Gli inquinanti scaricati sono principalmente: nebbie di vernice e solventi organici prodotti dalla vernice spray, e solventi organici prodotti durante l'essiccazione della volatilizzazione. La nebbia di vernice proviene principalmente dalla parte del rivestimento con solvente nella spruzzatura ad aria e la sua composizione è coerente con il rivestimento utilizzato. I solventi organici provengono principalmente da solventi e diluenti nel processo di utilizzo dei rivestimenti, la maggior parte di essi sono emissioni volatili e i loro principali inquinanti sono xilene, benzene, toluene e così via. Pertanto, la fonte principale dei gas di scarico nocivi scaricati nel rivestimento è la sala di verniciatura a spruzzo, l'essiccatoio e l'essiccatoio.
1. Metodo di trattamento dei gas di scarico della linea di produzione automobilistica
1.1 Schema di trattamento del gas di scarico organico nel processo di essiccazione
Il gas scaricato dall'elettroforesi, dal rivestimento medio e dall'essiccatoio del rivestimento superficiale appartiene al gas di scarico ad alta temperatura e alta concentrazione, adatto al metodo di incenerimento. Attualmente, le misure di trattamento dei gas di scarico comunemente utilizzate nel processo di essiccazione includono: tecnologia di ossidazione termica rigenerativa (RTO), tecnologia di combustione catalitica rigenerativa (RCO) e sistema di incenerimento termico di recupero TNV.
1.1.1 Tecnologia di ossidazione termica di tipo accumulo termico (RTO)
L'ossidatore termico (Regenerative Thermal Oxidizer, RTO) è un dispositivo di protezione ambientale a risparmio energetico per il trattamento di gas di scarico organici volatili a media e bassa concentrazione. Adatto per volumi elevati, bassa concentrazione, adatto per concentrazioni di gas di scarico organici comprese tra 100 PPM e 20.000 PPM. Il costo operativo è basso, quando la concentrazione di gas di scarico organico è superiore a 450 PPM, il dispositivo RTO non necessita di aggiungere carburante ausiliario; il tasso di purificazione è elevato, il tasso di purificazione dell'RTO a due letti può raggiungere oltre il 98%, il tasso di purificazione dell'RTO a tre letti può raggiungere oltre il 99% e nessun inquinamento secondario come NOX; controllo automatico, funzionamento semplice; la sicurezza è alta.
Il dispositivo di ossidazione termica rigenerativa adotta il metodo di ossidazione termica per trattare la concentrazione media e bassa di gas di scarico organico e lo scambiatore di calore del letto di accumulo di calore in ceramica viene utilizzato per recuperare il calore. È composto da letto di accumulo termico in ceramica, valvola di controllo automatico, camera di combustione e sistema di controllo. Le caratteristiche principali sono: la valvola di controllo automatico nella parte inferiore del letto di accumulo di calore è collegata rispettivamente al tubo principale di aspirazione e al tubo principale di scarico e il letto di accumulo di calore viene immagazzinato preriscaldando il gas di scarico organico che entra nel letto di accumulo di calore con materiale ceramico di accumulo del calore per assorbire e rilasciare il calore; il gas di scarico organico preriscaldato ad una certa temperatura (760℃) viene ossidato nella combustione della camera di combustione per generare anidride carbonica e acqua, e viene purificato. La tipica struttura principale dell'RTO a due letti è costituita da una camera di combustione, due letti di riempimento in ceramica e quattro valvole di commutazione. Lo scambiatore di calore rigenerativo a letto di riempimento ceramico nel dispositivo può massimizzare il recupero di calore superiore al 95%; Per il trattamento dei gas di scarico organici viene utilizzato poco o nessun combustibile.
Vantaggi: nel gestire un flusso elevato e una bassa concentrazione di gas di scarico organico, il costo operativo è molto basso.
Svantaggi: investimento una tantum elevato, temperatura di combustione elevata, non adatto al trattamento di alte concentrazioni di gas di scarico organici, numerose parti mobili, necessità di maggiori lavori di manutenzione.
