Выбрасываемые загрязняющие вещества в основном: туман краски и органические растворители, образующиеся при распылении краски, и органические растворители, образующиеся при испарении сушки. Туман краски в основном поступает из части покрытия растворителем при воздушном распылении, и его состав соответствует используемому покрытию. Органические растворители в основном поступают из растворителей и разбавителей в процессе использования покрытий, большинство из них являются летучими выбросами, а их основными загрязнителями являются ксилол, бензол, толуол и так далее. Таким образом, основным источником вредных отходящих газов, выделяющихся при покрытии, является окрасочная камера распылением, сушильная камера и сушильная камера.
1. Метод очистки отходящих газов автомобильной производственной линии
1.1 Схема очистки органических отходящих газов в процессе сушки
Газ, выходящий из электрофореза, среднего покрытия и сушильной камеры поверхностного покрытия, относится к высокотемпературным и высококонцентрированным отходящим газам, которые подходят для метода сжигания. В настоящее время обычно используемые меры по очистке отходящих газов в процессе сушки включают: технологию регенеративного термического окисления (RTO), технологию регенеративного каталитического сжигания (RCO) и систему термического сжигания TNV.
1.1.1 Технология термического окисления с использованием термического аккумулятора (RTO)
Термический окислитель (регенеративный термический окислитель, RTO) - это энергосберегающее устройство для защиты окружающей среды, предназначенное для обработки летучих органических отходов средней и низкой концентрации. Подходит для больших объемов, низкой концентрации, подходит для концентрации органических отходов в диапазоне от 100 PPM до 20000 PPM. Эксплуатационные расходы низкие, когда концентрация органических отходов в газе превышает 450 PPM, устройству RTO не нужно добавлять вспомогательное топливо; степень очистки высокая, степень очистки двухслойного RTO может достигать более 98%, степень очистки трехслойного RTO может достигать более 99%, и нет вторичных загрязнений, таких как NOX; автоматическое управление, простота эксплуатации; высокая безопасность.
Устройство регенеративного окисления тепла использует метод термического окисления для обработки средней и низкой концентрации органических отходов газа, а керамический теплообменник с теплоаккумулирующим слоем используется для рекуперации тепла. Он состоит из керамического слоя с теплоаккумулирующим слоем, автоматического регулирующего клапана, камеры сгорания и системы управления. Основные характеристики: автоматический регулирующий клапан в нижней части слоя с теплоаккумулирующим слоем соединен с впускной магистралью и выпускной магистралью соответственно, а слой с теплоаккумулирующим слоем хранится путем предварительного нагрева органических отходов газа, поступающего в слой с теплоаккумулирующим слоем, с помощью керамического материала для аккумулирования тепла для поглощения и выделения тепла; органический отработанный газ, предварительно нагретый до определенной температуры (760 ℃), окисляется при сгорании в камере сгорания для получения углекислого газа и воды и очищается. Типичная двухслойная основная структура RTO состоит из одной камеры сгорания, двух керамических насадочных слоев и четырех переключающих клапанов. Регенеративный керамический теплообменник с теплоаккумулирующим слоем в устройстве может максимизировать рекуперацию тепла более чем на 95%; при обработке органических отходов газа топливо не используется или используется в небольших количествах.
Преимущества: При работе с большим потоком и низкой концентрацией органических отработанных газов эксплуатационные расходы очень низкие.
Недостатки: высокие единовременные инвестиции, высокая температура сгорания, не подходит для обработки органических отходящих газов с высокой концентрацией, имеется много движущихся частей, требуется больше работ по техническому обслуживанию.
1.1.2 Технология термокаталитического сжигания (RCO)
Устройство регенеративного каталитического сжигания (регенеративный каталитический окислитель RCO) непосредственно применяется для очистки органических отходящих газов средней и высокой концентрации (1000 мг/м3-10000 мг/м3). Технология очистки RCO особенно подходит для высоких требований к скорости рекуперации тепла, но также подходит для одной и той же производственной линии, поскольку из-за различных продуктов состав отходящих газов часто меняется или концентрация отходящих газов сильно колеблется. Он особенно подходит для потребности в рекуперации тепловой энергии предприятий или для обработки отходящих газов магистральных линий сушки, а рекуперация энергии может использоваться для магистральных линий сушки, чтобы достичь цели экономии энергии.
