Падрабязнасці рашэння па сістэме ачысткі адпрацаваных газаў VOC
З хуткім развіццём эканомікі, вялікай колькасці арганічных лятучых злучэнняў (ЛОС), у апошнія гады лятучыя арганічныя злучэнні (ЛОС) сталі адной з асноўных крыніц забруджвання паветра, што стварае вялікую пагрозу для здароўя чалавека і балансу экасістэмы, і спыненне кіравання ЛОС прыцягнула шырокую ўвагу грамадства.
На аснове існуючай тэхналогіі аднатэрмінальнай ачысткі паветра падрабязна абмяркоўваюцца прынцып, тэхналагічны працэс, стан даследаванняў і перспектывы развіцця камбінаванай тэхналогіі адсорбцыйна-канцэнтрацыйна-каталітычнага спальвання, прыдатнай для вялікага аб'ёму адпрацаванага паветра і нізкай канцэнтрацыі лятучых арганічных злучэнняў.
Лятучыя арганічныя злучэнні (ЛАЗ) у асноўным шкодзяць атмасферы:
(1) Некаторыя з іх з'яўляюцца таксічнымі і канцэрагеннымі і пагражаюць здароўю чалавека;
(2) Вугляводы і аксіды азоту ў ЛОС рэагуюць з утварэннем азону пад уздзеяннем ультрафіялетавага выпраменьвання, што можа прывесці да атмасфернага фотахімічнага смогу і пагражаць здароўю чалавека і росту раслін;
(3) Удзельнічаюць ва ўтварэнні другасных аэразоляў у атмасферы. Большая частка другасных аэразоляў — гэта дробныя часціцы, якія не так лёгка асядаюць. Яны могуць заставацца ў атмасферы працяглы час і маюць моцную рассейвальную сілу на святло, што можа значна знізіць бачнасць у атмасферы;
У цяперашні час у многіх гарадскіх атмасферных асяроддзях назіраецца рэгіянальнае забруджванне паветра дымкай, азонам і кіслотнымі дажджамі, а таксама тры іншыя складаныя характарыстыкі забруджвання, і лятучыя арганічныя злучэнні з'яўляюцца адным з найважнейшых узмацняльнікаў.
Распаўсюджаная тэхналогія ачысткі газаў ЛОС:
Кіраванне ЛОС было тэрміновым, і сучасная тэхналогія ачысткі газаў ЛОС у асноўным падзяляецца на дзве катэгорыі:
(1) Кантроль у крыніцы, у прыватнасці, адносіцца да мер па прадухіленні або скарачэнні выкідаў лятучых арганічных злучэнняў у вытворчым звяне, што з'яўляецца найлепшым метадам кантролю забруджвання арганічнымі адходамі. Аднак з-за абмежаванняў тэхнічнага ўзроўню непазбежна будуць скідацца і ўцечкі розных канцэнтрацый арганічных адходаў у навакольнае асяроддзе, што цяжка дасягнуць.
(2) Метад кіравання кантролем і ліквідацыяй газападобных арганічных злучэнняў у канцы вытворчасці можна падзяліць на дзве катэгорыі: тэхналогія перапрацоўкі і тэхналогія знішчэння.
Тэхналогія рэкуперацыі: гэта выкарыстанне фізічных метадаў для рэкуперацыі лятучых арганічных злучэнняў з газу неразбуральнымі метадамі, у асноўным метадам адсорбцыі актываваным вуглём, метадам кандэнсацыі, метадам мембраннай апрацоўкі і гэтак далей. Гэты від метаду дазваляе не толькі эфектыўна кантраляваць выкіды лятучых арганічных злучэнняў, але і перапрацоўка можа эканоміць рэсурсы і прыносіць эканамічныя выгады, таму яму надаецца ўсё большая ўвага.
