KOL hondakin-gasen tratamendu sistemaren irtenbidearen xehetasunak
Ekonomiaren garapen azkarrarekin, konposatu organiko lurrunkorren (KOL) kopuru handia sortu da. Azken urteotan, konposatu organiko lurrunkorrak (KOL) airearen kutsatzaileen iturri nagusietako bat bihurtu dira, eta horrek mehatxu handia eragin du gizakien osasunerako eta ekosistemaren orekarako. KOLen gobernantzaren amaierak gizartearen arreta handia erakarri du.
Aire-tratamendurako terminal bakarreko teknologian oinarrituta, hondakin-aire bolumen handietarako eta KOL kontzentrazio baxuetarako egokia den adsorzio-kontzentrazio-katalitiko errekuntza teknologia konbinatuaren printzipioa, prozesu-fluxua, ikerketa-egoera eta garapen-perspektiba zehatz-mehatz aztertzen dira.
COV gasak batez ere kalteak eragiten dizkio atmosferari:
(1) Batzuk toxikoak eta kartzinogenikoak dira eta gizakien osasuna arriskuan jartzen dute;
(2) KOLetan dauden hidrokarburoek eta nitrogeno oxidoek ozonoa sortzen dute argi ultramorearen eraginpean, eta horrek atmosferako smog fotokimikoaren gertaerak sor ditzake eta gizakien osasuna eta landareen hazkuntza arriskuan jar ditzake;
(3) Atmosferako bigarren mailako aerosolen eraketan parte hartzen dute. Bigarren mailako aerosol gehienak partikula finak dira, eta ez dira erraz finkatzen. Denbora luzeagoan egon daitezke atmosferan eta argiarekiko sakabanatze-indar handia dute, eta horrek nabarmen murriztu dezake ikusgarritasun atmosferikoa;
Gaur egun, hiri-ingurune atmosferiko askok eskualdeko laino-kutsadura, ozonoa eta euri azidoa eta beste hiru aire-kutsaduraren ezaugarri konplexu erakutsi dituzte, eta COVak indartzaile garrantzitsuenetako bat dira.
COV gasen tratamendurako teknologia arrunta:
KOLen gobernantza premiazkoa izan da, egungo KOL gasen tratamendu teknologia bi kategoriatan banatzen da batez ere:
(1) Jatorrian kontrolatzeak, zehazki, ekoizpen-katean KOLen isuriak saihesteko edo murrizteko neurriak aipatzen ditu, eta hori da hondakin-gas organikoen kutsadura kontrolatzeko metodorik onena. Hala ere, maila teknikoaren mugak direla eta, saihestezina da ihes-gas organikoen kontzentrazio desberdinak isurtzea eta isuritzea ingurumenera, eta hori lortzea zaila da.
(2) Ekoizpenaren amaieran KOL gasa kontrolatu eta ezabatzeko gobernantza-metodoa bi kategoriatan bana daiteke: birziklatze-teknologia eta suntsipen-teknologia.
Berreskuratze teknologia: KOL gasak berreskuratzeko metodo fisikoak erabiltzea da, metodo ez-suntsitzaileak erabiliz, batez ere ikatz aktibatuaren adsorzio metodoa, kondentsazio metodoa, mintz tratamendu metodoa eta abar. Metodo mota honek ez ditu KOLen isurketak eraginkortasunez kontrolatzen bakarrik, baita birziklatzeak baliabideak aurreztu eta onura ekonomikoak ekar ditzake ere, beraz, gero eta arreta handiagoa jasotzen ari da.
Suntsipen-teknologia: hau da, erreakzio kimiko edo biologikoen bidez, KOL hondakin-gasak oxidatuz eta deskonposatuz substantzia ez-toxiko edo toxikotasun txikiko bihurtzea, metodo suntsitzaileen bidez; teknologia nagusiak errekuntza, degradazio fotokatalitikoa, plasma-teknologia, biodegradazioa eta abar dira.
KOL hondakin-gasen tratamendu teknologia tratamendu prozesu bakarra da, KOL hondakin-gasen isurien egoera eta eskakizun espezifikoen arabera, prozesu egokia hautatu behar da; KOLen aniztasun handia, osagai konplexuak eta propietate desberdinak direla eta, kasu askotan, arazketa teknologia bat erabiltzea zaila da gobernantza eskakizunak betetzea, eta oso ekonomikoa ez da. Unitate-tratamendu teknologia desberdinen abantailak erabiliz, tratamendu prozesu konbinatuak ez ditu isuri eskakizunak bete bakarrik, baita ekipamenduaren funtzionamendu kostua murriztu ere.
