Os contaminantes que se emiten son principalmente: néboa de pintura e solventes orgánicos producidos pola pintura en aerosol e solventes orgánicos producidos durante a volatilización por secado. A néboa de pintura provén principalmente da parte do revestimento con solvente na pulverización con aire e a súa composición é consistente co revestimento utilizado. Os solventes orgánicos proceden principalmente dos solventes e diluíntes no proceso de uso dos revestimentos, a maioría deles son emisións volátiles e os seus principais contaminantes son o xileno, o benceno, o tolueno, etc. Polo tanto, a principal fonte de gases residuais nocivos que se emiten no revestimento é a sala de pintura en aerosol, a sala de secado e a sala de secado.
1. Método de tratamento de gases residuais da liña de produción de automóbiles
1.1 Esquema de tratamento dos gases residuais orgánicos no proceso de secado
O gas descargado da sala de secado de electroforese, revestimento medio e revestimento superficial pertence aos gases residuais de alta temperatura e alta concentración, que son axeitados para o método de incineración. Na actualidade, as medidas de tratamento de gases residuais empregadas habitualmente no proceso de secado inclúen: tecnoloxía de oxidación térmica rexenerativa (RTO), tecnoloxía de combustión catalítica rexenerativa (RCO) e sistema de incineración térmica de recuperación TNV.
1.1.1 Tecnoloxía de oxidación térmica (RTO) de tipo almacenamento térmico
O oxidador térmico (oxidador térmico rexenerativo, RTO) é un dispositivo de protección ambiental de aforro de enerxía para o tratamento de gases residuais orgánicos volátiles de concentración media e baixa. É axeitado para volumes elevados e baixas concentracións, e para concentracións de gases residuais orgánicos entre 100 PPM e 20 000 PPM. O custo de funcionamento é baixo: cando a concentración de gases residuais orgánicos é superior a 450 PPM, o dispositivo RTO non precisa engadir combustible auxiliar; a taxa de purificación é alta, a taxa de purificación dun RTO de dous leitos pode alcanzar máis do 98 % e a taxa de purificación dun RTO de tres leitos pode alcanzar máis do 99 %, e non produce contaminación secundaria como os NOX; control automático, funcionamento sinxelo e alta seguridade.
O dispositivo de oxidación térmica rexenerativa adopta o método de oxidación térmica para tratar gases residuais orgánicos de concentración media e baixa, e o intercambiador de calor de leito de almacenamento de calor cerámico utilízase para recuperar a calor. Está composto por un leito de almacenamento de calor cerámico, unha válvula de control automático, unha cámara de combustión e un sistema de control. As principais características son: a válvula de control automático na parte inferior do leito de almacenamento de calor está conectada co tubo principal de admisión e o tubo principal de escape respectivamente, e o leito de almacenamento de calor almacénase prequentando os gases residuais orgánicos que entran no leito de almacenamento de calor con material de almacenamento de calor cerámico para absorber e liberar calor; os gases residuais orgánicos prequentados a unha determinada temperatura (760 ℃) oxídanse na combustión da cámara de combustión para xerar dióxido de carbono e auga, e purifícanse. A estrutura principal típica de dous leitos de RTO consta dunha cámara de combustión, dous leitos de empaquetado cerámicos e catro válvulas de conmutación. O intercambiador de calor de leito de empaquetado cerámico rexenerativo do dispositivo pode maximizar a recuperación de calor superior ao 95 %; non se usa ou se usa pouco combustible ao tratar os gases residuais orgánicos.
Vantaxes: Ao tratar con caudais elevados e baixa concentración de gases residuais orgánicos, o custo operativo é moi baixo.
Desvantaxes: investimento único elevado, alta temperatura de combustión, non axeitado para o tratamento de alta concentración de gases residuais orgánicos, hai moitas pezas móbiles, precisa máis traballo de mantemento.
1.1.2 Tecnoloxía de combustión catalítica térmica (RCO)
O dispositivo de combustión catalítica rexenerativa (oxidador catalítico rexenerativo RCO) aplícase directamente á purificación de gases residuais orgánicos de concentración media e alta (1000 mg/m3-10000 mg/m3). A tecnoloxía de tratamento RCO é especialmente axeitada para a alta demanda de taxa de recuperación de calor, pero tamén é axeitada para a mesma liña de produción, debido aos diferentes produtos, a composición dos gases residuais adoita cambiar ou a concentración dos gases residuais flutúa moito. É especialmente axeitado para a necesidade de recuperación de enerxía térmica das empresas ou para o tratamento de gases residuais da liña troncal de secado, e a recuperación de enerxía pódese usar para o secado da liña troncal, para lograr o propósito de aforro de enerxía.
