Ispušteni zagađivači su uglavnom: maglica boje i organska otapala koja nastaju prilikom prskanja boje, te organska otapala koja nastaju tijekom sušenja i isparavanja. Maglica boje uglavnom nastaje iz dijela premaza otapalom kod zračnog prskanja, a njezin sastav je u skladu s korištenim premazom. Organska otapala uglavnom nastaju iz otapala i razrjeđivača u procesu upotrebe premaza, većina njih su hlapljive emisije, a njihovi glavni zagađivači su ksilen, benzen, toluen i tako dalje. Stoga je glavni izvor štetnog otpadnog plina koji se ispušta prilikom premazivanja prostorija za prskanje, sušionica i sušionica.
1. Metoda obrade otpadnih plinova proizvodne linije automobila
1.1 Shema obrade organskog otpadnog plina u procesu sušenja
Plin koji se ispušta iz sušionice elektroforeze, srednjeg premaza i površinskog premaza pripada otpadnom plinu visoke temperature i visoke koncentracije, koji je prikladan za metodu spaljivanja. Trenutno se uobičajeno korištene mjere obrade otpadnog plina u procesu sušenja uključuju: tehnologiju regenerativne termičke oksidacije (RTO), tehnologiju regenerativnog katalitičkog izgaranja (RCO) i sustav termičkog spaljivanja s iskorištavanjem TNV-a.
1.1.1 Tehnologija termičke oksidacije (RTO) za skladištenje topline
Termički oksidator (regenerativni termički oksidator, RTO) je energetski štedljiv uređaj za zaštitu okoliša za obradu hlapljivih organskih otpadnih plinova srednje i niske koncentracije. Pogodan je za velike volumene i niske koncentracije, a pogodan je za koncentracije organskih otpadnih plinova između 100 PPM i 20000 PPM. Troškovi rada su niski, a kada je koncentracija organskog otpadnog plina iznad 450 PPM, RTO uređaju nije potrebno dodavati pomoćno gorivo; stopa pročišćavanja je visoka, stopa pročišćavanja RTO-a s dva sloja može doseći preko 98%, stopa pročišćavanja RTO-a s tri sloja može doseći preko 99%, bez sekundarnog onečišćenja poput NOX-a; automatsko upravljanje, jednostavan rad; sigurnost je visoka.
Uređaj za regenerativnu oksidaciju topline koristi metodu termičke oksidacije za obradu organskog otpadnog plina srednje i niske koncentracije, a za povrat topline koristi se keramički izmjenjivač topline s pohranom topline. Sastoji se od keramičkog pohranjivača topline, automatskog regulacijskog ventila, komore za izgaranje i upravljačkog sustava. Glavne značajke su: automatski regulacijski ventil na dnu pohranjivača topline spojen je s glavnom usisnom cijevi i glavnom ispušnom cijevi, a pohranjivač topline pohranjuje se predgrijavanjem organskog otpadnog plina koji ulazi u pohranjivač topline keramičkim materijalom za pohranu topline kako bi se apsorbirala i oslobodila toplina; organski otpadni plin prethodno zagrijan na određenu temperaturu (760 ℃) oksidira se tijekom izgaranja u komori za izgaranje kako bi se stvorili ugljikov dioksid i voda, te se pročišćava. Tipična glavna struktura RTO-a s dva sloja sastoji se od jedne komore za izgaranje, dva keramička sloja pakiranja i četiri preklopna ventila. Regenerativni keramički izmjenjivač topline s pohranom topline u uređaju može maksimizirati povrat topline veći od 95%; pri obradi organskog otpadnog plina koristi se malo ili nimalo goriva.
Prednosti: Pri radu s visokim protokom i niskom koncentracijom organskog otpadnog plina, operativni troškovi su vrlo niski.
Nedostaci: visoka jednokratna investicija, visoka temperatura izgaranja, nije prikladno za obradu organskog otpadnog plina visoke koncentracije, ima puno pokretnih dijelova, potrebno je više održavanja.
