramični izmenjevalnik toplote v napravi lahko poveča rekuperacijo toplote za več kot 95 %; Pri obdelavi organskih odpadnih plinov se ne uporablja nič ali malo goriva.
Prednosti: Pri delu z visokim pretokom in nizko koncentracijo organskih odpadnih plinov so obratovalni stroški zelo nizki.
Slabosti: visoka enkratna investicija, visoka temperatura zgorevanja, ni primeren za obdelavo visoke koncentracije organskih odpadnih plinov, veliko je gibljivih delov, potrebno je več vzdrževalnih del.
1.1.2 Tehnologija toplotnega katalitičnega zgorevanja (RCO)
Naprava za regenerativno katalitično zgorevanje (Regenerativni katalitični oksidator RCO) se neposredno uporablja za čiščenje organskih odpadnih plinov s srednjo in visoko koncentracijo (1000 mg/m3–10000 mg/m3). Tehnologija obdelave RCO je posebej primerna za visoko povpraševanje po stopnji rekuperacije toplote, primerna pa je tudi za isto proizvodno linijo, saj se zaradi različnih izdelkov sestava odpadnih plinov pogosto spreminja ali pa koncentracija odpadnih plinov močno niha. Posebej je primeren za potrebe predelave toplotne energije v podjetjih ali obdelavo odpadnih plinov iz sušilnih cevi, energetska predelava pa se lahko uporablja za sušenje magistralnih vodov, da se doseže namen varčevanja z energijo.
Tehnologija obdelave z regenerativnim katalitskim zgorevanjem je tipična reakcija plin-trdna faza, ki je pravzaprav globoka oksidacija reaktivnih kisikovih spojin. V procesu katalitične oksidacije se zaradi adsorpcije površine katalizatorja reaktantne molekule obogatijo na površini katalizatorja. Učinek katalizatorja pri zmanjšanju aktivacijske energije pospeši oksidacijsko reakcijo in izboljša hitrost oksidacijske reakcije. Pod delovanjem specifičnega katalizatorja pride do organske snovi brez manjšega oksidacijskega zgorevanja pri nizki začetni temperaturi (250 ~ 300 ℃), ki se razgradi na ogljikov dioksid in vodo ter sprosti veliko količino toplotne energije.
Napravo RCO v glavnem sestavljajo telo peči, telo za katalitično shranjevanje toplote, sistem zgorevanja, avtomatski nadzorni sistem, avtomatski ventil in več drugih sistemov. V industrijskem proizvodnem procesu izpuščeni organski izpušni plin vstopi v vrtljivi ventil opreme skozi inducirani vlečni ventilator, vstopni in izstopni plin pa sta popolnoma ločena skozi vrtljivi ventil. Shranjevanje toplotne energije in izmenjava toplote plina skoraj dosežeta temperaturo, določeno s katalitično oksidacijo katalitične plasti; izpušni plini se še naprej segrevajo skozi grelno območje (bodisi z električnim ogrevanjem ali ogrevanjem z zemeljskim plinom) in vzdržujejo nastavljeno temperaturo; vstopi v katalitično plast, da dokonča reakcijo katalitične oksidacije, in sicer reakcija ustvarja ogljikov dioksid in vodo ter sprosti veliko količino toplotne energije, da se doseže želeni učinek obdelave. Plin, ki ga katalizira oksidacija, vstopi v plast keramičnega materiala 2, toplotna energija pa se skozi rotacijski ventil odvaja v ozračje. Po čiščenju je temperatura izpušnih plinov po čiščenju le malo višja od temperature pred obdelavo odpadnih plinov. Sistem deluje neprekinjeno in se samodejno preklaplja. Z vrtljivim delovanjem ventila vse keramične polnilne plasti zaključijo korake cikla segrevanja, hlajenja in čiščenja, toplotno energijo pa je mogoče obnoviti.