Тэхналогія знішчэння: гэта значыць, праз хімічную або біялагічную рэакцыю, якая дазваляе ператварыць лятучыя арганічныя злучэнні (ЛАЗ) у нетаксічныя або нізкатаксічныя рэчывы з дапамогай акісляльнага раскладання адпрацаваных газаў. Асноўнымі тэхналогіямі з'яўляюцца спальванне, фотакаталітычнае раскладанне, плазменная тэхналогія, біядэградацыя і гэтак далей.
Тэхналогія ачысткі адпрацаваных газаў ЛОС — гэта адзіны працэс ачысткі, і ў залежнасці ад канкрэтнай сітуацыі і патрабаванняў да выкідаў ЛОС адпрацаваных газаў выбіраецца адпаведны працэс. З-за шырокага спектру ЛОС, складаных кампанентаў і розных уласцівасцей у многіх выпадках выкарыстанне адной тэхналогіі ачысткі часта бывае складаным для задавальнення патрабаванняў кіравання і вельмі неэканамічным. Выкарыстоўваючы перавагі розных тэхналогій ачысткі адзінак, камбінаваны працэс ачысткі можа не толькі задаволіць патрабаванні да выкідаў, але і знізіць эксплуатацыйныя выдаткі абсталявання.
Прынцыповая тэхналогія сістэм канцэнтрацыі цэаліту з ротарам + каталітычнага спальвання:
Першай тэхналогіяй, якая выкарыстоўваецца для апрацоўкі газападобных арганічных злучэнняў (ЛОЗ), з'яўляецца метад адсорбцыі, сярод якога найбольш распаўсюджанай і найбольш тыповай з'яўляецца адсорбцыя актываваным вуглём. Гэты метад адсорбцыі актываваным вуглём для адсорбцыі і апрацоўкі галагенавых дымавых адходаў і бензолу атрымаў шырокае распаўсюджванне ў прамысловасці. Асноўны прынцып метаду адсорбцыі заключаецца ў выкарыстанні сітаватых матэрыялаў з вялікай удзельнай плошчай паверхні ў якасці адсарбенту. Калі газападобныя ЛОС праходзяць праз адсарбент, з-за вялікай удзельнай плошчы паверхні адсарбента малекулы ЛОС захопліваюцца на ўнутранай паверхні мікрапор адсарбентам, што дазваляе дасягнуць эфекту ачысткі газу. У якасці новай камбінацыі і эфектыўнай тэхналогіі апрацоўкі ЛОС адсорбцыяй шырока выкарыстоўваецца тэхналогія цэалітавага колавага ротарнага канцэнтратара + каталітычнага спальвання.
(1) Тып адсарбенту
Адсарбцыйны матэрыял з'яўляецца асновай тэхналогіі колавай апрацоўкі, звычайна выкарыстоўваецца актываваны вугаль і малекулярнае сіта цэаліту. Актываваны вугаль мае багатыя мікрапоры, вялікую ўдзельную паверхню, моцную адсарбцыйную здольнасць, высокую хуткасць і шырока выкарыстоўваецца ў тэхналогіі колавай апрацоўкі. Актываваны вугаль у якасці адсарбента для ачысткі адпрацаваных газаў мае вялікую адсарбцыйную здольнасць і нізкі кошт, але яго пары лёгка закаркоўваюцца, а сам актываваны вугаль мае пэўную гаручасць, лёгка загараецца пры дэсорбцыі, што ўяўляе пэўную пагрозу бяспецы, не адпавядае патрабаванням бяспекі вытворчасці і можа паўплываць на практычнае прымяненне.
Малекулярнае сіта цэаліту — гэта від гідратнага матэрыялу са спецыфічнай шкілетнай структурай крышталічнага металічнага сілікату алюмінію. Агульная хімічная формула наступная:
[(A102)x - (SiO2)y] - zH20o
Дзе M — катыён, m — колькасць валентных станаў, z — колькасць гідратных станаў, x і дзесяць тысяч — цэлыя лікі, то пасля актывацыі структуры A. Вада ў галоўцы знікне, а астатнія кампаненты перамясцяцца, утвараючы клетачную структуру з адтулінай 3~10 Å.
