Detalles da solución do sistema de tratamento de gases residuais de COV
Co rápido desenvolvemento da economía, un gran número de compostos orgánicos volátiles (COV) convertéronse nos últimos anos nunha das principais fontes de contaminantes atmosféricos, o que supón unha gran ameaza para a saúde humana e o equilibrio do ecosistema. O fin da gobernanza dos COV atraeu unha ampla atención da sociedade.
Baseándose na tecnoloxía de tratamento de aire de terminal único existente, discútense en detalle o principio, o fluxo do proceso, o estado da investigación e as perspectivas de desenvolvemento da tecnoloxía combinada de combustión catalítica por concentración de adsorción axeitada para grandes volumes de aire residual e baixa concentración de COV.
Os COV (compostos orgánicos volátiles) causan danos á atmosfera principalmente:
(1) Algúns son tóxicos e canceríxenos e poñen en perigo a saúde humana;
(2) Os hidrocarburos e os óxidos de nitróxeno dos compostos orgánicos volátiles (COV) reaccionan para xerar ozono baixo a acción da luz ultravioleta, o que pode provocar eventos de smog fotoquímico atmosférico e poñer en perigo a saúde humana e o crecemento das plantas;
(3) Participan na formación de aerosois secundarios na atmosfera. A maioría dos aerosois secundarios son partículas finas, que non son fáciles de sedimentar. Poden permanecer na atmosfera durante máis tempo e teñen unha forte forza de dispersión da luz, o que pode reducir significativamente a visibilidade atmosférica;
Na actualidade, moitos ambientes atmosféricos urbanos mostraron contaminación rexional por néboa, ozono e chuvia ácida e outras tres características complexas de contaminación atmosférica, e os COV son un dos axentes potenciadores máis importantes.
Tecnoloxía común de tratamento de gases COV:
A gobernanza dos COV foi urxente, a tecnoloxía actual de tratamento de gases COV divídese principalmente en dúas categorías:
(1) O control na fonte refírese especificamente ás medidas para previr ou reducir as emisións de COV na fase de produción, que é o mellor método para controlar a contaminación por gases residuais orgánicos. Non obstante, debido ás limitacións do nivel técnico, inevitablemente descargarase e filtrarase ao medio ambiente diferentes concentracións de gases de escape orgánicos, o que é difícil de conseguir.
(2) O método de gobernanza para controlar e eliminar os COV ao final da produción pódese dividir en dúas categorías: tecnoloxía de reciclaxe e tecnoloxía de destrución.
Tecnoloxía de recuperación: é o uso de métodos físicos para recuperar gases COV mediante métodos non destrutivos, principalmente o método de adsorción de carbón activado, o método de condensación, o método de tratamento con membranas, etc. Este tipo de método non só pode controlar eficazmente a emisión de COV, senón que tamén a reciclaxe pode aforrar recursos e traer beneficios económicos, polo que está a recibir cada vez máis atención.
Tecnoloxía de destrución: é dicir, mediante procesos de reacción química ou biolóxica para descompoñer os COV en substancias non tóxicas ou de baixa toxicidade mediante métodos destrutivos, as principais tecnoloxías son a combustión, a degradación fotocatalítica, a tecnoloxía de plasma e a biodegradación, etc.
A tecnoloxía de tratamento de gases residuais de COV é un proceso de tratamento único. Dependendo da situación específica e dos requisitos das emisións de gases residuais de COV, débese seleccionar o proceso axeitado. Debido á ampla variedade de COV, compoñentes complexos e diferentes propiedades, en moitos casos, o uso dunha tecnoloxía de purificación adoita ser difícil de cumprir cos requisitos de gobernanza e moi pouco económico. Aproveitando as vantaxes das diferentes tecnoloxías de tratamento unitario, o proceso de tratamento combinado non só pode cumprir cos requisitos de emisións, senón tamén reducir o custo operativo do equipo.
Tecnoloxía principal dos sistemas de concentración de rotor de zeolita + combustión catalítica:
A primeira tecnoloxía empregada para tratar os COV gasosos é o método de adsorción, entre os cales o máis utilizado e típico é a adsorción de carbón activado. O método de adsorción de carbón activado para a adsorción e o tratamento do fume de halóxeno e a serie de tecnoloxías de benceno foi moi común na industria. O principio fundamental do método de adsorción é o uso de materiais porosos cunha gran superficie específica como adsorbente. Cando o gas COV flúe a través do adsorbente, debido á gran superficie específica do adsorbente, as moléculas de COV quedan atrapadas na superficie interna do microporo polo adsorbente, para conseguir o efecto de purificación do gas. Como unha nova combinación e tecnoloxía eficiente de tratamento de adsorción de COV, a tecnoloxía de concentrador de rotor de rodas de zeolita + combustión catalítica utilizouse amplamente en países estranxeiros.