Prednosti: enostaven potek procesa, kompaktna oprema, zanesljivo delovanje; visoka učinkovitost čiščenja, na splošno več kot 98 %; nizka temperatura zgorevanja; nizka naložba za enkratno uporabo, nizki obratovalni stroški, učinkovitost rekuperacije toplote lahko na splošno doseže več kot 85 %; celoten proces brez proizvodnje odpadne vode, postopek čiščenja ne povzroča sekundarnega onesnaženja z NOX; Oprema za čiščenje RCO se lahko uporablja s sušilnico, prečiščeni plin se lahko neposredno ponovno uporabi v sušilnici, da se doseže namen varčevanja z energijo in zmanjšanja emisij;
Slabosti: naprava za katalitično zgorevanje je primerna le za obdelavo organskih odpadnih plinov z organskimi komponentami z nizkim vreliščem in nizko vsebnostjo pepela, obdelava odpadnih plinov lepljivih snovi, kot je oljnat dim, pa ni primerna, katalizator pa je treba zastrupiti; koncentracija organskih odpadnih plinov je pod 20 %.
1.1.3TNV Sistem termičnega sežiganja tipa recikliranja
Sistem termičnega sežiganja tipa recikliranja (nemško Thermische Nachverbrennung TNV) je uporaba plina ali goriva z neposrednim zgorevanjem, ogrevanje odpadnega plina, ki vsebuje organsko topilo, pod delovanjem visoke temperature, molekule organskega topila se oksidirajo v ogljikov dioksid in vodo, visokotemperaturni dimni plin s podporo večstopenjski napravi za prenos toplote proizvodni proces ogrevanja potrebuje zrak ali vročo vodo, popolno recikliranje oksidacija razgradnja organskih odpadnih plinov toplotna energija, zmanjšanje porabe energije celotnega sistema. Zato je sistem TNV učinkovit in idealen način za obdelavo odpadnih plinov, ki vsebujejo organska topila, kadar proizvodni proces potrebuje veliko toplotne energije. Za novo proizvodno linijo elektroforetskih barvnih premazov se na splošno uporablja sistem za termični sežig TNV.
Sistem TNV je sestavljen iz treh delov: sistem za predgrevanje in sežig odpadnih plinov, sistem za ogrevanje s kroženjem zraka in sistem za izmenjavo toplote svežega zraka. Centralna kurilna naprava za sežig odpadnih plinov v sistemu je osrednji del TNV, ki je sestavljen iz telesa peči, zgorevalne komore, toplotnega izmenjevalnika, gorilnika in glavnega dimovodnega regulacijskega ventila. Njegov delovni proces je: z visokotlačnim ventilatorjem bo organski odpadni plin iz sušilnice, po sežigu odpadnih plinov centralna kurilna naprava vgrajen predgretje toplotnega izmenjevalnika, v zgorevalno komoro in nato skozi ogrevanje gorilnika, pri visoki temperaturi ( približno 750 ℃) do oksidacijske razgradnje organskih odpadnih plinov, razgradnje organskih odpadnih plinov v ogljikov dioksid in vodo. Nastali visokotemperaturni dimni plin se odvaja skozi toplotni izmenjevalnik in glavno cev za dimne pline v peči. Odvedeni dimni plini segrevajo zrak, ki kroži v sušilnici, da zagotovi potrebno toplotno energijo za sušilnico. Naprava za prenos toplote svežega zraka je nastavljena na koncu sistema za rekuperacijo odpadne toplote sistema za končno rekuperacijo. Svež zrak, dopolnjen iz sušilnice, se segreje z dimnimi plini in nato pošlje v sušilnico. Poleg tega je na glavnem dimovodu nameščen tudi električni regulacijski ventil, s katerim se uravnava temperatura dimnih plinov na izhodu iz naprave, končna emisija temperature dimnih plinov pa se lahko kontrolira na približno 160 ℃.
Značilnosti naprave za centralno ogrevanje za sežiganje odpadnih plinov vključujejo: čas bivanja organskih odpadnih plinov v zgorevalni komori je 1 ~ 2 s; stopnja razgradnje organskih odpadnih plinov je več kot 99%; stopnja rekuperacije toplote lahko doseže 76%; in nastavitveno razmerje moči gorilnika lahko doseže 26 ∶ 1, do 40 ∶ 1.
Slabosti: pri obdelavi nizkokoncentriranih organskih odpadnih plinov so stroški obratovanja višji; cevni izmenjevalnik toplote je samo v neprekinjenem delovanju, ima dolgo življenjsko dobo.