A tecnoloxía de tratamento de combustión catalítica rexenerativa é unha reacción típica en fase gas-sólido, que en realidade é a oxidación profunda de especies reactivas de osíxeno. No proceso de oxidación catalítica, a adsorción da superficie do catalizador fai que as moléculas reactivas se enriquezan na superficie do catalizador. O efecto do catalizador na redución da enerxía de activación acelera a reacción de oxidación e mellora a velocidade da reacción de oxidación. Baixo a acción dun catalizador específico, prodúcese materia orgánica sen combustión por oxidación a baixa temperatura inicial (250~300 ℃), que se descompón en dióxido de carbono e auga, liberando unha gran cantidade de enerxía térmica.
O dispositivo RCO está composto principalmente polo corpo do forno, o corpo de almacenamento de calor catalítico, o sistema de combustión, o sistema de control automático, a válvula automática e varios outros sistemas. No proceso de produción industrial, os gases de escape orgánicos descargados entran na válvula rotatoria do equipo a través do ventilador de tiro inducido, e o gas de entrada e o gas de saída sepáranse completamente a través da válvula rotatoria. O almacenamento de enerxía térmica e o intercambio de calor do gas case alcanzan a temperatura establecida pola oxidación catalítica da capa catalítica; os gases de escape continúan quentándose a través da área de quentamento (xa sexa por quentamento eléctrico ou por quentamento con gas natural) e mantéñense á temperatura establecida; entran na capa catalítica para completar a reacción de oxidación catalítica, é dicir, a reacción xera dióxido de carbono e auga e libera unha gran cantidade de enerxía térmica para lograr o efecto de tratamento desexado. O gas catalizado pola oxidación entra na capa de material cerámico 2 e a enerxía térmica descárgase á atmosfera a través da válvula rotatoria. Despois da purificación, a temperatura dos escapes despois da purificación é só lixeiramente superior á temperatura antes do tratamento dos gases residuais. O sistema funciona continuamente e conmuta automaticamente. Mediante o traballo da válvula rotatoria, todas as capas de recheo cerámicas completan os pasos do ciclo de quecemento, arrefriamento e purificación, e a enerxía térmica pódese recuperar.
Vantaxes: fluxo de proceso sinxelo, equipo compacto, funcionamento fiable; alta eficiencia de purificación, xeralmente superior ao 98 %; baixa temperatura de combustión; baixo investimento dispoñible, baixo custo operativo, a eficiencia de recuperación de calor pode xeralmente alcanzar máis do 85 %; todo o proceso sen produción de augas residuais, o proceso de purificación non produce contaminación secundaria por NOX; o equipo de purificación RCO pódese usar coa sala de secado, o gas purificado pódese reutilizar directamente na sala de secado, para lograr o propósito de aforro de enerxía e redución de emisións;
Desvantaxes: o dispositivo de combustión catalítica só é axeitado para o tratamento de gases residuais orgánicos con compoñentes orgánicos de baixo punto de ebulición e baixo contido de cinzas, e o tratamento de gases residuais de substancias pegañentas como o fume oleoso non é axeitado, e o catalizador debe estar envelenado; a concentración de gases residuais orgánicos é inferior ao 20 %.
1.1.3 Sistema de incineración térmica de tipo TNV Reciclaxe
O sistema de incineración térmica de tipo reciclado (en alemán *Thermische Nachverbrennung TNV*) consiste no uso de gas ou combustible por combustión directa que quenta gases residuais que conteñen solventes orgánicos. Baixo a acción de altas temperaturas, as moléculas de solventes orgánicos óxido descomponse en dióxido de carbono e auga. Os gases de combustión a alta temperatura, a través do soporte dun dispositivo de transferencia de calor multietapa, requiren aire ou auga quente para que o proceso de produción quente. A reciclaxe completa da oxidación e a descomposición da enerxía térmica dos gases residuais orgánicos reduce o consumo de enerxía de todo o sistema. Polo tanto, o sistema TNV é unha forma eficiente e ideal de tratar os gases residuais que conteñen solventes orgánicos cando o proceso de produción necesita moita enerxía térmica. Para a nova liña de produción de revestimentos de pintura electroforética, adóptase xeralmente o sistema de incineración térmica de recuperación TNV.