(1) Tipo de adsorbente
O material de adsorción é o núcleo da tecnoloxía das rodas, sendo comunmente utilizados o carbón activado e o peneiro molecular de zeolita. O carbón activado ten microporos ricos, unha gran superficie específica, unha forte capacidade de adsorción e unha velocidade rápida, polo que é amplamente utilizado na tecnoloxía das rodas. O carbón activado como adsorbente para tratar os gases residuais ten unha gran capacidade de adsorción e baixo custo, pero os seus poros son fáciles de taponar, e o propio carbón activado ten unha certa inflamabilidade, polo que é fácil incendiarse durante a desorción, o que supón un certo risco para a seguridade. Se non cumpre os requisitos de seguridade na produción, verase afectado na aplicación práctica.
A peneira molecular de zeolita é un tipo de material hidratado cunha estrutura esquelética específica de sal metálico de silicato de aluminio cristalino. A fórmula química xeral é a seguinte:
[ (A102) x - (SiO2)y] - zH20o
Onde M representa o catión, m representa o número de estados de valencia, z representa o número de hidratación, x e dez mil son números enteiros; despois de que a estrutura se active, A. A auga da cabeza desaparecerá e os compoñentes restantes moveranse para formar unha estrutura de gaiola cunha abertura de 3~10 Å.
A capacidade de adsorción selectiva da peneira molecular de zeolita débese principalmente á súa estrutura regular. As regras de disposición da apertura da peneira molecular de zeolita e a distribución uniforme son importantes. A selección da adsorción débese principalmente a que os diferentes tamaños de apertura da zeolita son diferentes. En circunstancias normais, só as moléculas de diámetro dinámico molecular menores que a apertura da peneira molecular serán adsorbidas pola peneira molecular.
Tamén existen grandes diferenzas na estrutura do esqueleto e no tamaño dos poros dos diferentes tipos de peneiras moleculares, e a estrutura do esqueleto das peneiras moleculares ten variabilidade dentro do rango de graos, polo que algunhas moléculas cun diámetro dinámico molecular lixeiramente maior que o tamaño dos poros tamén poden ser adsorbidas por ela, pero a taxa de adsorción e a capacidade de adsorción reduciranse significativamente.
Debido a que hai catións na estrutura e a estrutura do esqueleto ten carga negativa, é a propia peneira molecular a que ten polaridade. O catión da peneira molecular de zeolita xerará un forte campo eléctrico positivo para atraer o centro negativo das moléculas polares ou moléculas polarizables mediante a indución electrostática da peneira molecular de zeolita despois da polarización.
Polo tanto, as peneiras moleculares de zeolita poden adsorber moléculas con forte polaridade ou polarización fácil pero cun diámetro cinético lixeiramente maior que o tamaño dos seus poros. Debido a que a peneira molecular ten unha estrutura de poros especial, polo que ten un rendemento especial, en condicións de alta temperatura e baixa presión tamén pode desempeñar a súa capacidade de adsorción. Na actualidade, os tipos de peneira molecular que se usan a miúdo para a adsorción son 13X, NaY, mercerita e ZSM-5.
Introdución ao principio da roda de zeolita
O estudo concluíu que: se o papel de fibra cerámica ondulado e plano se procesa mediante un método de unión inorgánica para facer unha roda de panal, e despois a zeolita con absorción de auga no canal da roda, a roda converterase nunha roda absorbente, despois de que os experimentos demostrasen que a roda de adsorción para o tratamento de purificación de COV é moi eficaz.
A zona de concentración do corredor de zeolita pódese dividir en tres partes: zona de tratamento, zona de rexeneración e zona de arrefriamento. O corredor de concentración funciona continuamente en cada zona. Os COV, gases residuais orgánicos, fíltranse a través do prefiltro e, a continuación, pasan pola área de tratamento do dispositivo do corredor de concentración.
Os COV da área de tratamento elimínanse mediante a adsorción do adsorbente e o aire purificado elimínase da área de tratamento do corredor de concentración. Os COV de gases residuais orgánicos adsorbidos no corredor de concentración desórbense e concéntranse de 5 a 15 veces mediante tratamento con aire quente na área de rexeneración.
O corredor concentrado arrefríase na zona de arrefriamento e o aire que pasa pola zona de arrefriamento quéntase e utilízase como aire reciclado para conseguir o efecto de purificación e aforro de enerxía.
Proceso de oxidación catalítica:
O proceso de combustión catalítica lévase a cabo nunha unidade de combustión catalítica. O gas residual orgánico quéntase previamente a 200-400 °C a través do intercambiador de calor e logo entra na cámara de combustión. Ao pasar polo leito catalizador, as moléculas de hidrocarburos e as moléculas de osíxeno da mestura de gases adsórbense na superficie do catalizador e actívanse respectivamente. Debido a que a adsorción superficial reduce a enerxía de activación da reacción, os hidrocarburos oxídanse rapidamente con moléculas de osíxeno a temperaturas máis baixas para producir dióxido de carbono e auga.
