Detalji rješenja sistema za tretman otpadnih gasova VOC
S brzim razvojem ekonomije, velikim brojem isparljivih organskih jedinjenja (VOC), posljednjih godina, isparljiva organska jedinjenja (VOC) postala su jedan od glavnih izvora zagađivača vazduha, što je izazvalo veliku prijetnju ljudskom zdravlju i ravnoteži ekosistema, a kraj upravljanja VOC-ima privukao je široku pažnju društva.
Na osnovu postojeće tehnologije obrade zraka s jednim terminalom, detaljno se razmatraju princip, tok procesa, status istraživanja i razvojne perspektive kombinirane tehnologije adsorpcije, koncentracije i katalitičkog sagorijevanja, pogodne za velike količine otpadnog zraka i nisku koncentraciju isparljivih organskih spojeva (VOC).
HOS plinovi uglavnom štete atmosferi:
(1) Neki su toksični i kancerogeni te ugrožavaju ljudsko zdravlje;
(2) Ugljikovodici i dušikovi oksidi u isparljivim organskim jedinjenjima (VOC) reagiraju stvarajući ozon pod djelovanjem ultraljubičastog svjetla, što može dovesti do atmosferskog fotokemijskog smoga i ugroziti ljudsko zdravlje i rast biljaka;
(3) Učestvuju u formiranju sekundarnih aerosola u atmosferi. Većina sekundarnih aerosola su fine čestice koje se ne talože lako. Mogu ostati u atmosferi duže vrijeme i imaju jaku silu raspršenja svjetlosti, što može značajno smanjiti vidljivost u atmosferi;
Trenutno, mnoga urbana atmosferska okruženja pokazuju regionalno zagađenje izmaglicom, ozon i kisele kiše, te tri druge složene karakteristike zagađenja zraka, a isparljiva organska jedinjenja (VOC) su jedan od najvažnijih pojačivača.
Uobičajena tehnologija tretmana VOC plinova:
Upravljanje VOC-ima je bilo hitno, a trenutna tehnologija tretmana VOC gasova uglavnom je podijeljena u dvije kategorije:
(1) Kontrola na izvoru, posebno se odnosi na mjere za sprječavanje ili smanjenje emisija isparljivih organskih jedinjenja (VOC) u proizvodnom procesu, što je najbolja metoda za kontrolu zagađenja organskim otpadnim gasovima. Međutim, zbog ograničenja tehničkog nivoa, neizbježno će doći do ispuštanja i curenja različitih koncentracija organskih izduvnih gasova u okolinu, što je teško postići.
(2) Metoda upravljanja kontrolom i eliminacijom isparljivih organskih spojeva (VOC) na kraju proizvodnje može se podijeliti u dvije kategorije: tehnologija recikliranja i tehnologija uništavanja.
Tehnologija oporavka: je upotreba fizičkih metoda za oporabu isparljivih organskih jedinjenja (VOC) nedestruktivnim metodama, uglavnom metodom adsorpcije aktivnim ugljem, metodom kondenzacije, metodom membranske obrade i tako dalje. Ova vrsta metode ne samo da može efikasno kontrolisati emisiju VOC-a, već i recikliranje može uštedjeti resurse i donijeti ekonomske koristi, pa joj se posvećuje sve veća pažnja.
Tehnologija uništavanja: to jest, putem hemijskih ili bioloških reakcija, isparljiva organska jedinjenja (VOC) se razgrađuju oksidacijom otpadnih gasova u netoksične ili niskotoksične supstance destruktivnim metodama, a glavne tehnologije su sagorijevanje, fotokatalitička razgradnja, plazma tehnologija, biorazgradnja i tako dalje.
Tehnologija tretmana otpadnih gasova VOC-a je jedinstveni proces tretmana. U skladu sa specifičnom situacijom i zahtjevima emisija otpadnih gasova VOC-a, treba odabrati odgovarajući proces. Zbog široke raznolikosti VOC-a, složenih komponenti i različitih svojstava, u mnogim slučajevima, korištenje tehnologije prečišćavanja često je teško ispuniti zahtjeve upravljanja i vrlo je neekonomično. Korištenjem prednosti različitih tehnologija tretmana jedinica, kombinovani proces tretmana ne samo da može ispuniti zahtjeve emisija, već i smanjiti operativne troškove opreme.