Zeolita Errotore Kontzentrazio + Errekuntza Katalitiko Sistemen teknologia nagusia:
KOL gasa tratatzeko erabilitako lehenengo teknologia adsorzio-metodoa da, eta horien artean ohikoena eta tipikoena ikatz aktibatuaren adsorzioa da. Halogenoen kea eta bentzenoa adsortzeko eta tratatzeko ikatz aktibatuaren adsorzio-metodoa oso ohikoa izan da industrian. Adsorzio-metodoaren printzipio nagusia azalera espezifiko handiko material porotsuak erabiltzea da adsorbente gisa. KOL gasa adsorbentetik igarotzen denean, adsorbentearen azalera espezifiko handia dela eta, KOL molekulak mikroporoaren barne-gainazalean harrapatzen dira adsorbenteak, gasa arazteko efektua lortzeko. KOL adsorzio-tratamendurako teknologia berri eta eraginkor gisa, zeolita gurpileko errotore-kontzentratzailea + errekuntza katalitikoaren teknologia asko erabili da atzerriko herrialdeetan.
(1) Xurgatzaile mota
Adsorzio-materiala gurpil-teknologiaren muina da, normalean erabiltzen den ikatz aktibatua eta zeolita bahe molekularra biak. Ikatz aktibatuak mikroporo aberatsak, azalera espezifiko handia, adsorzio-ahalmen handia eta abiadura handia ditu, eta oso erabilia da gurpil-teknologian. Ikatz aktibatua hondakin-gasak tratatzeko adsorbente gisa erabiltzen da, eta adsorzio-ahalmena handia eta kostu txikia du, baina poroak erraz ixten dira, eta ikatz aktibatuak berak sukoitasun jakin bat du, erraz hartzen du su desortzioan, eta segurtasun-arrisku jakin bat sortuko du. Segurtasun-ekoizpenaren baldintzak betetzen ez baditu, eta aplikazio praktikoan eragina izango du.
Zeolita bahe molekularra aluminio silikato metalezko gatz kristalinoaren eskeleto-egitura espezifikoa duen hidrato material mota bat da. Formula kimiko orokorra honako hau da:
[(A102)x - (SiO2)y] - zH20o
M-k katioia adierazten du, m-k balentzia egoeren kopurua, z-k hidratazio kopurua, x eta hamar mila zenbaki osoak direnean, egitura aktibatu ondoren, A. Buruko ura desagertuko da, eta gainerako osagaiak mugituko dira 3~10 Å-ko irekidura duen kaiola-egitura bat osatzeko.
Zeolita molekula-bahearen adsorzio-ahalmen selektiboa batez ere egitura erregularrari zor zaio. Zeolita molekula-bahearen irekiduraren antolamenduaren arauak eta banaketa uniformea dira, eta adsorzio-moduaren hautaketa batez ere zeolitaren irekidura-tamaina desberdina delako gertatzen da; egoera normaletan, bahe molekularraren irekidura baino txikiagoak diren molekula-diametro dinamiko molekularrak bakarrik adsortuko ditu bahe molekularrak.
Bahe molekular mota desberdinen eskeleto-egituran eta poro-tamainan ere alde handiak daude, eta bahe molekularren eskeleto-egiturak aldakortasuna du gradu-tarte batean, beraz, poro-tamaina baino zertxobait handiagoa den diametro molekular-dinamikoa duten molekula batzuk ere adsorbatu ditzake, baina adsorzio-tasa eta adsorzio-ahalmena nabarmen murriztuko dira.
Egituran katioiak daudenez eta eskeleto-egitura negatiboki kargatuta dagoenez, bahe molekularra bera da polaritatea duena. Zeolita bahe molekularraren katioiak eremu elektriko positibo sendo bat sortuko du, molekula polarraren edo molekula polarizagarrien erdigune negatiboa erakartzeko, zeolita bahe molekularraren indukzio elektrostatikoaren bidez, polarizazioaren ondoren.
Beraz, zeolita bahe molekularrek polaritate handia edo polarizazio erraza duten molekulak adsorbatu ditzakete, baina diametro zinetikoa poroen tamaina baino zertxobait handiagoa da. Bahe molekularrak poro-egitura berezia duenez, errendimendu berezia du, eta tenperatura altu eta presio baxuko baldintzetan ere adsorzio-ahalmena erabil dezake. Gaur egun, adsorziorako erabili ohi diren bahe molekular motak 13X, NaY, merzerita eta ZSM-5 dira.