Селектыўная адсарбцыйная здольнасць малекулярнага сіта цэаліту ў асноўным абумоўлена рэгулярнай структурай. Правілы размяшчэння адтулін малекулярнага сіта цэаліту, раўнамернае размеркаванне, выбар адсарбцыі ў асноўным звязаны з рознымі памерамі адтулін цэаліту, пры нармальных абставінах малекулярнае сіта будзе адсарбаваць толькі малекулы з малекулярна-дынамічным дыяметрам, меншым за адтуліну малекулярнага сіта.
Існуюць таксама вялікія адрозненні ў структуры шкілета і памеры пор розных тыпаў малекулярных сіт, прычым структура шкілета малекулярных сіт мае зменлівасць у межах градусаў, таму некаторыя малекулы з малекулярна-дынамічным дыяметрам, крыху большым за памер пор, таксама могуць адсарбавацца імі, але хуткасць адсарбцыі і адсарбцыйная здольнасць будуць значна зніжаны.
Паколькі ў структуры ёсць катыёны, а шкілетная структура мае адмоўны зарад, малекулярнае сіта само па сабе мае палярнасць. Катыён малекулярнага сіта цэаліту будзе генераваць моцнае станоўчае электрычнае поле, каб прыцягваць адмоўны цэнтр палярных малекул або палярызуемыя малекулы пад уздзеяннем электрастатычнай індукцыі малекулярнага сіта цэаліту пасля палярызацыі.
Такім чынам, малекулярныя сіты цэаліту могуць адсарбаваць малекулы з моцнай палярнасцю або лёгкай палярызацыяй, але кінетычны дыяметр якіх крыху большы за памер іх пор. Паколькі малекулярнае сіта мае спецыяльную структуру пор, яно мае асаблівыя характарыстыкі, пры ўмове высокай тэмпературы і нізкага ціску яно таксама можа праяўляць сваю адсарбцыйную здольнасць. У цяперашні час для адсарбцыі часта выкарыстоўваюцца такія тыпы малекулярных сіт, як 13X, NaY, мерцэрыт і ZSM-5.
Увядзенне прынцыпу цэалітавага кола
Даследаванне паказала, што калі апрацаваць гафрыраваную і плоскую керамічную валакністую паперу з выкарыстаннем неарганічнага злучэння для стварэння сотавага кола, а затым нанесці цэаліт з паглынаннем вады на канал кола, кола стане паглынальным колам. Эксперыменты паказалі, што адсарбцыйнае кола для ачысткі ад лятучых арганічных злучэнняў вельмі эфектыўнае.
Зону канцэнтрацыі цэалітавага фільтра можна падзяліць на тры часткі: зону апрацоўкі, зону рэгенерацыі і зону астуджэння. У кожнай зоне фільтр працуе бесперапынна. Арганічныя адпрацаваныя газы, якія змяшчаюць лятучыя арганічныя злучэнні, фільтруюцца праз папярэдні фільтр, а затым праз зону апрацоўкі фільтра канцэнтрацыйнага фільтра.
ЛОС у зоне апрацоўкі выдаляюцца шляхам адсорбцыі адсарбенту, і ачышчанае паветра выводзіцца з зоны апрацоўкі канцэнтрацыйнага калонкі. ЛОС арганічных адпрацаваных газаў, адсарбаваных у канцэнтрацыйнай калонцы, дэсарбуюцца і канцэнтруюцца ў 5-15 разоў шляхам апрацоўкі гарачым паветрам у зоне рэгенерацыі.
Канцэнтраваны рабочы катушка астуджаецца ў зоне астуджэння, а паветра, якое праходзіць праз зону астуджэння, награваецца і выкарыстоўваецца ў якасці рэцыркуляванага паветра для дасягнення эфекту ачысткі і эканоміі энергіі.