1.2 Shema čiščenja organskih odpadnih plinov v prostoru za lakiranje in sušilnici
Plin, ki se izpušča iz prostora za barvanje v razpršilu in sušilnice, je nizka koncentracija, velik pretok in odpadni plin pri sobni temperaturi, glavna sestava onesnaževal pa so aromatski ogljikovodiki, alkoholni etri in estrska organska topila. Trenutno je bolj zrela tuja metoda: prva koncentracija organskih odpadnih plinov za zmanjšanje skupne količine organskih odpadnih plinov, s prvo adsorpcijsko metodo (aktivno oglje ali zeolit kot adsorbent) za adsorpcijo izpušnih plinov pri sobni temperaturi pri brizgalni barvi, z visokotemperaturnim odstranjevanjem plinov, koncentriranimi izpušnimi plini z uporabo katalitičnega zgorevanja ali metode regenerativnega termičnega zgorevanja.
1.2.1 Naprava za adsorpcijo-desorpcijo in čiščenje z aktivnim ogljem
Uporaba aktivnega oglja iz satja kot adsorbenta, v kombinaciji z načeli adsorpcijskega čiščenja, desorpcijske regeneracije in koncentracije HOS in katalitskega zgorevanja, visoka prostornina zraka, nizka koncentracija organskih odpadnih plinov prek adsorpcije aktivnega oglja iz satja za doseganje namena čiščenja zraka, Ko je aktivno oglje nasičeno in nato uporabi vroč zrak za regeneracijo aktivnega oglja, se desorbirana koncentrirana organska snov pošlje v katalitično zgorevalno posteljo za katalitično zgorevanje, organska snov oksidira v neškodljiv ogljikov dioksid in vodo, zgoreli vroči izpušni plini segrejejo hladen zrak skozi izmenjevalnik toplote, Nekaj emisij hladilnega plina po izmenjavi toplote, Del za desorbitorno regeneracijo aktivnega oglja v satju, Za doseganje namena izrabe odpadne toplote in varčevanja z energijo. Celotna naprava je sestavljena iz predfiltra, adsorpcijske postelje, katalitične zgorevalne postelje, zaviralca gorenja, povezanega ventilatorja, ventila itd.
Adsorpcijsko-desorpcijska čistilna naprava z aktivnim ogljem je zasnovana v skladu z dvema osnovnima načeloma adsorpcije in katalitičnega zgorevanja, z uporabo neprekinjenega dela z dvojno plinsko potjo, katalitsko zgorevalno komoro, dve adsorpcijski postelji se uporabljata izmenično. Prvi organski odpadni plin z adsorpcijo aktivnega oglja, ko se hitro nasičenje ustavi adsorpcijo, nato pa uporabite tok vročega zraka za odstranitev organske snovi iz aktivnega oglja, da se aktivira regeneracija oglja; organska snov je bila koncentrirana (koncentracija več desetkrat višja od prvotne) in poslana v katalitsko zgorevalno komoro za katalitično zgorevanje v ogljikov dioksid in izpust vodne pare. Ko koncentracija organskih odpadnih plinov doseže več kot 2000 ppm, lahko organski odpadni plini ohranijo spontano zgorevanje v katalitičnem sloju brez zunanjega ogrevanja. Del izpušnih plinov, ki izhajajo iz zgorevanja, se izpusti v ozračje, večina pa se pošlje v adsorpcijsko plast za regeneracijo aktivnega oglja. To lahko zadosti zgorevanju in adsorpciji potrebne toplotne energije, da se doseže namen varčevanja z energijo. Regeneracija lahko vstopi v naslednjo adsorpcijo; pri desorpciji se postopek čiščenja lahko izvaja z drugo adsorpcijsko plastjo, ki je primerna tako za neprekinjeno delovanje kot za delovanje s prekinitvami.
Tehnična zmogljivost in značilnosti: stabilna zmogljivost, preprosta struktura, varna in zanesljiva, varčna z energijo in delovno silo, brez sekundarnega onesnaženja. Oprema pokriva majhno površino in ima majhno težo. Zelo primeren za uporabo v velikih količinah. Postelja z aktivnim ogljem, ki adsorbira organske odpadne pline, uporablja odpadni plin po katalitskem zgorevanju za regeneracijo odstranjevanja, plin za odstranjevanje pa se pošlje v katalitično zgorevalno komoro za čiščenje brez zunanje energije, učinek varčevanja z energijo pa je pomemben. Pomanjkljivost je, da je aktivno oglje kratko in so njegovi obratovalni stroški visoki.