Concentración de adsorción do rotor de zeolita: proceso de combustión catalítica:
A idea básica da tecnoloxía de combustión catalítica por concentración de rodas de zeolita é que os COV dos gases residuais industriais con baixa concentración e gran volume de aire sepáranse e concéntranse mediante o método de separación por adsorción, e o aire contaminado con alta concentración e pequeno volume de aire despois da concentración descomponse e purifícase mediante o método de combustión, coñecido comunmente como método de concentración de separación por adsorción + descomposición por combustión e purificación.
O corredor de adsorción con estrutura de panal está instalado na carcasa dividida en zonas de adsorción, rexeneración e arrefriamento, e xira lentamente a unha velocidade de 3 a 8 revolucións por hora baixo o accionamento do motor regulador de velocidade.
As tres zonas de adsorción, rexeneración e arrefriamento están conectadas respectivamente coas pasaxes de aire do aire de tratamento, aire de arrefriamento e aire de rexeneración. Ademais, para evitar as fugas de aire entre a canalización do vento e a circunferencia do corredor de adsorción e a carcasa entre cada zona, a placa de separación e o corredor de adsorción, a circunferencia do corredor de adsorción e a carcasa están equipadas cun material de selado de goma fluorada resistente a altas temperaturas e solventes.
O ventilador número 1 impulsa os COV que conteñen gases de escape a través da área a do colador, que é a área de adsorción. Pódense encher o colador con diferentes materiais de adsorción segundo os diferentes obxectivos. A rexión a de COV adsorbidos chega á rexión b para a desorción coa rotación do colador. O fluxo de aire a alta temperatura a través da transferencia de calor 1 desorberá os COV adsorbidos no colador e alcanzará a temperatura de ignición a través da transferencia de calor 2, e logo entrará na cámara de combustión catalítica para a reacción de oxidación catalítica. Dado que o colador necesita ser adsorbido despois da desorción, establécese unha área de arrefriamento c xunto á área de desorción para ser arrefriado por aire, e o aire quente arrefriado convértese en aire quente para a desorción a través da transferencia de calor 1.
Para a fabricación actual de chips, a industria de paneis LCD, a industria de semicondutores, a industria da impresión, a industria de revestimentos e outros campos de produción industrial. O seu método de produción fixo debe empregar unha gran cantidade de solventes orgánicos, utilizados como axente de limpeza, fotorresistente, líquido decapante, diluínte, etc., neste proceso producirase unha gran cantidade de gases residuais orgánicos. Estes gases residuais orgánicos teñen un gran volume de aire e baixa concentración de gases residuais, polo que para tratar eficientemente este tipo de gases residuais que conteñen compoñentes COV, o método de adsorción e concentración de rotor de zeolita é o método de tratamento máis eficaz na actualidade.
Rango de aplicación dos sistemas de concentración rotatoria de zeolita + combustión catalítica:
Os sistemas de concentración rotatoria de zeolita e combustión catalítica teñen unha ampla gama de aplicacións, que abarcan unha gran variedade de industrias e condicións de tratamento de gases de escape. Esta tecnoloxía innovadora utilízase principalmente en condicións de tratamento de gases residuais con baixa concentración e gran volume de aire, e é axeitada para unha variedade de aplicacións industriais.
Unha das principais vantaxes do concentrador de rotor de zeolita é a súa capacidade para tratar gases residuais que non conteñen halóxenos como S, N, Cl, F, etc. Se estes compoñentes están presentes, pódense tratar na fase de pretratamento antes da combustión para garantir que non se produzan novos compoñentes de gases de escape despois do proceso de combustión.
Ademais, o punto de ebulición dos gases de escape non pode ser demasiado alto para ser tratados eficazmente con este sistema. Se o punto de ebulición supera os 300 °C e se expón ao aire quente, os gases residuais orgánicos adsorbidos no peneiro molecular de zeolita non se desorberán durante moito tempo, o que afectará á eficiencia do proceso de tratamento.
Esta tecnoloxía avanzada é axeitada para unha variedade de industrias, incluíndo plantas químicas, instalacións de pintura, empresas farmacéuticas, fábricas de electrónica, fabricantes de mobles, empresas de envasado e impresión e instalacións de pintura. Trata eficazmente os solventes orgánicos e as emisións de gases residuais orgánicos destas diversas industrias, o que a converte nunha solución versátil e valiosa para as empresas que buscan mellorar os seus procesos de tratamento de gases residuais.
Cabe destacar que os gases residuais poden ser adsorbidos e despois desorbidos polas zeolitas, o que os converte en candidatos axeitados para o seu tratamento. Non obstante, se os gases de escape conteñen S, N, Cl, F e outros compoñentes, produciranse contaminantes secundarios despois da combustión, polo que non son axeitados para o tratamento de combustión catalítica.
En resumo, os sistemas de concentración rotatoria e combustión catalítica de zeolita teñen unha ampla gama de aplicacións e proporcionan solucións fiables e eficientes para o tratamento de gases residuais de COV en diversas industrias. A súa capacidade para manexar grandes volumes de aire e baixas concentracións convérteo nun activo valioso á hora de mellorar os procesos de tratamento de gases de escape.