Els contaminants abocats són principalment: boira de pintura i dissolvents orgànics produïts per la pintura en aerosol, i dissolvents orgànics produïts durant la volatilització per assecat. La boira de pintura prové principalment de la part del recobriment amb dissolvent en la polvorització d'aire, i la seva composició és coherent amb el recobriment utilitzat. Els dissolvents orgànics provenen principalment dels dissolvents i diluents en el procés d'ús dels recobriments, la majoria d'ells són emissions volàtils, i els seus principals contaminants són el xilè, el benzè, el toluè, etc. Per tant, la principal font de gas residual nociu abocat al recobriment és la sala de pintura en aerosol, la sala d'assecat i la sala d'assecat.
1. Mètode de tractament de gasos residuals de la línia de producció d'automòbils
1.1 Esquema de tractament del gas residual orgànic en el procés d'assecat
El gas descarregat de la sala d'assecat d'electroforesi, recobriment del medi i recobriment superficial pertany al gas residual d'alta temperatura i alta concentració, que és adequat per al mètode d'incineració. Actualment, les mesures de tractament de gasos residuals més utilitzades en el procés d'assecat inclouen: tecnologia d'oxidació tèrmica regenerativa (RTO), tecnologia de combustió catalítica regenerativa (RCO) i sistema d'incineració tèrmica de recuperació TNV.
1.1.1 Tecnologia d'oxidació tèrmica (RTO) de tipus emmagatzematge tèrmic
L'oxidador tèrmic (oxidador tèrmic regeneratiu, RTO) és un dispositiu de protecció ambiental d'estalvi d'energia per al tractament de gasos residuals orgànics volàtils de concentració mitjana i baixa. Apte per a un volum elevat, una concentració baixa, i per a concentracions de gasos residuals orgànics entre 100 PPM i 20.000 PPM. El cost d'operació és baix: quan la concentració de gasos residuals orgànics és superior a 450 PPM, el dispositiu RTO no necessita afegir combustible auxiliar; la taxa de purificació és alta, la taxa de purificació d'un RTO de dos llits pot arribar a superar el 98%, i la taxa de purificació d'un RTO de tres llits pot arribar a superar el 99%, i no hi ha contaminació secundària com ara NOX; control automàtic, funcionament senzill; alta seguretat.
El dispositiu d'oxidació regenerativa de calor adopta el mètode d'oxidació tèrmica per tractar la concentració mitjana i baixa de gasos residuals orgànics, i l'intercanviador de calor de llit d'emmagatzematge de calor ceràmic s'utilitza per recuperar la calor. Està compost per un llit d'emmagatzematge de calor ceràmic, una vàlvula de control automàtic, una cambra de combustió i un sistema de control. Les característiques principals són: la vàlvula de control automàtica a la part inferior del llit d'emmagatzematge de calor està connectada amb el tub principal d'admissió i el tub principal d'escapament respectivament, i el llit d'emmagatzematge de calor s'emmagatzema preescalfant els gasos residuals orgànics que entren al llit d'emmagatzematge de calor amb material d'emmagatzematge de calor ceràmic per absorbir i alliberar calor; els gasos residuals orgànics preescalfats a una determinada temperatura (760 ℃) s'oxiden a la combustió de la cambra de combustió per generar diòxid de carboni i aigua, i es purifiquen. L'estructura principal típica de dos llits RTO consta d'una cambra de combustió, dos llits d'embalatge ceràmic i quatre vàlvules de commutació. L'intercanviador de calor de llit d'embalatge ceràmic regeneratiu del dispositiu pot maximitzar la recuperació de calor superior al 95%; no s'utilitza o no s'utilitza poc combustible quan es tracta el gas residual orgànic.
Avantatges: En tractar amb un cabal elevat i una baixa concentració de gasos residuals orgànics, el cost operatiu és molt baix.