Технология каталитической обработки регенеративным горением представляет собой типичную газо-твердофазную реакцию, которая на самом деле является глубоким окислением активных форм кислорода. В процессе каталитического окисления адсорбция поверхности катализатора делает молекулы реагента обогащенными на поверхности катализатора. Эффект катализатора в снижении энергии активации ускоряет реакцию окисления и улучшает скорость реакции окисления. Под действием специфического катализатора происходит безокислительное горение органического вещества при низкой начальной температуре (250~300℃), которое разлагается на углекислый газ и воду, и выделяет большое количество тепловой энергии.
Устройство RCO в основном состоит из корпуса печи, каталитического теплоаккумулятора, системы сгорания, системы автоматического управления, автоматического клапана и нескольких других систем. В процессе промышленного производства отводимый органический отходящий газ поступает в поворотный клапан оборудования через вытяжной вентилятор, а входящий газ и выходящий газ полностью разделяются через поворотный клапан. Накопление тепловой энергии и теплообмен газа почти достигают температуры, заданной каталитическим окислением каталитического слоя; отходящий газ продолжает нагреваться через зону нагрева (либо за счет электрического нагрева, либо за счет нагрева природным газом) и поддерживается при заданной температуре; он поступает в каталитический слой для завершения реакции каталитического окисления, а именно, в результате реакции образуются диоксид углерода и вода, и выделяется большое количество тепловой энергии для достижения желаемого эффекта обработки. Газ, катализируемый окислением, поступает в слой керамического материала 2, а тепловая энергия выбрасывается в атмосферу через поворотный клапан. После очистки температура отходящих газов после очистки лишь немного превышает температуру до обработки отходящих газов. Система работает непрерывно и автоматически переключается. Благодаря работе вращающегося клапана все слои керамической начинки завершают циклические этапы нагрева, охлаждения и очистки, а тепловая энергия может быть восстановлена.
Преимущества: простой технологический процесс, компактное оборудование, надежная работа; высокая эффективность очистки, как правило, более 98%; низкая температура сгорания; низкие одноразовые инвестиции, низкие эксплуатационные расходы, эффективность рекуперации тепла может обычно достигать более 85%; весь процесс без образования сточных вод, процесс очистки не приводит к вторичному загрязнению NOX; оборудование для очистки RCO может использоваться с сушильной камерой, очищенный газ может быть напрямую повторно использован в сушильной камере, что позволяет достичь цели экономии энергии и сокращения выбросов;
Недостатки: устройство каталитического сжигания пригодно только для очистки органических отходящих газов с низкой температурой кипения органических компонентов и низкой зольностью, а для очистки отходящих газов от липких веществ, таких как маслянистый дым, не подходит, а катализатор необходимо отравить; концентрация органических отходящих газов составляет менее 20%.
1.1.3Система термического сжигания отходов TNV Recycling
Система термического сжигания рециркуляционного типа (нем. Thermische Nachverbrennung TNV) представляет собой использование прямого сжигания газа или топлива, нагревающего отходящий газ, содержащий органический растворитель, под действием высокой температуры, молекулы органического растворителя окислительно разлагаются на углекислый газ и воду, высокотемпературный дымовой газ через поддерживающее многоступенчатое устройство теплопередачи нагревает производственный процесс, требующий воздуха или горячей воды, полное рециркуляционное окислительное разложение органического отходящего газа тепловой энергии, снижает энергопотребление всей системы. Таким образом, система TNV является эффективным и идеальным способом обработки отходящего газа, содержащего органические растворители, когда производственному процессу требуется много тепловой энергии. Для новой линии по производству электрофоретического лакокрасочного покрытия обычно применяется система термического сжигания рекуперации TNV.