1.1.2 Tecnologia di combustione termica catalitica (RCO)
Il dispositivo di combustione catalitica rigenerativa (Regenerative Catalytic Oxidizer RCO) viene applicato direttamente alla purificazione dei gas di scarico organici a media e alta concentrazione (1000 mg/m3-10000 mg/m3). La tecnologia di trattamento RCO è particolarmente adatta per l'elevata richiesta di tasso di recupero del calore, ma è adatta anche per la stessa linea di produzione, a causa dei diversi prodotti, la composizione dei gas di scarico spesso cambia o la concentrazione dei gas di scarico oscilla notevolmente. È particolarmente adatto per la necessità di recupero dell'energia termica delle imprese o per il trattamento dei gas di scarico delle linee principali, e il recupero di energia può essere utilizzato per asciugare le linee principali, in modo da raggiungere lo scopo del risparmio energetico.
La tecnologia di trattamento della combustione catalitica rigenerativa è una tipica reazione gas-fase solida, che in realtà è l'ossidazione profonda delle specie reattive dell'ossigeno. Nel processo di ossidazione catalitica, l'adsorbimento della superficie del catalizzatore rende le molecole dei reagenti arricchite sulla superficie del catalizzatore. L'effetto del catalizzatore nel ridurre l'energia di attivazione accelera la reazione di ossidazione e migliora la velocità della reazione di ossidazione. Sotto l'azione di un catalizzatore specifico, la materia organica avviene senza alcuna combustione ossidativa a bassa temperatura iniziale (250~300℃), che viene decomposta in anidride carbonica e acqua e rilascia una grande quantità di energia termica.
Il dispositivo RCO è composto principalmente dal corpo del forno, dal corpo di accumulo del calore catalitico, dal sistema di combustione, dal sistema di controllo automatico, dalla valvola automatica e da numerosi altri sistemi. Nel processo di produzione industriale, il gas di scarico organico scaricato entra nella valvola rotante dell'apparecchiatura attraverso la ventola a tiraggio indotto e il gas in ingresso e il gas in uscita vengono completamente separati attraverso la valvola rotante. L'accumulo di energia termica e lo scambio termico del gas raggiungono quasi la temperatura stabilita dall'ossidazione catalitica dello strato catalitico; il gas di scarico continua a riscaldarsi attraverso la zona di riscaldamento (tramite riscaldamento elettrico o riscaldamento a gas naturale) e si mantiene alla temperatura impostata; entra nello strato catalitico per completare la reazione di ossidazione catalitica, ovvero la reazione genera anidride carbonica e acqua e rilascia una grande quantità di energia termica per ottenere l'effetto di trattamento desiderato. Il gas catalizzato dall'ossidazione entra nello strato di materiale ceramico 2 e l'energia termica viene scaricata nell'atmosfera attraverso la valvola stellare. Dopo la purificazione, la temperatura dei gas di scarico dopo la purificazione è solo leggermente superiore alla temperatura prima del trattamento dei gas di scarico. Il sistema funziona continuamente e cambia automaticamente. Attraverso il funzionamento della valvola rotante, tutti gli strati di riempimento in ceramica completano le fasi del ciclo di riscaldamento, raffreddamento e purificazione e l'energia termica può essere recuperata.
Vantaggi: flusso di processo semplice, attrezzatura compatta, funzionamento affidabile; elevata efficienza depurativa, generalmente superiore al 98%; bassa temperatura di combustione; basso investimento disponibile, bassi costi operativi, efficienza di recupero del calore può generalmente raggiungere oltre l'85%; l'intero processo senza produzione di acque reflue, il processo di purificazione non produce inquinamento secondario NOX; Le apparecchiature di purificazione RCO possono essere utilizzate con l'essiccatoio, il gas purificato può essere riutilizzato direttamente nell'essiccatoio, per raggiungere lo scopo di risparmio energetico e riduzione delle emissioni;
Svantaggi: il dispositivo di combustione catalitica è adatto solo per il trattamento di gas di scarico organici con componenti organici a basso punto di ebollizione e basso contenuto di ceneri, e il trattamento di gas di scarico di sostanze appiccicose come fumo oleoso non è adatto e il catalizzatore dovrebbe essere avvelenato; la concentrazione dei gas di scarico organici è inferiore al 20%.