1.1.2 Tehnologija termičkog katalitičkog izgaranja (RCO)
Uređaj za regenerativno katalitičko izgaranje (regenerativni katalitički oksidator RCO) izravno se primjenjuje za pročišćavanje organskih otpadnih plinova srednje i visoke koncentracije (1000 mg/m3-10000 mg/m3). Tehnologija obrade RCO posebno je prikladna za velike potrebe za iskorištavanjem topline, ali je također prikladna za istu proizvodnu liniju jer se zbog različitih proizvoda sastav otpadnog plina često mijenja ili koncentracija otpadnog plina uvelike fluktuira. Posebno je prikladan za potrebe iskorištavanja toplinske energije poduzeća ili za obradu otpadnih plinova iz cijevi za sušenje, a iskorištavanje energije može se koristiti za sušenje cijevi za sušenje, kako bi se postigla svrha uštede energije.
Tehnologija regenerativnog katalitičkog izgaranja tipična je reakcija plinovito-čvrste faze, koja je zapravo duboka oksidacija reaktivnih vrsta kisika. U procesu katalitičke oksidacije, adsorpcija na površinu katalizatora obogaćuje molekule reaktanata na površini katalizatora. Učinak katalizatora u smanjenju energije aktivacije ubrzava oksidacijsku reakciju i poboljšava brzinu oksidacijske reakcije. Pod djelovanjem specifičnog katalizatora, organska tvar nastaje bez oksidacijskog izgaranja na niskoj početnoj temperaturi (250~300℃), koja se razgrađuje na ugljikov dioksid i vodu, oslobađajući veliku količinu toplinske energije.
RCO uređaj se uglavnom sastoji od tijela peći, katalitičkog tijela za pohranu topline, sustava izgaranja, sustava automatskog upravljanja, automatskog ventila i nekoliko drugih sustava. U industrijskom proizvodnom procesu, ispušteni organski ispušni plin ulazi u rotirajući ventil opreme putem ventilatora s induciranim propuhom, a ulazni i izlazni plin su potpuno odvojeni putem rotirajućeg ventila. Pohrana toplinske energije i izmjena topline plina gotovo dosežu temperaturu postavljenu katalitičkom oksidacijom katalitičkog sloja; ispušni plin se nastavlja zagrijavati kroz područje zagrijavanja (bilo električnim grijanjem ili grijanjem prirodnim plinom) i održava se na zadanoj temperaturi; ulazi u katalitički sloj kako bi dovršio reakciju katalitičke oksidacije, odnosno reakcijom se stvara ugljikov dioksid i voda te se oslobađa velika količina toplinske energije kako bi se postigao željeni učinak obrade. Plin kataliziran oksidacijom ulazi u sloj keramičkog materijala 2, a toplinska energija se ispušta u atmosferu putem rotacijskog ventila. Nakon pročišćavanja, temperatura ispušnih plinova nakon pročišćavanja samo je neznatno viša od temperature prije obrade otpadnih plinova. Sustav radi kontinuirano i automatski se prebacuje. Kroz rad rotirajućeg ventila, svi keramički slojevi punjenja dovršavaju cikluse zagrijavanja, hlađenja i pročišćavanja, a toplinska energija se može iskoristiti.
Prednosti: jednostavan tijek procesa, kompaktna oprema, pouzdan rad; visoka učinkovitost pročišćavanja, općenito preko 98%; niska temperatura izgaranja; niska investicija za jednokratnu upotrebu, niski operativni troškovi, učinkovitost povrata topline općenito može doseći više od 85%; cijeli proces bez proizvodnje otpadnih voda, proces pročišćavanja ne proizvodi sekundarno onečišćenje NOX; oprema za pročišćavanje RCO može se koristiti sa sušionicom, pročišćeni plin može se izravno ponovno upotrijebiti u sušionici, radi postizanja svrhe uštede energije i smanjenja emisija;
Nedostaci: uređaj za katalitičko izgaranje prikladan je samo za obradu organskog otpadnog plina s organskim komponentama niskog vrelišta i niskim udjelom pepela, a obrada otpadnog plina ljepljivih tvari poput uljnog dima nije prikladna i katalizator treba otrovati; koncentracija organskog otpadnog plina je ispod 20%.