Desavantatges: inversió única elevada, temperatura de combustió elevada, no és adequat per al tractament de gasos residuals orgànics d'alta concentració, hi ha moltes peces mòbils, cal més manteniment.
1.1.2 Tecnologia de combustió catalítica tèrmica (RCO)
El dispositiu de combustió catalítica regenerativa (oxidador catalític regeneratiu RCO) s'aplica directament a la purificació de gasos residuals orgànics de concentració mitjana i alta (1000 mg/m3-10000 mg/m3). La tecnologia de tractament RCO és especialment adequada per a l'alta demanda de taxa de recuperació de calor, però també és adequada per a la mateixa línia de producció, a causa dels diferents productes, la composició dels gasos residuals sovint canvia o la concentració de gasos residuals fluctua considerablement. És especialment adequat per a la necessitat de recuperació d'energia calorífica de les empreses o per al tractament de gasos residuals de la línia troncal d'assecat, i la recuperació d'energia es pot utilitzar per a la línia troncal d'assecat, per tal d'aconseguir l'objectiu d'estalviar energia.
La tecnologia de tractament de combustió catalítica regenerativa és una reacció típica de fase gas-sòlid, que en realitat és l'oxidació profunda d'espècies reactives d'oxigen. En el procés d'oxidació catalítica, l'adsorció de la superfície del catalitzador fa que les molècules reactives s'enriqueixin a la superfície del catalitzador. L'efecte del catalitzador en la reducció de l'energia d'activació accelera la reacció d'oxidació i millora la velocitat de la reacció d'oxidació. Sota l'acció d'un catalitzador específic, la matèria orgànica es produeix sense combustió d'oxidació a baixa temperatura inicial (250~300℃), que es descompon en diòxid de carboni i aigua, i allibera una gran quantitat d'energia calorífica.
El dispositiu RCO està compost principalment pel cos del forn, el cos d'emmagatzematge de calor catalític, el sistema de combustió, el sistema de control automàtic, la vàlvula automàtica i diversos altres sistemes. En el procés de producció industrial, el gas d'escapament orgànic descarregat entra a la vàlvula giratòria de l'equip a través del ventilador de tiratge induït, i el gas d'entrada i el gas de sortida es separen completament a través de la vàlvula giratòria. L'emmagatzematge d'energia calorífica i l'intercanvi de calor del gas gairebé arriben a la temperatura establerta per l'oxidació catalítica de la capa catalítica; el gas d'escapament continua escalfant-se a través de la zona de calefacció (ja sigui per calefacció elèctrica o per calefacció amb gas natural) i es manté a la temperatura establerta; entra a la capa catalítica per completar la reacció d'oxidació catalítica, és a dir, la reacció genera diòxid de carboni i aigua, i allibera una gran quantitat d'energia calorífica per aconseguir l'efecte de tractament desitjat. El gas catalitzat per l'oxidació entra a la capa de material ceràmic 2, i l'energia calorífica es descarrega a l'atmosfera a través de la vàlvula rotatòria. Després de la purificació, la temperatura d'escapament després de la purificació és només lleugerament superior a la temperatura abans del tractament dels gasos residuals. El sistema funciona contínuament i canvia automàticament. Mitjançant el treball de la vàlvula giratòria, totes les capes de farciment ceràmic completen els passos del cicle d'escalfament, refredament i purificació, i es pot recuperar l'energia calorífica.
Avantatges: flux de procés simple, equip compacte, funcionament fiable; alta eficiència de purificació, generalment superior al 98%; baixa temperatura de combustió; baixa inversió disponible, baix cost operatiu, l'eficiència de recuperació de calor generalment pot arribar a més del 85%; tot el procés sense producció d'aigües residuals, el procés de purificació no produeix contaminació secundària de NOX; l'equip de purificació RCO es pot utilitzar amb la sala d'assecat, el gas purificat es pot reutilitzar directament a la sala d'assecat, per aconseguir l'objectiu d'estalviar energia i reduir emissions;
Desavantatges: el dispositiu de combustió catalítica només és adequat per al tractament de gasos residuals orgànics amb components orgànics de baix punt d'ebullició i baix contingut de cendres, i el tractament de gasos residuals de substàncies enganxoses com el fum oliós no és adequat i el catalitzador ha d'estar enverinat; la concentració de gasos residuals orgànics és inferior al 20%.