1.1.3TNV Sistema di incenerimento termico di tipo riciclaggio
Il sistema di incenerimento termico del tipo a riciclaggio (tedesco Thermische Nachverbrennung TNV) è l'uso di gas o combustibile per riscaldamento a combustione diretta di gas di scarico contenenti solventi organici, sotto l'azione di alta temperatura, decomposizione per ossidazione delle molecole di solvente organico in anidride carbonica e acqua, i gas di scarico ad alta temperatura attraverso il supporto del dispositivo di trasferimento di calore multistadio, il processo di produzione del riscaldamento richiede aria o acqua calda, il riciclaggio completo, la decomposizione ossidativa dell'energia termica dei gas di scarico organici, riduce il consumo energetico dell'intero sistema. Pertanto, il sistema TNV è un modo efficiente e ideale per trattare i gas di scarico contenenti solventi organici quando il processo di produzione necessita di molta energia termica. Per la nuova linea di produzione di rivestimenti con vernice elettroforetica viene generalmente adottato il sistema di incenerimento termico con recupero TNV.
Il sistema TNV è costituito da tre parti: sistema di preriscaldamento e incenerimento dei gas di scarico, sistema di riscaldamento dell'aria di circolazione e sistema di scambio di calore con aria fresca. Il dispositivo di riscaldamento centralizzato per l'incenerimento dei gas di scarico nel sistema è la parte principale del TNV, che è composto da corpo del forno, camera di combustione, scambiatore di calore, bruciatore e valvola di regolazione della canna fumaria principale. Il suo processo di funzionamento è il seguente: con un ventilatore ad alta pressione il gas di scarico organico viene rilasciato dall'essiccatoio, dopo l'incenerimento dei gas di scarico, il preriscaldamento dello scambiatore di calore integrato nel dispositivo di riscaldamento centralizzato, viene inviato alla camera di combustione e quindi attraverso il riscaldamento del bruciatore, ad alta temperatura ( circa 750℃) alla decomposizione dell'ossidazione dei gas di scarico organici, alla decomposizione dei gas di scarico organici in anidride carbonica e acqua. I gas di combustione ad alta temperatura generati vengono scaricati attraverso lo scambiatore di calore e il tubo principale dei fumi nel forno. I gas di scarico scaricati riscaldano l'aria circolante nell'essiccatoio per fornire l'energia termica necessaria all'essiccatoio. All'estremità del sistema è installato un dispositivo di trasferimento del calore con aria fresca per recuperare il calore di scarto del sistema per il recupero finale. L'aria fresca apportata dall'essiccatoio viene riscaldata con i gas di combustione e quindi inviata all'essiccatoio. Inoltre, è presente anche una valvola di regolazione elettrica sulla tubazione principale dei gas di scarico, che viene utilizzata per regolare la temperatura dei gas di scarico all'uscita del dispositivo, e la temperatura dell'emissione finale dei gas di scarico può essere controllata a circa 160 ℃.
Le caratteristiche del dispositivo di riscaldamento centralizzato per l'incenerimento dei gas di scarico includono: il tempo di permanenza dei gas di scarico organici nella camera di combustione è di 1~2 secondi; il tasso di decomposizione dei gas di scarico organici è superiore al 99%; il tasso di recupero del calore può raggiungere il 76%; e il rapporto di regolazione della potenza del bruciatore può raggiungere 26 ∶ 1, fino a 40 ∶ 1.
Svantaggi: quando si trattano gas di scarico organici a bassa concentrazione, il costo operativo è più elevato; lo scambiatore di calore tubolare è solo in funzionamento continuo, ha una lunga durata.