Princip tehnologije sistema koncentracije rotora zeolita + katalitičkog sagorijevanja:
Prva tehnologija koja se koristi za rješavanje problema s isparljivim organskim spojevima (VOC) je metoda adsorpcije, među kojima je najčešće korištena i tipičnija adsorpcija aktivnim ugljem. Metoda adsorpcije aktivnim ugljem za adsorpciju i tretman halogenog dima i benzena je vrlo uobičajena u industriji. Glavni princip metode adsorpcije je korištenje poroznih materijala s velikom specifičnom površinom kao adsorbenta. Kada VOC plin prolazi kroz adsorbent, zbog velike specifične površine adsorbenta, VOC molekule se zarobljavaju na unutrašnjoj površini mikropora adsorbentom, čime se postiže učinak pročišćavanja plina. Kao nova kombinacija i efikasna tehnologija tretmana adsorpcijom VOC-a, zeolitni koncentrator rotora + tehnologija katalitičkog sagorijevanja se široko koristi u stranim zemljama.
(1) Vrsta adsorbenta
Adsorpcijski materijal je srž tehnologije kotača, a najčešće se koriste aktivni ugalj i zeolitno molekularno sito. Aktivni ugalj ima bogate mikropore, veliku specifičnu površinu, snažan adsorpcijski kapacitet i veliku brzinu te se široko koristi u tehnologiji kotača. Aktivni ugalj kao adsorbent za tretman otpadnih plinova ima veliki adsorpcijski kapacitet i nisku cijenu, ali se pore lako zatvaraju, a sam aktivni ugalj ima određenu zapaljivost. Lako se zapali prilikom desorpcije, što predstavlja određenu sigurnosnu opasnost i ne ispunjava zahtjeve sigurnosti proizvodnje, što će utjecati na praktičnu primjenu.
Zeolitno molekularno sito je vrsta hidratnog materijala sa specifičnom skeletnom strukturom kristalne metalne soli aluminijum silikata. Opšta hemijska formula je sljedeća:
[(A102)x - (SiO2)y] - zH20o
Gdje M predstavlja kation, m predstavlja broj valentnih stanja, z predstavlja broj hidratacije, x i deset hiljada su cijeli brojevi, nakon što je struktura aktivirana, A. Voda u glavi će nestati, a preostale komponente će se pomjeriti i formirati strukturu kaveza s otvorom od 3~10 Å.
Selektivni adsorpcijski kapacitet zeolitnog molekularnog sita uglavnom je posljedica pravilne strukture. Pravila rasporeda otvora zeolitnog molekularnog sita, ujednačena raspodjela, izbor adsorpcije uglavnom je posljedica različitih veličina otvora zeolita. Pod normalnim okolnostima, molekularno sito će adsorbovati samo molekule molekularnog dinamičkog prečnika manjeg od otvora molekularnog sita.
Također postoje velike razlike u strukturi skeleta i veličini pora različitih vrsta molekularnih sita, a struktura skeleta molekularnih sita ima varijabilnost unutar raspona stepeni, tako da se neki molekuli s molekularno-dinamičkim promjerom nešto većim od veličine pora također mogu adsorbirati, ali će brzina adsorpcije i kapacitet adsorpcije biti značajno smanjeni.
Budući da u strukturi postoje kationi, a skeletna struktura je negativno nabijena, molekularno sito samo po sebi ima polaritet. Kationi zeolitnog molekularnog sita generirat će jako pozitivno električno polje kako bi privukli negativni centar polarnih molekula ili polarizabilne molekule elektrostatičkom indukcijom zeolitnog molekularnog sita nakon polarizacije.