1.1.3TNV Sustav termičkog spaljivanja reciklirajućeg tipa
Sustav termičkog spaljivanja reciklirajućeg tipa (njemački Thermische Nachverbrennung TNV) je korištenje plina ili goriva za zagrijavanje otpadnim plinom koji sadrži organska otapala izravnim izgaranjem. Pod djelovanjem visoke temperature, molekule organskog otapala se oksidacijskom razgradnjom u ugljikov dioksid i vodu. Visokotemperaturni dimni plin putem višestupanjskog uređaja za prijenos topline koristi zrak ili vruću vodu za zagrijavanje proizvodnog procesa. Potpuna reciklirajuća oksidacijska razgradnja organskog otpadnog plina omogućuje toplinsku energiju za smanjenje potrošnje energije cijelog sustava. Stoga je TNV sustav učinkovit i idealan način za obradu otpadnih plinova koji sadrže organska otapala kada proizvodni proces zahtijeva puno toplinske energije. Za novu proizvodnu liniju elektroforetskih premaza bojama općenito se primjenjuje TNV sustav termičkog spaljivanja s recikliranjem.
TNV sustav sastoji se od tri dijela: sustava za predgrijavanje i spaljivanje otpadnih plinova, sustava za grijanje cirkulacijskim zrakom i sustava za izmjenu topline svježim zrakom. Centralni uređaj za grijanje spaljivanjem otpadnih plinova u sustavu je središnji dio TNV-a, koji se sastoji od tijela peći, komore za izgaranje, izmjenjivača topline, plamenika i glavnog regulacijskog ventila za dimnjak. Njegov radni proces je sljedeći: pomoću visokotlačnog ventilatora organski otpadni plin iz sušionice, nakon predgrijavanja izmjenjivača topline ugrađenog u centralni uređaj za grijanje spaljivanjem otpadnih plinova, odvodi se u komoru za izgaranje, a zatim kroz plamenik, na visokoj temperaturi (oko 750 ℃) dolazi do oksidacijske razgradnje organskog otpadnog plina, razgradnje organskog otpadnog plina na ugljikov dioksid i vodu. Generirani dimni plin visoke temperature ispušta se kroz izmjenjivač topline i glavnu dimovodnu cijev u peći. Ispušteni dimni plin zagrijava cirkulirajući zrak u sušionici kako bi se osigurala potrebna toplinska energija za sušionicu. Uređaj za prijenos topline svježim zrakom postavljen je na kraju sustava kako bi se iskoristila otpadna toplina sustava za konačnu obradu. Svježi zrak nadopunjen sušionicom zagrijava se dimnim plinom, a zatim se šalje u sušionicu. Osim toga, na glavnom dimovodu nalazi se i električni regulacijski ventil koji se koristi za podešavanje temperature dimnih plinova na izlazu iz uređaja, a konačna emisija temperature dimnih plinova može se kontrolirati na oko 160 ℃.
Karakteristike centralnog grijanja za spaljivanje otpadnih plinova uključuju: vrijeme zadržavanja organskog otpadnog plina u komori za izgaranje je 1~2 s; stopa razgradnje organskog otpadnog plina je veća od 99%; stopa povrata topline može doseći 76%; a omjer podešavanja snage plamenika može doseći 26 ∶ 1, sve do 40 ∶ 1.
Nedostaci: pri obradi organskog otpadnog plina niske koncentracije, troškovi rada su veći; cijevni izmjenjivač topline radi samo kontinuirano, ima dug vijek trajanja.