1.2 Schema di trattamento dei gas di scarico organici nel locale di verniciatura a spruzzo e nel locale di essiccazione
Il gas scaricato dal locale di verniciatura a spruzzo e dal locale di essiccazione è un gas di scarico a bassa concentrazione, con portata elevata e a temperatura ambiente, e la composizione principale degli inquinanti è costituita da idrocarburi aromatici, eteri di alcol e solventi organici esteri. Allo stato attuale, il metodo straniero più maturo è: la prima concentrazione di gas di scarico organico per ridurre la quantità totale di gas di scarico organico, con il primo metodo di adsorbimento (carbone attivo o zeolite come adsorbente) per l'adsorbimento dei gas di scarico della vernice spray a bassa concentrazione a temperatura ambiente, con strippaggio del gas ad alta temperatura, gas di scarico concentrato mediante combustione catalitica o metodo di combustione termica rigenerativa.
1.2.1 Dispositivo di adsorbimento-desorbimento e purificazione con carbone attivo
Utilizzando il carbone attivo a nido d'ape come adsorbente, combinato con i principi di purificazione per adsorbimento, rigenerazione per desorbimento e concentrazione di COV e combustione catalitica, volume d'aria elevato, bassa concentrazione di gas di scarico organico attraverso l'adsorbimento di carbone attivo a nido d'ape per raggiungere lo scopo di purificazione dell'aria, Quando il carbone attivo è saturo e quindi utilizza aria calda per rigenerare il carbone attivo, la materia organica concentrata desorbita viene inviata al letto di combustione catalitica per la combustione catalitica, la materia organica viene ossidata in anidride carbonica e acqua innocue, i gas di scarico caldi bruciati riscaldano il aria fredda attraverso uno scambiatore di calore, una certa emissione di gas di raffreddamento dopo lo scambio di calore, parte per la rigenerazione desorbitoria del carbone attivo a nido d'ape, per raggiungere lo scopo di utilizzo del calore di scarto e risparmio energetico. L'intero dispositivo è composto da prefiltro, letto di adsorbimento, letto di combustione catalitica, ritardante di fiamma, relativa ventola, valvola, ecc.
Il dispositivo di purificazione ad adsorbimento-desorbimento a carbone attivo è progettato secondo i due principi base di adsorbimento e combustione catalitica, utilizzando un lavoro continuo a doppio percorso del gas, una camera di combustione catalitica, due letti di adsorbimento utilizzati alternativamente. Primo gas di scarico organico con adsorbimento di carbone attivo, quando la saturazione rapida interrompe l'adsorbimento, quindi utilizza il flusso di aria calda per rimuovere la materia organica dal carbone attivo per effettuare la rigenerazione del carbone attivo; la materia organica è stata concentrata (concentrazione decine di volte superiore a quella originale) ed inviata alla camera di combustione catalitica con scarico di anidride carbonica e vapore acqueo. Quando la concentrazione del gas di scarico organico raggiunge più di 2000 PPm, il gas di scarico organico può mantenere la combustione spontanea nel letto catalitico senza riscaldamento esterno. Parte dei gas di scarico della combustione vengono scaricati in atmosfera, la maggior parte viene inviata al letto adsorbente per la rigenerazione dei carboni attivi. Ciò può soddisfare la combustione e l'assorbimento dell'energia termica richiesta, per raggiungere lo scopo del risparmio energetico. La rigenerazione può entrare nel successivo adsorbimento; nel desorbimento, l'operazione di purificazione può essere effettuata mediante un altro letto di adsorbimento, adatto sia al funzionamento continuo che al funzionamento intermittente.
Prestazioni e caratteristiche tecniche: prestazioni stabili, struttura semplice, sicura e affidabile, risparmio energetico e risparmio di manodopera, nessun inquinamento secondario. L'attrezzatura copre una piccola area ed è leggera. Molto adatto per l'uso in grandi volumi. Il letto di carbone attivo che assorbe il gas di scarico organico utilizza il gas di scarico dopo la combustione catalitica per la rigenerazione dello stripping e il gas di stripping viene inviato alla camera di combustione catalitica per la purificazione, senza energia esterna, e l'effetto di risparmio energetico è significativo. Lo svantaggio è che il carbone attivo è corto e il suo costo operativo è elevato.