Система TNV состоит из трех частей: система предварительного нагрева и сжигания отработанных газов, система нагрева циркулирующего воздуха и система теплообмена свежим воздухом. Центральное нагревательное устройство для сжигания отработанных газов в системе является основной частью TNV, которая состоит из корпуса печи, камеры сгорания, теплообменника, горелки и главного регулирующего клапана дымохода. Его рабочий процесс: с помощью вентилятора высокого давления органические отработанные газы из сушильной камеры, после предварительного нагрева встроенного теплообменника центрального нагревательного устройства сжигания отработанных газов, поступают в камеру сгорания, а затем через нагрев горелки, при высокой температуре (около 750 ℃) к окислительному разложению органических отработанных газов, разложению органических отработанных газов на углекислый газ и воду. Образующийся высокотемпературный дымовой газ выводится через теплообменник и главную трубу дымового газа в печи. Выпущенный дымовой газ нагревает циркулирующий воздух в сушильной камере, обеспечивая необходимую тепловую энергию для сушильной камеры. Устройство теплопередачи свежего воздуха устанавливается в конце системы для рекуперации отработанного тепла системы для окончательного восстановления. Свежий воздух, поступающий из сушильной камеры, нагревается дымовым газом и затем отправляется в сушильную камеру. Кроме того, на главном дымоходе имеется электрический регулирующий клапан, который используется для регулировки температуры дымового газа на выходе из устройства, а конечная температура дымового газа на выходе может контролироваться на уровне около 160℃.
Характеристики центрального отопительного устройства, работающего на сжигании отработанных газов, включают в себя: время пребывания органических отработанных газов в камере сгорания составляет 1–2 с; степень разложения органических отработанных газов составляет более 99%; степень рекуперации тепла может достигать 76%; а коэффициент регулировки мощности горелки может достигать 26 ∶ 1, до 40 ∶ 1.
Недостатки: при очистке органических отходов низкой концентрации эксплуатационные расходы выше; трубчатый теплообменник работает только непрерывно, имеет длительный срок службы.
1.2 Схема очистки органических отходящих газов в окрасочном цехе и сушильном цехе
Газ, выбрасываемый из окрасочного и сушильного помещений, имеет низкую концентрацию, большой расход и комнатную температуру отработанного газа, а основным составом загрязняющих веществ являются ароматические углеводороды, спиртовые эфиры и эфирные органические растворители. В настоящее время зарубежный более зрелый метод заключается в следующем: первая концентрация органических отработанных газов для снижения общего количества органических отработанных газов, с первым методом адсорбции (активированный уголь или цеолит в качестве адсорбента) для низкой концентрации адсорбции отработанных газов окрасочного распыления при комнатной температуре, с высокотемпературной газовой десорбцией, концентрированный отработанный газ с использованием каталитического сжигания или метода регенеративного термического сжигания.
1.2.1 Устройство для адсорбции-десорбции и очистки активированным углем
Использование сотового активированного угля в качестве адсорбента, В сочетании с принципами адсорбционной очистки, десорбционной регенерации и концентрации ЛОС и каталитического сжигания, Высокий объем воздуха, низкая концентрация органических отходов газа через адсорбцию сотового активированного угля для достижения цели очистки воздуха, Когда активированный уголь насыщается, а затем используется горячий воздух для регенерации активированного угля, Десорбированное концентрированное органическое вещество отправляется в каталитический слой сжигания для каталитического сжигания, Органическое вещество окисляется до безвредного диоксида углерода и воды, Сгоревшие горячие выхлопные газы нагревают холодный воздух через теплообменник, Некоторая эмиссия охлаждающего газа после теплообмена, Часть для десорбционной регенерации сотового активированного угля, Для достижения цели использования отработанного тепла и экономии энергии. Все устройство состоит из предварительного фильтра, адсорбционного слоя, каталитического слоя сжигания, огнестойкости, соответствующего вентилятора, клапана и т. Д.
Устройство очистки адсорбцией-десорбцией активированного угля разработано в соответствии с двумя основными принципами адсорбции и каталитического сжигания, с использованием непрерывной работы двойного газового тракта, каталитической камеры сгорания, попеременно используются два адсорбционных слоя. Сначала органический отходящий газ с адсорбцией активированным углем, когда быстрое насыщение останавливает адсорбцию, а затем использует поток горячего воздуха для удаления органических веществ из активированного угля, чтобы сделать регенерацию активированного угля; органическое вещество было сконцентрировано (концентрация в десятки раз выше исходной) и отправлено в каталитическую камеру сгорания для каталитического сжигания в углекислый газ и водяной пар. Когда концентрация органических отходящих газов достигает более 2000 PPm, органические отходящие газы могут поддерживать самовозгорание в каталитическом слое без внешнего нагрева. Часть отработанных газов сгорания выбрасывается в атмосферу, а большая часть отправляется в адсорбционный слой для регенерации активированного угля. Это может удовлетворить сжигание и адсорбцию требуемой тепловой энергии, чтобы достичь цели экономии энергии. Регенерация может войти в следующую адсорбцию; При десорбции операция очистки может осуществляться с помощью другого адсорбционного слоя, пригодного как для непрерывной, так и для периодической работы.