1.1.3TNV Sistema d'incineració tèrmica de tipus reciclatge
El sistema d'incineració tèrmica de tipus reciclatge (alemany Thermische Nachverbrennung TNV) és l'ús de gas o combustible per combustió directa que escalfa gasos residuals que contenen dissolvents orgànics. Sota l'acció d'alta temperatura, les molècules de dissolvent orgànic es descomponen per oxidació en diòxid de carboni i aigua. El gas de combustió a alta temperatura, a través del suport d'un dispositiu de transferència de calor multietapa, el procés de producció d'escalfament necessita aire o aigua calenta. El reciclatge complet de l'oxidació i la descomposició de l'energia calorífica dels gasos residuals orgànics redueix el consum d'energia de tot el sistema. Per tant, el sistema TNV és una manera eficient i ideal de tractar els gasos residuals que contenen dissolvents orgànics quan el procés de producció necessita molta energia calorífica. Per a la nova línia de producció de recobriments de pintura electroforètica, generalment s'adopta el sistema d'incineració tèrmica de recuperació TNV.
El sistema TNV consta de tres parts: sistema de preescalfament i incineració de gasos residuals, sistema de calefacció d'aire circulant i sistema d'intercanvi de calor d'aire fresc. El dispositiu de calefacció central d'incineració de gasos residuals del sistema és la part central del TNV, que està compost pel cos del forn, la cambra de combustió, l'intercanviador de calor, el cremador i la vàlvula reguladora de la combustió principal. El seu procés de funcionament és: amb un ventilador de capçal d'alta pressió, els gasos residuals orgànics de la sala d'assecatge, després del preescalfament de l'intercanviador de calor integrat en el dispositiu de calefacció central d'incineració de gasos residuals, arribaran a la cambra de combustió i després a través del cremador escalfant-los, a alta temperatura (uns 750 ℃) fins a la descomposició oxidativa dels gasos residuals orgànics, la descomposició dels gasos residuals orgànics en diòxid de carboni i aigua. Els gasos de combustió a alta temperatura generats es descarreguen a través de l'intercanviador de calor i el tub principal de gasos de combustió al forn. Els gasos de combustió descarregats escalfen l'aire circulant a la sala d'assecatge per proporcionar l'energia calorífica necessària per a la sala d'assecatge. Un dispositiu de transferència de calor d'aire fresc s'instal·la al final del sistema per recuperar la calor residual del sistema per a la recuperació final. L'aire fresc suplementat per la sala d'assecatge s'escalfa amb gasos de combustió i després s'envia a la sala d'assecatge. A més, també hi ha una vàlvula reguladora elèctrica a la canonada principal de gasos de combustió, que s'utilitza per ajustar la temperatura dels gasos de combustió a la sortida del dispositiu, i l'emissió final de la temperatura dels gasos de combustió es pot controlar a uns 160 ℃.
Les característiques del dispositiu de calefacció central d'incineració de gasos residuals inclouen: el temps de permanència dels gasos residuals orgànics a la cambra de combustió és d'1 a 2 s; la taxa de descomposició dels gasos residuals orgànics és superior al 99%; la taxa de recuperació de calor pot arribar al 76%; i la relació d'ajust de la potència del cremador pot arribar a 26:1, fins a 40:1.
Desavantatges: quan es tracten gasos residuals orgànics de baixa concentració, el cost d'operació és més elevat; l'intercanviador de calor tubular només funciona en continu, té una llarga vida útil.