1.2.2 Dispositivo di purificazione ad adsorbimento-desorbimento con ruota di trasferimento zeolite
I componenti principali della zeolite sono: silicio, alluminio, con capacità di adsorbimento, può essere utilizzato come adsorbente; Il corridore di zeolite consiste nell'utilizzare le caratteristiche dell'apertura specifica della zeolite con capacità di adsorbimento e desorbimento degli inquinanti organici, in modo che il gas di scarico COV a bassa e alta concentrazione possa ridurre i costi operativi delle apparecchiature di trattamento finale back-end. Le sue caratteristiche del dispositivo sono adatte per il trattamento di grandi flussi, a bassa concentrazione, contenenti una varietà di componenti organici. Lo svantaggio è che l’investimento iniziale è elevato.
Il dispositivo di adsorbimento-purificazione del canale zeolite è un dispositivo di purificazione del gas in grado di eseguire continuamente operazioni di adsorbimento e desorbimento. I due lati della ruota di zeolite sono divisi in tre aree dallo speciale dispositivo di tenuta: area di adsorbimento, area di desorbimento (rigenerazione) e area di raffreddamento. Il processo di funzionamento del sistema è: la ruota rotante delle zeoliti ruota continuamente a bassa velocità, circolazione attraverso l'area di adsorbimento, l'area di desorbimento (rigenerazione) e l'area di raffreddamento; Quando il gas di scarico a bassa concentrazione e volume burrascoso passa continuamente attraverso l'area di adsorbimento del corridore, il COV nel gas di scarico viene adsorbito dalla zeolite della ruota rotante, emissione diretta dopo adsorbimento e purificazione; Il solvente organico adsorbito dalla ruota viene inviato alla zona di desorbimento (rigenerazione) con la rotazione della ruota, quindi con un piccolo volume d'aria riscaldare continuamente l'aria attraverso l'area di desorbimento. I COV adsorbiti dalla ruota vengono rigenerati nella zona di desorbimento. I gas di scarico COV vengono scaricati insieme all'aria calda; La ruota verso l'area di raffreddamento per il raffreddamento può essere riassorbita. Con la rotazione costante della ruota rotante vengono eseguiti l'adsorbimento, il desorbimento e il ciclo di raffreddamento, garantendo il funzionamento continuo e stabile del trattamento dei gas di scarico.
Il dispositivo a zeolite è essenzialmente un concentratore e il gas di scarico contenente solvente organico è diviso in due parti: aria pulita che può essere scaricata direttamente e aria riciclata contenente un'elevata concentrazione di solvente organico. Aria pulita che può essere scaricata direttamente e riciclata nel sistema di ventilazione dell'aria condizionata verniciata; l'elevata concentrazione di gas COV è circa 10 volte superiore alla concentrazione di COV prima di entrare nel sistema. Il gas concentrato viene trattato mediante incenerimento ad alta temperatura attraverso il sistema di incenerimento termico a recupero TNV (o altre apparecchiature). Il calore generato dall'incenerimento è rispettivamente il riscaldamento della stanza di essiccazione e il riscaldamento dello strippaggio della zeolite, e l'energia termica viene completamente utilizzata per ottenere l'effetto di risparmio energetico e riduzione delle emissioni.
Prestazioni e caratteristiche tecniche: struttura semplice, facile manutenzione, lunga durata; elevata efficienza di assorbimento e rimozione, conversione del volume di vento originale elevato e gas di scarico COV a bassa concentrazione in volume d'aria basso e gas di scarico ad alta concentrazione, riduzione del costo delle apparecchiature di trattamento finale back-end; caduta di pressione estremamente bassa, può ridurre notevolmente il consumo energetico; preparazione generale del sistema e progettazione modulare, con requisiti di spazio minimi, e fornire modalità di controllo continuo e senza personale; può raggiungere lo standard nazionale sulle emissioni; l'adsorbente utilizza zeolite non combustibile, l'uso è più sicuro; lo svantaggio è un investimento una tantum con costi elevati.
Orario di pubblicazione: 03 gennaio 2023