O sistema TNV consta de tres partes: sistema de prequecemento e incineración de gases residuais, sistema de calefacción de aire circulante e sistema de intercambio de calor por aire fresco. O dispositivo de calefacción central de incineración de gases residuais do sistema é a parte central do TNV, que está composto polo corpo do forno, a cámara de combustión, o intercambiador de calor, o queimador e a válvula reguladora principal do conduto de fume. O seu proceso de funcionamento é: cun ventilador de cabeza de alta presión, os gases residuais orgánicos da sala de secado, despois do prequecemento do intercambiador de calor incorporado no dispositivo de calefacción central de incineración de gases residuais, pasan á cámara de combustión e, a continuación, a través do quentamento do queimador, a alta temperatura (uns 750 ℃) para a oxidación e a descomposición dos gases residuais orgánicos, a descomposición dos gases residuais orgánicos en dióxido de carbono e auga. Os gases de combustión a alta temperatura xerados descárganse a través do intercambiador de calor e do tubo principal de gases de combustión no forno. Os gases de combustión descargados quentan o aire circulante na sala de secado para proporcionar a enerxía térmica necesaria para a sala de secado. Un dispositivo de transferencia de calor por aire fresco está instalado ao final do sistema para recuperar a calor residual do sistema para a recuperación final. O aire fresco suplementado pola sala de secado quéntase con gases de combustión e logo envíase á sala de secado. Ademais, tamén hai unha válvula reguladora eléctrica na tubaxe principal de gases de combustión, que se usa para axustar a temperatura dos gases de combustión na saída do dispositivo, e a temperatura final da emisión de gases de combustión pódese controlar a uns 160 ℃.
As características do dispositivo de calefacción central de incineración de gases residuais inclúen: o tempo de permanencia dos gases residuais orgánicos na cámara de combustión é de 1 a 2 segundos; a taxa de descomposición dos gases residuais orgánicos é superior ao 99 %; a taxa de recuperación de calor pode chegar ao 76 %; e a relación de axuste da potencia do queimador pode chegar a 26:1, ata 40:1.
Desvantaxes: ao tratar gases residuais orgánicos de baixa concentración, o custo de operación é maior; o intercambiador de calor tubular só funciona de forma continua, polo que ten unha longa vida útil.
1.2 Esquema de tratamento de gases residuais orgánicos na sala de pintura en aerosol e na sala de secado
O gas que se descarga da sala de pintura en aerosol e da sala de secado ten baixa concentración, gran caudal e gas residual a temperatura ambiente, e a composición principal de contaminantes son hidrocarburos aromáticos, éteres de alcohol e solventes orgánicos éster. Na actualidade, o método estranxeiro máis maduro é: a primeira concentración de gas residual orgánico para reducir a cantidade total de gas residual orgánico, co primeiro método de adsorción (carbón activado ou zeolita como adsorbente) para unha baixa concentración de adsorción de escape de pintura en aerosol a temperatura ambiente, con separación de gases a alta temperatura, gas de escape concentrado mediante combustión catalítica ou método de combustión térmica rexenerativa.
1.2.1 Dispositivo de adsorción-desorción e purificación de carbón activado
Usando o carbón activado en forma de panal como adsorbente, combinado cos principios de purificación por adsorción, rexeneración por desorción e concentración de COV e combustión catalítica, alto volume de aire, baixa concentración de gas residual orgánico a través da adsorción de carbón activado en forma de panal para lograr o propósito da purificación do aire, cando o carbón activado está saturado e logo úsase aire quente para rexenerar o carbón activado, a materia orgánica concentrada desorbida envíase ao leito de combustión catalítica para a combustión catalítica, a materia orgánica oxídase a dióxido de carbono e auga inofensivos, os gases de escape quentes queimados quentan o aire frío a través dun intercambiador de calor, parte da emisión do gas de refrixeración despois do intercambio de calor, parte para a rexeneración desorbitoria do carbón activado en forma de panal, para lograr o propósito de utilización da calor residual e aforro de enerxía. Todo o dispositivo está composto por prefiltro, leito de adsorción, leito de combustión catalítica, retardante de chama, ventilador relacionado, válvula, etc.
O dispositivo de purificación por adsorción-desorción de carbón activado está deseñado segundo os dous principios básicos da adsorción e a combustión catalítica, utilizando un traballo continuo de dobre vía de gas, unha cámara de combustión catalítica e dous leitos de adsorción que se usan alternativamente. Primeiro, o gas residual orgánico adsorbe o carbón activado; cando a saturación é rápida, detense a adsorción e, a continuación, utilízase un fluxo de aire quente para eliminar a materia orgánica do carbón activado e rexenerar o carbón activado; a materia orgánica concéntrase (cunha concentración ducias de veces maior que a orixinal) e envíase á cámara de combustión catalítica para a combustión catalítica, onde se descarga dióxido de carbono e vapor de auga. Cando a concentración do gas residual orgánico alcanza máis de 2000 PPm, o gas residual orgánico pode manter a combustión espontánea no leito catalítico sen quecemento externo. Parte do gas de escape da combustión descárgase á atmosfera e a maior parte envíase ao leito de adsorción para a rexeneración do carbón activado. Isto pode satisfacer a combustión e a adsorción da enerxía térmica necesarias para lograr o propósito de aforro de enerxía. A rexeneración pode entrar na seguinte adsorción; na desorción, a operación de purificación pode realizarse mediante outro leito de adsorción, axeitado tanto para o funcionamento continuo como para o funcionamento intermitente.