1.2 Esquema de tractament de gasos residuals orgànics a la sala de pintura en aerosol i a la sala d'assecat
El gas que s'aboca de la sala de pintura en aerosol i la sala d'assecat és de baixa concentració, gran cabal i gas residual a temperatura ambient, i la composició principal de contaminants són hidrocarburs aromàtics, èters d'alcohol i dissolvents orgànics èster. Actualment, el mètode estranger més madur és: la primera concentració de gas residual orgànic per reduir la quantitat total de gas residual orgànic, amb el primer mètode d'adsorció (carbó activat o zeolita com a adsorbent) per a una baixa concentració d'adsorció d'escapament de pintura en aerosol a temperatura ambient, amb stripping de gasos a alta temperatura, gas d'escapament concentrat mitjançant combustió catalítica o mètode de combustió tèrmica regenerativa.
1.2.1 Dispositiu d'adsorció-desorció i purificació de carbó activat
Utilitzant el carbó activat en bresca com a adsorbent, combinat amb els principis de purificació per adsorció, regeneració per desorció i concentració de COV i combustió catalítica, alt volum d'aire, baixa concentració de gas residual orgànic a través de l'adsorció de carbó activat en bresca per aconseguir l'objectiu de la purificació de l'aire, quan el carbó activat està saturat i després utilitza aire calent per regenerar el carbó activat, la matèria orgànica concentrada desorbida s'envia al llit de combustió catalítica per a la combustió catalítica, la matèria orgànica s'oxida a diòxid de carboni i aigua inofensius, els gasos d'escapament calents cremats escalfen l'aire fred a través d'un intercanviador de calor, part de l'emissió del gas de refrigeració després de l'intercanvi de calor, part per a la regeneració desorbitòria del carbó activat en bresca, per aconseguir l'objectiu de la utilització de la calor residual i l'estalvi d'energia. Tot el dispositiu està compost per prefiltre, llit d'adsorció, llit de combustió catalítica, retardant de flama, ventilador relacionat, vàlvula, etc.
El dispositiu de purificació per adsorció-desorció de carbó activat està dissenyat d'acord amb els dos principis bàsics de l'adsorció i la combustió catalítica, utilitzant un doble camí de gas treball continu, una cambra de combustió catalítica i dos llits d'adsorció que s'utilitzen alternativament. Primer, el gas residual orgànic s'adsorciona amb carbó activat, quan la saturació ràpida s'atura l'adsorció i després s'utilitza un flux d'aire calent per eliminar la matèria orgànica del carbó activat per fer la regeneració del carbó activat; la matèria orgànica s'ha concentrat (concentració desenes de vegades superior a l'original) i s'envia a la cambra de combustió catalítica per a la combustió catalítica en descàrrega de diòxid de carboni i vapor d'aigua. Quan la concentració del gas residual orgànic arriba a més de 2000 PPm, el gas residual orgànic pot mantenir la combustió espontània al llit catalític sense escalfament extern. Una part del gas d'escapament de la combustió es descarrega a l'atmosfera i la major part s'envia al llit d'adsorció per a la regeneració del carbó activat. Això pot satisfer la combustió i l'adsorció de l'energia calorífica necessària, per aconseguir l'objectiu d'estalviar energia. La regeneració pot entrar a la següent adsorció; en la desorció, l'operació de purificació es pot realitzar mitjançant un altre llit d'adsorció, adequat tant per a un funcionament continu com per a un funcionament intermitent.
Rendiment i característiques tècniques: rendiment estable, estructura simple, segur i fiable, estalvi d'energia i mà d'obra, sense contaminació secundària. L'equip cobreix una àrea petita i té un pes lleuger. Molt adequat per a ús en grans volums. El llit de carbó activat que adsorbeix el gas residual orgànic utilitza el gas residual després de la combustió catalítica per a la regeneració de stripping, i el gas de stripping s'envia a la cambra de combustió catalítica per a la seva purificació, sense energia externa, i l'efecte d'estalvi d'energia és significatiu. El desavantatge és que el carbó activat és curt i el seu cost operatiu és elevat.