Працэс каталітычнага акіслення:
Працэс каталітычнага гарэння ажыццяўляецца ў каталітычным спальвальным агрэгаце. Арганічны адпрацаваны газ папярэдне награваецца да 200-400 °C праз цеплаабменнік, а затым паступае ў камеру згарання. Пры праходжанні праз каталізатарны пласт малекулы вуглевадародаў і малекулы кіслароду ў газавай сумесі адсарбуюцца на паверхні каталізатара і актывуюцца адпаведна. Паколькі павярхоўная адсорбцыя зніжае энергію актывацыі рэакцыі, вуглевадароды хутка акісляюцца малекуламі кіслароду пры больш нізкіх тэмпературах з утварэннем вуглякіслага газу і вады.
Канцэнтрацыя адсорбцыі цэаліту на ротары - працэс каталітычнага гарэння:
Асноўная ідэя тэхналогіі каталітычнага спальвання з выкарыстаннем цэаліту на колах заключаецца ў тым, што лятучыя арганічныя злучэнні (ЛОЗ) у прамысловых адходах з нізкай канцэнтрацыяй і вялікім аб'ёмам паветра аддзяляюцца і канцэнтруюцца метадам адсарбцыйнага падзелу, а забруджанае паветра з высокай канцэнтрацыяй і малым аб'ёмам паветра пасля канцэнтрацыі раскладаецца і ачышчаецца метадам спальвання, звычайна вядомым як метад адсарбцыйнага падзелу, канцэнтрацыі + спальвання, раскладання і ачысткі.
Адсарбцыйны калодзеж з сотавай структурай усталяваны ў корпусе, падзеленым на зоны адсарбцыі, рэгенерацыі і астуджэння, і павольна круціцца з хуткасцю 3 ~ 8 абаротаў у гадзіну пад прывадам рухавіка рэгулявання хуткасці.
Тры зоны адсорбцыі, рэгенерацыі і астуджэння адпаведна злучаны з паветраводамі для апрацоўчага паветра, астуджальнай паветра і рэгенерацыйнага паветра. Акрамя таго, каб прадухіліць уцечку паветра паміж паветраводамі і акружнасцю адсорбцыйнага калонкі і абалонкі, паміж кожнай зонай, перагародкай і адсорбцыйнай калонкай, акружнасць адсорбцыйнай калонкі і абалонка абсталяваны ўшчыльняльным матэрыялам з фторгума, устойлівым да высокіх тэмператур і растваральнікаў.
Вентылятар № 1 праганяе лятучыя арганічныя злучэнні (ЛАЗ), якія змяшчаюць адпрацаваныя газы, праз зону а калонкі, якая з'яўляецца зонай адсорбцыі. У залежнасці ад мэты калонку можна запаўняць рознымі адсарбцыйнымі матэрыяламі. Зона а, дзе адсарбаваныя ЛАЗ, пры кручэнні калонкі трапляе ў зону b для дэсорбцыі. Паветраны паток высокай тэмпературы праз цеплаперадачу 1 будзе дэсарбаваць ЛАЗ, адсарбаваныя на калонцы, і дасягнуць тэмпературы ўзгарання праз цеплаперадачу 2, а затым паступаць у каталітычную камеру згарання для рэакцыі каталітычнага акіслення. Паколькі калонка пасля дэсорбцыі павінна адсарбавацца, побач з зонай дэсорбцыі ўсталёўваецца зона астуджэння с, якая астуджаецца паветрам, і астуджанае цёплае паветра становіцца гарачым паветрам для дэсорбцыі праз цеплаперадачу 1.