Zeolita gurpilaren printzipioaren aurkezpena
Ikerketak honako hau ondorioztatu zuen: prozesatutako zeramikazko zuntz-paper korrugatua eta laua lotura inorganikoak erabiliz ezti-orratz-gurpil bat egiteko, eta gero gurpilaren kanalean ura xurgatzen duen zeolita erabiltzen bada, gurpila xurgatzaile bihurtuko da, esperimentuek KOLen arazketa-tratamendurako adsorzio-gurpila oso eraginkorra dela frogatu ondoren.
Zeolita-korrikalariaren kontzentrazio-eremua hiru zatitan bana daiteke: tratamendu-eremua, birsorkuntza-eremua eta hozte-eremua. Kontzentrazio-korrikalariak etengabe funtzionatzen du eremu bakoitzean. KOL hondakin-gas organikoak aurre-iragazkiaren bidez iragazten dira, eta gero kontzentrazio-korrikalariaren gailuaren tratamendu-eremuaren bidez.
Tratamendu-eremuko KOLak adsorbatzailearen adsorzioaren bidez kentzen dira, eta araztutako airea kontzentrazio-korrikalariaren tratamendu-eremutik isurtzen da. Kontzentrazio-korrikalarian adsorbatutako KOL hondakin-gas organikoak desorbatu eta 5~15 aldiz kontzentratzen dira birsorkuntza-eremuan aire beroaren tratamenduaren bidez.
Korrikalari kontzentratua hozte-eremuan hozten da, eta hozte-eremutik igarotzen den airea berotu eta birziklatutako aire gisa erabiltzen da arazketa eta energia aurrezteko efektua lortzeko.
Oxidazio katalitikoaren prozesua:
Errekuntza katalitikoaren prozesua errekuntza katalitikoaren unitate batean egiten da. Hondakin-gas organikoa 200-400 °C-ra berotzen da bero-trukagailuaren bidez, eta ondoren errekuntza-ganberara sartzen da. Katalizatzaile-ohetik igarotzean, hidrokarburoen molekulak eta gas-nahastearen oxigeno molekulak katalizatzailearen gainazalean adsorbatzen dira eta, hurrenez hurren, aktibatzen dira. Gainazaleko adsorbazioak erreakzioaren aktibazio-energia murrizten duenez, hidrokarburoak azkar oxidatzen dira oxigeno molekulekin tenperatura baxuagoetan karbono dioxidoa eta ura sortzeko.
Zeolita errotorearen adsorzio-kontzentrazioa - errekuntza katalitikoaren prozesua:
Zeolita gurpilen kontzentrazioko errekuntza katalitikoaren teknologiaren oinarrizko ideia da kontzentrazio txikiko eta aire-bolumen handiko industria-hondakin-gasetan dauden KOLak adsorzio-bereizketa metodoaren bidez bereizi eta kontzentratzen direla, eta kontzentrazio handiko eta aire-bolumen txikiko aire kutsatua kontzentrazioaren ondoren deskonposatu eta araztu egiten dela errekuntza-metodoaren bidez, adsorzio-bereizketa kontzentrazioa + errekuntza-deskonposizio eta arazketa metodoa bezala ezagutzen dena.
Ezti-orratz egitura duen adsorzio-korrikalaria adsorzio, birsorkuntza eta hozte guneetan banatutako oskolaren barruan instalatzen da, eta abiadura erregulatzen duen motorraren eraginpean poliki biratzen da orduko 3 ~ 8 bira-abiaduran.
Adsorzio, birsorkuntza eta hozte hiru eremuak, hurrenez hurren, tratamendu-airearen, hozte-airearen eta birsorkuntza-airearen aire-pasabideekin lotuta daude. Gainera, haize-kanalizazioaren eta adsorzio-korrikalariaren zirkunferentziaren eta eremu bakoitzaren, banaketa-plakaren eta adsorzio-korrikalariaren arteko maskorrarekiko aire-ihesa saihesteko, adsorzio-korrikalariaren zirkunferentzia eta maskorraren zigilatze-materiala tenperatura altuko eta disolbatzailearekiko erresistentea da.