Stoga, zeolitna molekularna sita mogu adsorbovati molekule sa jakom polarnošću ili lakom polarizacijom, ali kinetičkim prečnikom nešto većim od veličine njihovih pora. Budući da molekularna sita imaju posebnu strukturu pora, tako da imaju posebne performanse, pod uslovima visoke temperature i niskog pritiska takođe mogu pokazati svoj adsorpcioni kapacitet. Trenutno, vrste molekularnih sita koje se često koriste za adsorpciju su 13X, NaY, mercerit i ZSM-5.
Uvođenje principa zeolitnog kotača
Studija je zaključila da: ako se valoviti i ravni keramički vlaknasti papir obradi neorganskim vezivanjem kako bi se napravio saćasti točak, a zatim se zeolit s apsorpcijom vode nanese na kanal točka, točak će postati upijajući točak, nakon što su eksperimenti dokazali da je adsorpcijski točak za tretman prečišćavanja isparljivih organskih jedinjenja (VOC) vrlo efikasan.
Zona koncentracije zeolitnog kanala može se podijeliti na tri dijela: zonu tretmana, zonu regeneracije i zonu hlađenja. Koncentracioni kanal radi kontinuirano u svakoj zoni. VOC organski otpadni gas se filtrira kroz predfilter, a zatim kroz područje tretmana uređaja za koncentracioni kanal.
VOC-ovi (hlapljivi organski spojevi) u području tretmana uklanjaju se adsorpcijom adsorbenta, a pročišćeni zrak se ispušta iz područja tretmana koncentracionog kanala. VOC-ovi organskog otpadnog plina adsorbirani u koncentracionom kanalu desorbiraju se i koncentriraju 5~15 puta tretmanom vrućim zrakom u području regeneracije.
Koncentrirani mlaz se hladi u zoni hlađenja, a zrak kroz zonu hlađenja se zagrijava i koristi kao reciklirani zrak kako bi se postigao učinak pročišćavanja i uštede energije.
Proces katalitičke oksidacije:
Proces katalitičkog sagorijevanja provodi se u jedinici za katalitičko sagorijevanje. Organski otpadni plin se prethodno zagrijava na 200-400 °C kroz izmjenjivač topline, a zatim ulazi u komoru za sagorijevanje. Pri prolasku kroz sloj katalizatora, molekule ugljikovodika i molekule kisika u smjesi plinova se adsorbiraju na površini katalizatora i aktiviraju. Budući da površinska adsorpcija smanjuje energiju aktivacije reakcije, ugljikovodici se brzo oksidiraju molekulama kisika na nižim temperaturama, stvarajući ugljikov dioksid i vodu.
Koncentracija adsorpcije zeolita rotorom - proces katalitičkog sagorijevanja:
Osnovna ideja tehnologije katalitičkog sagorijevanja koncentracijom zeolita u točakovima je da se isparljiva organska jedinjenja (VOC) u industrijskom otpadnom gasu sa niskom koncentracijom i velikom zapreminom vazduha odvajaju i koncentrišu metodom adsorpcione separacije, a zagađeni vazduh sa visokom koncentracijom i malom zapreminom vazduha nakon koncentracije se razlaže i prečišćava metodom sagorijevanja, što je obično poznato kao metoda adsorpcione separacije i koncentracije + sagorijevanja, razlaganja i prečišćavanja.
Adsorpcijski klizač sa saćastom strukturom ugrađen je u ljusku podijeljenu na zone adsorpcije, regeneracije i hlađenja, te se polako okreće brzinom od 3 ~ 8 okretaja na sat pomoću motora za regulaciju brzine.
Tri zone adsorpcije, regeneracije i hlađenja su redom povezane s prolazima za zrak za tretman, zrak za hlađenje i zrak za regeneraciju. Štaviše, kako bi se spriječilo curenje zraka između kanala za vjetar i obima adsorpcijskog kanala i omotača između svake zone, pregradne ploče i adsorpcijskog kanala, obim adsorpcijskog kanala i omotač su opremljeni fluoro-gumom za zaptivanje otpornom na visoke temperature i rastvarače.