Технические характеристики и производительность: стабильная производительность, простая конструкция, безопасно и надежно, энергосберегающее и трудосберегающее, без вторичного загрязнения. Оборудование занимает небольшую площадь и имеет небольшой вес. Очень подходит для использования в больших объемах. Активированный уголь, который адсорбирует органический отходящий газ, использует отходящий газ после каталитического сгорания для регенерации отпарки, а отпарной газ отправляется в каталитическую камеру сгорания для очистки, без внешней энергии, и эффект экономии энергии значительный. Недостатком является то, что активированный уголь короткий, а его эксплуатационные расходы высоки.
1.2.2 Устройство очистки адсорбционно-десорбционного типа на основе цеолитового транспортера
Основными компонентами цеолита являются: кремний, алюминий, с адсорбционной способностью, может использоваться в качестве адсорбента; цеолитовый бегунок должен использовать характеристики цеолита, специфичные для отверстий с адсорбционной и десорбционной способностью для органических загрязнителей, так что выхлопные газы ЛОС с низкой концентрацией и высокой концентрацией могут снизить эксплуатационные расходы оборудования для окончательной очистки. Характеристики его устройства подходят для обработки большого потока, низкой концентрации, содержащего различные органические компоненты. Недостатком является то, что первоначальные инвестиции высоки.
Устройство адсорбционной очистки цеолитового бегуна представляет собой устройство очистки газа, которое может непрерывно выполнять операцию адсорбции и десорбции. Две стороны цеолитового колеса разделены на три области специальным уплотнительным устройством: область адсорбции, область десорбции (регенерации) и область охлаждения. Рабочий процесс системы таков: вращающееся колесо цеолита непрерывно вращается с низкой скоростью, циркуляция через область адсорбции, область десорбции (регенерации) и область охлаждения; Когда отработавший газ с низкой концентрацией и объемом потока непрерывно проходит через область адсорбции бегуна, ЛОС в отработавшем газе адсорбируется цеолитом вращающегося колеса, прямой выброс после адсорбции и очистки; Органический растворитель, адсорбированный колесом, отправляется в зону десорбции (регенерации) при вращении колеса, Затем с небольшим объемом воздуха нагревают воздух непрерывно через область десорбции, ЛОС, адсорбированные на колесе, регенерируются в зоне десорбции, отработавший газ ЛОС выпускается вместе с горячим воздухом; Колесо в зоне охлаждения для охлаждения может быть повторно адсорбировано. При постоянном вращении вращающегося колеса выполняется цикл адсорбции, десорбции и охлаждения, что обеспечивает непрерывную и стабильную работу системы очистки отходящих газов.
Устройство цеолитового бегуна по сути является концентратором, и отработанный газ, содержащий органический растворитель, делится на две части: чистый воздух, который может быть выведен напрямую, и рециркулированный воздух, содержащий высокую концентрацию органического растворителя. Чистый воздух, который может быть выведен напрямую и может быть рециркулирован в окрашенной системе кондиционирования воздуха; высокая концентрация газа ЛОС примерно в 10 раз превышает концентрацию ЛОС перед поступлением в систему. Концентрированный газ обрабатывается высокотемпературным сжиганием через систему термического сжигания рекуперации TNV (или другое оборудование). Тепло, выделяемое при сжигании, идет на обогрев сушильной комнаты и на обогрев цеолитовой десорбции соответственно, а тепловая энергия полностью используется для достижения эффекта энергосбережения и сокращения выбросов.
Технические характеристики и производительность: простая конструкция, простота обслуживания, длительный срок службы; высокая эффективность абсорбции и очистки, преобразование исходного большого объема воздуха и низкоконцентрированного отходящего газа ЛОС в малый объем воздуха и высококонцентрированный отходящий газ, снижение стоимости оборудования для окончательной очистки; чрезвычайно низкий перепад давления, может значительно снизить потребление электроэнергии; общая подготовка системы и модульная конструкция с минимальными требованиями к пространству и обеспечение непрерывного и автоматического режима управления; может соответствовать национальному стандарту выбросов; в качестве адсорбента используется негорючий цеолит, использование более безопасно; недостатком является единовременная инвестиция с высокой стоимостью.
Время публикации: 03.01.2023