Для сучаснай вытворчасці мікрасхем, вытворчасці ВК-панэляў, паўправадніковай прамысловасці, паліграфічнай прамысловасці, вытворчасці пакрыццяў і іншых галін прамысловасці фіксаваны метад вытворчасці патрабуе выкарыстання вялікай колькасці арганічных растваральнікаў, якія выкарыстоўваюцца ў якасці ачышчальнікаў, фотарэзістаў, вадкасцей для выдалення пакрыццяў, разбаўляльнікаў і г.д. У гэтым працэсе ўтвараецца вялікая колькасць арганічных адпрацаваных газаў. Гэтыя арганічныя адпрацаваныя газы маюць вялікі аб'ём паветра і нізкую канцэнтрацыю адпрацаваных газаў. Таму для эфектыўнай ачысткі такіх адпрацаваных газаў, якія змяшчаюць лятучыя арганічныя злучэнні, найбольш эфектыўным метадам ачысткі ў цяперашні час з'яўляецца адсорбцыя і канцэнтрацыя цэалітам.
Дыяпазон прымянення цэаліту ратацыйнай канцэнтрацыі + каталітычнага спальвання:
Ратарныя канцэнтрацыйныя і каталітычныя сістэмы спальвання цэаліту маюць шырокі спектр прымянення, ахопліваючы шырокі спектр галін прамысловасці і ўмоў ачысткі адпрацаваных газаў. Гэтая інавацыйная тэхналогія ў асноўным выкарыстоўваецца ва ўмовах ачысткі адпрацаваных газаў з нізкай канцэнтрацыяй і вялікім аб'ёмам паветра і падыходзіць для розных прамысловых ужыванняў.
Адной з галоўных пераваг цэалітавага ротарнага канцэнтратара з'яўляецца яго здольнасць ачышчаць адпрацаваныя газы, якія не ўтрымліваюць галагенаў, такіх як S, N, Cl, F і г.д. Калі гэтыя кампаненты прысутнічаюць, іх можна апрацаваць на стадыі папярэдняй апрацоўкі перад спальваннем, каб гарантаваць, што пасля працэсу спальвання не ўтвараюцца новыя кампаненты адпрацаваных газаў.
Акрамя таго, тэмпература кіпення адпрацаваных газаў не можа быць занадта высокай, каб іх можна было эфектыўна ачысціць з дапамогай гэтай сістэмы. Калі тэмпература кіпення перавышае 300°C і яны падвяргаюцца ўздзеянню гарачага паветра, арганічныя адпрацаваныя газы, адсарбаваныя на малекулярным сіце цэаліту, не будуць дэсарбавацца на працягу доўгага часу, што паўплывае на эфектыўнасць працэсу ачысткі.
Гэтая перадавая тэхналогія падыходзіць для розных галін прамысловасці, у тым ліку для хімічных заводаў, фарбавальных цэхаў, фармацэўтычных кампаній, фабрык электронікі, вытворцаў мэблі, кампаній па вытворчасці ўпакоўкі і друку, а таксама фарбавальных цэхаў. Яна эфектыўна ачышчае арганічныя растваральнікі і выкіды арганічных адпрацаваных газаў з гэтых розных галін прамысловасці, што робіць яе універсальным і каштоўным рашэннем для кампаній, якія жадаюць палепшыць свае працэсы ачысткі адпрацаваных газаў.
Варта адзначыць, што адпрацаваныя газы могуць адсарбавацца, а затым дэсарбавацца цэалітамі, што робіць іх прыдатнымі кандыдатамі для ачысткі. Аднак, калі адпрацаваны газ утрымлівае S, N, Cl, F і іншыя кампаненты, пасля згарання будуць утварацца другасныя забруджвальнікі, і ён не падыходзіць для каталітычнай апрацоўкі спальваннем.
Карацей кажучы, цэалітавае ратацыйнае канцэнтраванне і каталітычнае спальванне маюць шырокі спектр прымянення і забяспечваюць надзейныя і эфектыўныя рашэнні для ачысткі адпрацаваных газаў ад лятучых арганічных злучэнняў (ЛАЗ) у розных галінах прамысловасці. Здольнасць цэаліту спраўляцца з вялікімі аб'ёмамі паветра і нізкімі канцэнтрацыямі робіць яго каштоўным актывам пры паляпшэнні працэсаў ачысткі выхлапных газаў.