1. haizagailuak ihes-gasak dituzten KOLak (COV) hodiaren a eremutik bultzatzen ditu, hau da, adsorzio-eremutik. Helburu desberdinen arabera, adsorzio-material desberdinak jar daitezke hodian. Xurgatutako KOLen a eskualdea b eskualdera iristen da desorziorako hodiaren biraketarekin. 1. bero-transferentziaren bidezko tenperatura altuko aire-fluxuak hodian adsortutako KOLak desortaraziko ditu, eta pizte-tenperaturara iritsiko da 2. bero-transferentziaren bidez, eta ondoren errekuntza-ganbera katalitikoan sartuko da oxidazio-erreakzio katalitikoa egiteko. Hodia desorzioaren ondoren adsortu behar denez, c hozte-eremu bat jartzen da airez hozteko desorzio-eremuaren ondoan, eta hoztutako aire beroa aire bero bihurtzen da 1. bero-transferentziaren bidezko desorziorako.
Gaur egungo txiparen fabrikaziorako, LCD panelen industriarako, erdieroaleen industriarako, inprimaketa industriarako, estaldura industriarako eta beste industria ekoizpen arlo batzuetarako. Bere ekoizpen metodo finkoak disolbatzaile organiko kopuru handia erabili behar du, garbiketa agente, fotoerresistente, likido dekapaktibo, diluente, etab. gisa erabiliz. Prozesu honetan hondakin-gas organiko kopuru handia sortuko da. Hondakin-gas organiko hauek aire bolumen handikoak eta hondakin-gas kontzentrazio txikikoak dira, beraz, KOL osagaiak dituzten hondakin-gas mota hau modu eraginkorrean tratatzeko, zeolita errotorearen adsorzio eta kontzentrazio metodoa da gaur egun tratamendu metodorik eraginkorrena.
Zeolita Kontzentrazio Birakariko + Errekuntza Katalitikoko Sistemen Aplikazio Eremua:
Zeolita biraketa-kontzentrazio eta errekuntza katalitiko sistemek aplikazio sorta zabala dute, industria eta ihes-gasen tratamendu-baldintza ugari hartzen dituzte barne. Teknologia berritzaile hau batez ere kontzentrazio baxuko eta aire-bolumen handiko hondakin-gasen tratamendu-baldintzetan erabiltzen da, eta hainbat industria-aplikaziotarako egokia da.
Zeolita errotore-kontzentratzailearen abantaila nagusietako bat S, N, Cl, F eta abar bezalako halogenorik ez duten hondakin-gasak tratatzeko duen gaitasuna da. Osagai horiek badaude, errekuntza baino lehen aurretratamendu-fasean trata daitezke, errekuntza-prozesuaren ondoren ihes-gasen osagai berririk sortuko ez dela ziurtatzeko.
Gainera, ihes-gasen irakite-puntua ezin da altuegia izan sistema honekin modu eraginkorrean tratatzeko. Irakite-puntua 300 °C-tik gorakoa bada eta aire beroaren eraginpean badago, zeolita molekula-bahean adsorbatutako hondakin-gas organikoa ez da denbora luzez desorbatuko, eta horrek tratamendu-prozesuaren eraginkortasunean eragina izango du.
Teknologia aurreratu hau hainbat industriatarako egokia da, besteak beste, produktu kimikoen lantegietarako, pintura instalazioetarako, farmazia enpresetarako, elektronika fabrikazioetarako, altzari fabrikatzaileetarako, ontziratze eta inprimaketa enpresetarako eta pintura instalazioetarako. Industria anitz horietako disolbatzaile organikoak eta hondakin-gas organikoen isuriak modu eraginkorrean tratatzen ditu, eta horrek irtenbide polifazetiko eta baliotsua bihurtzen du hondakin-gasen tratamendu prozesuak hobetu nahi dituzten enpresentzat.
Azpimarratzekoa da hondakin-gasak zeolitek adsorbatu eta gero desorbatu ditzaketela, eta horrek tratamendurako hautagai egokiak bihurtzen ditu. Hala ere, ihes-gasak S, N, Cl, F eta beste osagai batzuk baditu, bigarren mailako kutsatzaileak sortuko dira errekuntzaren ondoren, eta ez da egokia errekuntza katalitikoaren tratamendurako.
Laburbilduz, zeolita birakariaren kontzentrazio eta errekuntza katalitiko sistemek aplikazio sorta zabala dute eta irtenbide fidagarriak eta eraginkorrak eskaintzen dituzte hainbat industriatan KOL hondakin-gasen tratamendurako. Aire-bolumen handiak eta kontzentrazio baxuak maneiatzeko duen gaitasunak aktibo baliotsua bihurtzen du ihes-gasen tratamendu-prozesuak hobetu nahi direnean.