1.2 Shema obrade organskog otpadnog plina u prostoriji za prskanje i sušionici
Plin koji se ispušta iz prostorije za prskanje i sušionice je otpadni plin niske koncentracije, velikog protoka i sobne temperature, a glavni sastav onečišćujućih tvari su aromatski ugljikovodici, alkoholni eteri i esterska organska otapala. Trenutno je zrelija strana metoda: prva koncentracija organskog otpadnog plina za smanjenje ukupne količine organskog otpadnog plina, s prvom metodom adsorpcije (aktivni ugljen ili zeolit kao adsorbent) za adsorpciju ispušnih plinova boje za prskanje na sobnoj temperaturi niske koncentracije, s uklanjanjem plina na visokoj temperaturi, koncentrirani ispušni plin korištenjem katalitičkog izgaranja ili regenerativne termičke metode izgaranja.
1.2.1 Uređaj za adsorpciju, desorpciju i pročišćavanje aktivnim ugljenom
Korištenje aktivnog ugljena u obliku saća kao adsorbenta, u kombinaciji s principima adsorpcijskog pročišćavanja, desorpcijske regeneracije i koncentracije hlapljivih organskih spojeva (VOC) te katalitičkog izgaranja, veliki volumen zraka, niska koncentracija organskog otpadnog plina putem adsorpcije aktivnog ugljena u obliku saća za postizanje svrhe pročišćavanja zraka, kada se aktivni ugljen zasiti, a zatim se aktivni ugljen regenerira vrućim zrakom, desorbirana koncentrirana organska tvar šalje se u katalitički sloj za izgaranje radi katalitičkog izgaranja, organska tvar se oksidira u bezopasni ugljikov dioksid i vodu, izgorjeli vrući ispušni plinovi zagrijavaju hladni zrak putem izmjenjivača topline, dio emisije rashladnog plina nakon izmjene topline, dio za desorptivnu regeneraciju aktivnog ugljena u obliku saća, kako bi se postigla svrha iskorištavanja otpadne topline i uštede energije. Cijeli uređaj sastoji se od predfiltera, adsorpcijskog sloja, katalitičkog sloja za izgaranje, usporivača plamena, odgovarajućeg ventilatora, ventila itd.
Uređaj za pročišćavanje adsorpcijom i desorpcijom aktivnog ugljena dizajniran je prema dva osnovna principa adsorpcije i katalitičkog izgaranja. Korištenjem dvostrukog plinskog puta kontinuiranog rada, katalitičke komore za izgaranje, naizmjenično se koriste dva adsorpcijska sloja. Prvo se organski otpadni plin adsorpcijom aktivnog ugljena zaustavlja, kada se brzo zasićenje zaustavi adsorpcija, a zatim se pomoću protoka vrućeg zraka uklanja organska tvar iz aktivnog ugljena kako bi se izvršila regeneracija aktivnog ugljena; organska tvar se koncentrira (koncentracija desetke puta veća od izvorne) i šalje u katalitičku komoru za izgaranje radi katalitičkog izgaranja na ispuštanje ugljikovog dioksida i vodene pare. Kada koncentracija organskog otpadnog plina dosegne više od 2000 ppm, organski otpadni plin može održavati spontano izgaranje u katalitičkom sloju bez vanjskog zagrijavanja. Dio ispušnog plina izgaranja ispušta se u atmosferu, a većina se šalje u adsorpcijski sloj za regeneraciju aktivnog ugljena. To može zadovoljiti potrebnu toplinsku energiju za izgaranje i adsorpciju, čime se postiže ušteda energije. Regeneracija može ući u sljedeću adsorpciju; u desorpciji se operacija pročišćavanja može provesti pomoću drugog adsorpcijskog sloja, prikladnog i za kontinuirani i za povremeni rad.
Tehničke performanse i karakteristike: stabilne performanse, jednostavna struktura, sigurnost i pouzdanost, ušteda energije i rada, bez sekundarnog onečišćenja. Oprema pokriva malu površinu i mala je težina. Vrlo pogodna za upotrebu u velikim količinama. Sloj aktivnog ugljena koji adsorbira organski otpadni plin koristi otpadni plin nakon katalitičkog izgaranja za regeneraciju strippinga, a stripping plin se šalje u katalitičku komoru za izgaranje radi pročišćavanja, bez vanjske energije, a učinak uštede energije je značajan. Nedostatak je što je aktivni ugljen kratak, a njegovi operativni troškovi visoki.