Ventilator br. 1 pokreće VOC-ove koji sadrže ispušne plinove kroz područje a radnog kola, koje je područje adsorpcije. Različiti adsorpcijski materijali mogu se puniti u radno kolo prema različitim ciljevima. Područje a adsorbiranih VOC-ova dolazi u područje b za desorpciju rotacijom radnog kola. Protok zraka visoke temperature kroz prijenos topline 1 će desorbirati VOC-ove adsorbirane na radnom kolu i dostići temperaturu paljenja putem prijenosa topline 2, a zatim ući u katalitičku komoru za sagorijevanje radi katalitičke oksidacijske reakcije. Budući da se radno kolo mora adsorbirati nakon desorpcije, područje hlađenja c se postavlja pored područja desorpcije kako bi se hladilo zrakom, a ohlađeni topli zrak postaje vruć zrak za desorpciju putem prijenosa topline 1.
Za trenutnu proizvodnju čipova, industriju LCD panela, industriju poluprovodnika, štamparsku industriju, industriju premaza i druga industrijska područja proizvodnje, fiksne metode proizvodnje moraju koristiti veliki broj organskih rastvarača, koji se koriste kao sredstva za čišćenje, fotorezisti, tekućine za skidanje, razrjeđivači itd. U ovom procesu proizvodi se velika količina organskog otpadnog gasa. Ovi organski otpadni gasovi imaju veliku zapreminu zraka i nisku koncentraciju. Kako bi se efikasno tretirala ova vrsta otpadnog gasa koji sadrži VOC komponente, metoda adsorpcije i koncentracije zeolita rotorom je trenutno najefikasnija metoda tretmana.
Raspon primjene zeolitnih rotacijskih koncentracijskih i katalitičkih sistema sagorijevanja:
Rotacijski sistemi za koncentraciju i katalitičko sagorijevanje zeolita imaju širok spektar primjene, pokrivajući širok spektar industrija i uslova tretmana izduvnih gasova. Ova inovativna tehnologija se uglavnom koristi u uslovima tretmana otpadnih gasova sa niskom koncentracijom i velikom zapreminom vazduha, te je pogodna za razne industrijske primjene.
Jedna od glavnih prednosti zeolitnog rotorskog koncentratora je njegova sposobnost tretiranja otpadnih gasova koji ne sadrže halogene kao što su S, N, Cl, F itd. Ako su ove komponente prisutne, mogu se tretirati u fazi predobrade prije sagorijevanja kako bi se osiguralo da se nakon procesa sagorijevanja ne stvaraju nove komponente izduvnih gasova.
Osim toga, tačka ključanja izduvnih gasova ne smije biti previsoka da bi se efikasno tretirali ovim sistemom. Ako tačka ključanja pređe 300°C i izložena je vrućem vazduhu, organski otpadni gas adsorbovan na molekularnom situ zeolita neće se desorbovati dugo vremena, što utiče na efikasnost procesa tretmana.
Ova napredna tehnologija je pogodna za različite industrije, uključujući hemijske pogone, farbare, farmaceutske kompanije, fabrike elektronike, proizvođače namještaja, kompanije za pakovanje i štampanje, te farbare. Učinkovito tretira organske rastvarače i emisije organskih otpadnih gasova iz ovih različitih industrija, što je čini svestranim i vrijednim rješenjem za kompanije koje žele poboljšati svoje procese tretmana otpadnih gasova.
Posebno je važno napomenuti da se otpadni plinovi mogu adsorbirati, a zatim desorbirati zeolitima, što ih čini pogodnim kandidatima za tretman. Međutim, ako ispušni plin sadrži S, N, Cl, F i druge komponente, nakon sagorijevanja će se proizvoditi sekundarni zagađivači, te nije pogodan za katalitički tretman sagorijevanjem.
Ukratko, rotacijski sistemi koncentracije i katalitičkog sagorijevanja zeolita imaju širok spektar primjene i pružaju pouzdana i efikasna rješenja za tretman otpadnih gasova isparljivih organskih jedinjenja (VOC) u raznim industrijama. Njegova sposobnost rukovanja velikim količinama vazduha i niskim koncentracijama čini ga vrijednim resursom kada se žele poboljšati procesi tretmana izduvnih gasova.