Rendemento e características técnicas: rendemento estable, estrutura simple, seguro e fiable, aforro de enerxía e man de obra, sen contaminación secundaria. O equipo cobre unha pequena área e ten un peso lixeiro. Moi axeitado para o seu uso en grandes volumes. O leito de carbón activado que adsorbe o gas residual orgánico utiliza o gas residual despois da combustión catalítica para a rexeneración da separación, e o gas de separación envíase á cámara de combustión catalítica para a súa purificación, sen enerxía externa, e o efecto de aforro de enerxía é significativo. A desvantaxe é que o carbón activado é escaso e o seu custo operativo é elevado.
1.2.2 Dispositivo de purificación por adsorción-desorción con roda de transferencia de zeolita
Os principais compoñentes da zeolita son: silicio, aluminio, con capacidade de adsorción, poden usarse como adsorbentes; o corredor de zeolita usa as características da apertura específica da zeolita con capacidade de adsorción e desorción de contaminantes orgánicos, de xeito que os gases de escape de COV con baixa e alta concentración poden reducir o custo operativo do equipo de tratamento final. As características do seu dispositivo son axeitadas para o tratamento de grandes caudais e baixas concentracións que conteñen unha variedade de compoñentes orgánicos. A desvantaxe é que o investimento inicial é elevado.
O dispositivo de adsorción-purificación do corredor de zeolita é un dispositivo de purificación de gas que pode realizar continuamente operacións de adsorción e desorción. Os dous lados da roda de zeolita están divididos en tres áreas mediante un dispositivo de selado especial: área de adsorción, área de desorción (rexeneración) e área de arrefriamento. O proceso de funcionamento do sistema é: a roda rotatoria das zeolitas xira continuamente a baixa velocidade, circula a través da área de adsorción, área de desorción (rexeneración) e área de arrefriamento; cando os gases de escape de baixa concentración e volume de vendaval pasan continuamente a través da área de adsorción do corredor, os COV nos gases de escape son adsorbidos pola zeolita da roda rotatoria, emisión directa despois da adsorción e purificación; o solvente orgánico adsorbido pola roda envíase á zona de desorción (rexeneración) coa rotación da roda, despois cun pequeno volume de aire quenta o aire continuamente a través da área de desorción, os COV adsorbidos na roda rexenéranse na zona de desorción, os gases de escape de COV descárganse xunto co aire quente; A roda para a zona de arrefriamento para o arrefriamento pode ser readsorbida. Coa rotación constante da roda xiratoria, realízase un ciclo de adsorción, desorción e arrefriamento, o que garante o funcionamento continuo e estable do tratamento de gases residuais.
O dispositivo de canal de zeolita é esencialmente un concentrador, e os gases de escape que conteñen solventes orgánicos divídense en dúas partes: aire limpo que se pode descargar directamente e aire reciclado que contén unha alta concentración de solventes orgánicos. O aire limpo que se pode descargar directamente e que se pode reciclar no sistema de ventilación do aire acondicionado pintado; a alta concentración de gas COV é aproximadamente 10 veces a concentración de COV antes de entrar no sistema. O gas concentrado trátase mediante incineración a alta temperatura a través do sistema de incineración térmica de recuperación TNV (ou outro equipo). A calor xerada pola incineración é o quentamento da sala de secado e o quentamento por decapado de zeolita, respectivamente, e a enerxía térmica aprovéitase plenamente para lograr o efecto de aforro de enerxía e redución de emisións.
Rendemento e características técnicas: estrutura simple, mantemento doado, longa vida útil; alta eficiencia de absorción e separación, converte o alto volume de vento orixinal e os gases residuais de COV de baixa concentración en baixo volume de aire e alta concentración, reduce o custo do equipo de tratamento final; caída de presión extremadamente baixa, pode reducir considerablemente o consumo de enerxía; preparación xeral do sistema e deseño modular, con requisitos mínimos de espazo, e proporciona un modo de control continuo e non tripulado; pode alcanzar o estándar nacional de emisións; o adsorbente usa zeolita non combustible, o uso é máis seguro; a desvantaxe é o investimento único con alto custo.
Data de publicación: 03-01-2023