1.2.2 Adsorpcijsko-desorpcijska čistilna naprava za prenos zeolita
Glavne sestavine zeolita so: silicij, aluminij, z adsorpcijsko zmogljivostjo, lahko se uporablja kot adsorbent; zeolitni tekač je uporaba značilnosti posebne odprtine za zeolit z adsorpcijsko in desorpcijsko zmogljivostjo za organska onesnaževala, tako da lahko izpušni plin HOS z nizko in visoko koncentracijo zmanjša operativne stroške opreme za končno obdelavo. Značilnosti njegove naprave so primerne za obdelavo velikih pretokov, nizke koncentracije, ki vsebujejo različne organske sestavine. Pomanjkljivost je visoka zgodnja naložba.
Naprava za adsorpcijo in čiščenje zeolitnega tekača je naprava za čiščenje plina, ki lahko neprekinjeno izvaja operacijo adsorpcije in desorpcije. Dve strani zeolitnega kolesa sta s posebno tesnilno napravo razdeljeni na tri območja: območje adsorpcije, območje desorpcije (regeneracije) in območje hlajenja. Delovni proces sistema je: vrtljivo kolo zeolitov se neprekinjeno vrti z nizko hitrostjo, kroženje skozi območje adsorpcije, območje desorpcije (regeneracije) in območje hlajenja; Ko izpušni plin z nizko koncentracijo in velikim volumnom neprekinjeno prehaja skozi adsorpcijsko območje tekača, VOC v izpušnem plinu adsorbira zeolit vrtečega se kolesa, neposredna emisija po adsorpciji in čiščenju; Organsko topilo, ki ga adsorbira kolo, se pošlje v desorpcijsko (regeneracijsko) cono z vrtenjem kolesa, nato pa z majhno prostornino zraka neprekinjeno segreva zrak skozi desorpcijsko območje. VOC, adsorbirano na kolo, se regenerira v desorpcijskem območju, Izpušni plin HOS se odvaja skupaj z vročim zrakom; Kolo do hladilnega območja za hlajenje hlajenja se lahko ponovno absorbira, s stalnim vrtenjem vrtljivega kolesa se izvaja cikel adsorpcije, desorpcije in hlajenja, zagotovi neprekinjeno in stabilno delovanje obdelave odpadnih plinov.
Naprava za zeolit je v bistvu koncentrator, izpušni plin, ki vsebuje organsko topilo, pa je razdeljen na dva dela: čisti zrak, ki se lahko izpusti neposredno, in recikliran zrak, ki vsebuje visoko koncentracijo organskega topila. Čist zrak, ki ga je mogoče neposredno odvajati in reciklirati v pobarvanem prezračevalnem sistemu klimatske naprave; visoka koncentracija plina HOS je približno 10-krat večja od koncentracije HOS pred vstopom v sistem. Koncentrirani plin se obdela s sežiganjem pri visoki temperaturi prek sistema za termični sežig TNV (ali druge opreme). Toplota, ki nastane pri sežigu, je ogrevanje sušilnega prostora oziroma ogrevanje pri odstranjevanju zeolita, toplotna energija pa se v celoti izkoristi za doseganje učinka varčevanja z energijo in zmanjšanja emisij.
Tehnična izvedba in lastnosti: enostavna struktura, enostavno vzdrževanje, dolga življenjska doba; visoka učinkovitost absorpcije in odstranjevanja, pretvorba prvotnega velikega volumna vetra in nizke koncentracije HOS odpadnih plinov v nizko prostornino zraka in visoke koncentracije odpadnih plinov, zmanjšanje stroškov opreme za končno obdelavo; izjemno nizek padec tlaka, lahko močno zmanjša porabo energije; celotna priprava sistema in modularna zasnova z minimalnimi prostorskimi zahtevami ter zagotavljanje neprekinjenega načina nadzora brez posadke; lahko doseže nacionalni emisijski standard; adsorbent uporablja negorljiv zeolit, uporaba je varnejša; slabost je enkratna naložba z visokimi stroški.
Čas objave: 3. januarja 2023