1.2.2 Dispositiu de purificació per adsorció-desorció de la roda de transferència de zeolita
Els components principals de la zeolita són: silici, alumini, amb capacitat d'adsorció, es poden utilitzar com a adsorbent; el corredor de zeolita utilitza les característiques de l'obertura específica de la zeolita amb capacitat d'adsorció i desorció de contaminants orgànics, de manera que els gasos d'escapament de COV amb baixa concentració i alta concentració poden reduir el cost operatiu dels equips de tractament final. Les característiques del seu dispositiu són adequades per al tractament de grans fluxos, baixa concentració i que contenen una varietat de components orgànics. El desavantatge és que la inversió inicial és elevada.
El dispositiu d'adsorció-purificació de zeolita és un dispositiu de purificació de gas que pot realitzar operacions d'adsorció i desorció contínuament. Els dos costats de la roda de zeolita es divideixen en tres zones mitjançant un dispositiu de segellat especial: zona d'adsorció, zona de desorció (regeneració) i zona de refrigeració. El procés de funcionament del sistema és: la roda giratòria de zeolites gira contínuament a baixa velocitat, circulació a través de la zona d'adsorció, la zona de desorció (regeneració) i la zona de refrigeració; quan els gasos d'escapament de baixa concentració i volum de vent passen contínuament a través de la zona d'adsorció del corredor, els COV dels gasos d'escapament són adsorbits per la zeolita de la roda giratòria, emissió directa després de l'adsorció i la purificació; el dissolvent orgànic adsorbit per la roda s'envia a la zona de desorció (regeneració) amb la rotació de la roda, després amb un petit volum d'aire s'escalfa l'aire contínuament a través de la zona de desorció, els COV adsorbits a la roda es regeneren a la zona de desorció, els gasos d'escapament de COV es descarreguen juntament amb l'aire calent; La roda a la zona de refredament per al refredament es pot readsorcionar. Amb la rotació constant de la roda giratòria, es realitza un cicle d'adsorció, desorció i refredament, garantint el funcionament continu i estable del tractament de gasos residuals.
El dispositiu de canal de zeolita és essencialment un concentrador, i els gasos d'escapament que contenen dissolvents orgànics es divideixen en dues parts: aire net que es pot descarregar directament i aire reciclat que conté una alta concentració de dissolvents orgànics. L'aire net que es pot descarregar directament i es pot reciclar en el sistema de ventilació de l'aire condicionat pintat; l'alta concentració de gas COV és aproximadament 10 vegades la concentració de COV abans d'entrar al sistema. El gas concentrat es tracta mitjançant incineració a alta temperatura a través del sistema d'incineració tèrmica de recuperació TNV (o altres equips). La calor generada per la incineració s'escalfa a la sala d'assecat i s'escalfa per decapat de zeolita respectivament, i l'energia calorífica s'utilitza completament per aconseguir l'efecte d'estalvi d'energia i reducció d'emissions.
Rendiment i característiques tècniques: estructura senzilla, fàcil manteniment, llarga vida útil; alta eficiència d'absorció i eliminació, converteix el volum original de vent elevat i el gas residual de baixa concentració de COV en un volum d'aire baix i gas residual d'alta concentració, redueix el cost dels equips de tractament final posteriors; caiguda de pressió extremadament baixa, pot reduir considerablement el consum d'energia; preparació general del sistema i disseny modular, amb requisits mínims d'espai, i proporciona un mode de control continu i no tripulat; pot assolir l'estàndard nacional d'emissions; l'adsorbent utilitza zeolita no combustible, l'ús és més segur; el desavantatge és la inversió única amb un cost elevat.
Data de publicació: 03-01-2023