1.2.2 Uređaj za adsorpciju-desorpciju s kotačem za prijenos zeolita
Glavne komponente zeolita su: silicij i aluminij, s adsorpcijskim kapacitetom, mogu se koristiti kao adsorbenti; zeolitni klizač koristi karakteristike specifičnog otvora zeolita s adsorpcijskim i desorpcijskim kapacitetom za organske onečišćujuće tvari, tako da ispušni plinovi s niskom i visokom koncentracijom VOC-a mogu smanjiti troškove rada opreme za završnu obradu. Njegove karakteristike uređaja prikladne su za obradu velikog protoka, niske koncentracije, koja sadrži razne organske komponente. Nedostatak je što su početna ulaganja visoka.
Uređaj za adsorpciju i pročišćavanje zeolitnim kotačem je uređaj za pročišćavanje plina koji može kontinuirano provoditi operacije adsorpcije i desorpcije. Dvije strane zeolitnog kotača podijeljene su u tri područja posebnim brtvenim uređajem: područje adsorpcije, područje desorpcije (regeneracije) i područje hlađenja. Radni proces sustava je sljedeći: rotirajući kotač zeolita kontinuirano se okreće malom brzinom, cirkulira kroz područje adsorpcije, područje desorpcije (regeneracije) i područje hlađenja; kada ispušni plin niske koncentracije i velikog volumena kontinuirano prolazi kroz područje adsorpcije kotača, hlapljivi organski spojevi (VOC) u ispušnom plinu adsorbiraju se na zeolit rotirajućeg kotača, izravna emisija nakon adsorpcije i pročišćavanja; organsko otapalo adsorbirano na kotač šalje se u zonu desorpcije (regeneracije) rotacijom kotača, zatim se malim volumenom zraka kontinuirano zagrijava zrak kroz područje desorpcije, HOS adsorbiran na kotač regenerira u zoni desorpcije, a ispušni plin HOS se ispušta zajedno s vrućim zrakom; Kotač u području hlađenja za hlađenje može se ponovno adsorpcirati. Konstantnom rotacijom rotirajućeg kotača provodi se ciklus adsorpcije, desorpcije i hlađenja, čime se osigurava kontinuirani i stabilan rad obrade otpadnih plinova.
Uređaj za zeolitni protok je u biti koncentrator, a ispušni plin koji sadrži organsko otapalo dijeli se na dva dijela: čisti zrak koji se može izravno ispuštati i reciklirani zrak koji sadrži visoku koncentraciju organskog otapala. Čisti zrak koji se može izravno ispuštati i reciklirati u obojanom ventilacijskom sustavu klima uređaja; visoka koncentracija VOC plina je oko 10 puta veća od koncentracije VOC-a prije ulaska u sustav. Koncentrirani plin se obrađuje visokotemperaturnim spaljivanjem putem TNV sustava termičkog spaljivanja (ili druge opreme). Toplina generirana spaljivanjem zagrijava sušionicu, odnosno skidanje zeolita, a toplinska energija se u potpunosti koristi za postizanje učinka uštede energije i smanjenja emisija.
Tehničke performanse i karakteristike: jednostavna struktura, jednostavno održavanje, dug vijek trajanja; visoka učinkovitost apsorpcije i uklanjanja, pretvaranje izvornog otpadnog plina s visokim volumenom vjetra i niskom koncentracijom hlapljivih organskih spojeva (VOC) u otpadni plin s niskim volumenom zraka i visokom koncentracijom, smanjenje troškova opreme za završnu obradu; izuzetno nizak pad tlaka, što može uvelike smanjiti potrošnju energije; cjelokupna priprema sustava i modularni dizajn, s minimalnim zahtjevima za prostorom, te omogućuje kontinuirani i automatski način upravljanja; može dostići nacionalni standard emisija; adsorbent koristi nezapaljivi zeolit, upotreba je sigurnija; nedostatak je jednokratno ulaganje s visokim troškovima.
Vrijeme objave: 03.01.2023.
