RTO涂料室有機廢氣VOC處理技術研究

Date:August 2, 2019 33

  
  本文介紹了噴漆室有機廢氣VOC的幾種常用處理技術,比較了兩種濃度+焚燒路線,清潔凈化理論,并詳細介紹了沸石濃度吸附VOC機理,RTO和接下來兩個常用的有機物。比較了廢氣焚燒處理方法。
  1簡介
  隨著社會的不斷進步和科學技術的不斷發展,人們現在越來越擔心我們賴以生存的土地。在過去兩年中,汽車制造商居民的投訴數量有所增加。國家出臺了新的環境保護法和大氣保護法。在一些地區引入了地方標準,環境保護已經更新到國家發展戰略的新水平。
  為支持重點國家區域大氣污染防治“十二五”規劃,作為環保先鋒的部門開始立即控制涂裝車間有機廢物的VOC車輛。有機污染物種類繁多,特征不同。因此,相應的治療方法也不同。常用的有:縮合法,吸收法,燃燒法,催化法,吸附法等。涂料生產線噴涂室中的排出氣體主要是烴類,醇類,酯類,丙二醇類,二甲苯類等。以汽車烤漆房排氣有機污染物的物理特性為目標,RTO低濃度,高風量,易燃燒,采用首次凈化+焚燒清洗技術轉化VOC氣體二氧化碳(CO2)和水(H2O)。因此,它實際上是減少VOC排放,以保護我們賴以生存的環境保護。
  2選擇濃縮技術+焚燒
  根據濃縮+焚燒技術的凈化和凈化理論,現有的方法主要有活性炭+催化燃燒法和沸石濃縮流道+高溫焚燒。
  2.1活性炭吸附+催化燃燒原理
  含有機物質的廢氣通過風扇的作用,通過漆霧過濾器通過活性炭吸附層,有機物被困在由活性炭活化的碳中。活性炭的比力,清潔氣體排出;經過一段時間后,當活性炭達到飽和狀態時,吸附停止。此時,有機物質已經濃縮在活性炭中。
  催化凈化裝置設有加熱室,啟動加熱裝置進入內循環。當熱氣源達到有機物沸點時,有機物從活性炭中解吸,焚燒爐進入催化室,在CO2和H2O中催化分解,同時釋放能量。當釋放的能量再次進入吸附床時,此時加熱裝置停止工作,有機廢氣在催化燃燒室內保持自燃,廢氣再生并循環直至在催化室分解時,有機物質與活性炭內部完全分離。活性炭再生,有機物催化分解。理論設計的處理效率約為90%。流程圖如圖1所示。
  2.2沸石濃縮流道+焚燒原理
  高濃度沸石+高溫焚燒法采用沸石流道將大量空氣和低濃度廢氣轉化為高濃度氣體和低風量,您可以選擇一個小型焚燒爐來焚燒高濃度有機廢氣。在低溫條件下,有機廢氣通過沸石轉盤,有機物被吸附在沸石轉盤上,一部分氣體流速(約1/20)在該區域內分離冷卻后,來自冷卻區的氣體進入熱交換器并加熱到180℃至200℃。然后,高溫氣體回復到沸石轉盤,有機物被解吸,濃度可以超過25倍。濃縮的有機廢氣在700°C至800°C的溫度下分解成清潔的CO2和H2O,以實現無害的排放。廢氣通過燃燒座閥升至燃燒室,有機物處理效率大于99%。
  2.3兩種方法的比較
  涂裝線的噴漆室內有大量空氣,濃度低,場地狹窄。吸附處理存在許多問題。實施的可行性極低。以100萬立方米/小時的空氣量為例。主要比較如表1所示。
  目前,國內市場主要是小型,高濃度,低容量(排風量25萬立方米以下),適用于電子產品,容器,汽車零部件,化工等,以及噴涂風電場的要求在涂裝車間,它們不高,并且在具有嚴格環保要求的區域中采用。 “活性炭吸附+催化燃燒法”,該方法適用于低濃度(≤1000mg/m3),不適合直接燃燒或催化燃燒和回收有機廢氣。
  由于整車噴漆室風速的高速控制要求(垂直風速±0.05m/s),活性炭面積大,吸附效率迅速降低,解吸過程中存在較高的安全風險,因此選擇沸石濃度。焚燒方法Runner +高溫。目前,活性炭+催化燃燒的吸附方法在國家大型汽車涂料生產線上尚無實際應用的案例,在國外已基本消除。
  3個沸石濃度走廊
  3.1沸石吸附機理
  沸石(也稱為分子篩)是微孔硅鋁酸鹽硅酸鹽或硅鋁酸鹽晶體,由硅氧四面體或鋁氧四面體通過氧橋連接形成分子尺寸(通常為孔徑和由于不同的尺寸和分子形狀,0.3~2nm腔體系統具有篩選不同尺寸的流體分子的能力。
  分子篩對物質的吸附來源于物理吸附(范德華力)。結晶孔內部具有強極性和庫侖場,并且對極性分子如水和不飽和分子表現出強吸附能力。分子篩具有均勻的微孔結構,孔徑均勻。這些孔可以吸附小于孔內直徑的分子,并且對極性分子和不飽和分子具有優先吸附能力。飽和度不同,飽和度不同,分子大小不同,沸點不同的分子分離,即具有“篩選”分子的功能,因此被稱為分子篩。分子篩具有吸附容量高,熱穩定性強和其他吸附劑的優點,并得到了廣泛的應用。
  3.2沸石走廊的工作原理(VOC濃縮器)
  沸石通道的目的是將VOC氣體從大量空氣中濃縮到少量空氣中。在少量空氣中,焚燒爐(TAR/RTO)將更有效地處理VOC氣體。吸附意味著流體分子富含稱為“吸附介質”的“活性”物質。與海綿類似,吸附介質吸收VOC,然后在高溫下通過解吸“擠壓”VOC。 VOC濃縮器的轉子由蜂窩陶瓷纖維片構成,該蜂窩陶瓷纖維片浸漬有作為吸附介質的不可滲透的沸石(分子篩)。該濃縮系統是連續操作,并且車輪總是轉動。因此,它分為三個區域:處理區域,解吸區域,冷卻區域和每個區域彼此隔離。含有VOC的廢氣在通過旋轉轉子的處理區時被收集。當氣體通過走廊時,VOC被走廊中的吸附介質吸附。凈化后的氣體被釋放到大氣中。在解吸區中,附著在轉子上的VOC在高溫和低流量下通過連續解吸的氣體從相反方向解吸。高濃度的VOC氣體與轉盤分離并送至熱氧化系統進行VOC的最終凈化。走廊中的熱解吸區轉移到冷卻區冷卻氣體冷卻區。部分VOC廢氣通過該冷卻區并進入解吸熱交換器中的熱交換器。在熱交換器中,冷卻氣體被交換為高溫裂化設備的高溫凈化氣體,例如TAR/RTO,以變成高溫解吸氣體。與其他吸附介質相比,沸石具有許多優點:可燃性低,解吸溫度高,使用壽命長,高沸點化合物積聚少,耐化學性高。
  3.3沸石濃縮輪系統
  沸石走廊濃縮系統由濕度控制系統,過濾系統和濃縮器組成。
  溫度和濕度調節系統調節進入濃縮器的冷凝物的溫度和濕度。通常,沸石在40℃和75%或更低的相對濕度下具有最佳的吸附效果。廢氣過濾系統過濾噴漆室廢氣中的雜質和顆粒,這些雜質和顆粒會導致濃縮設備的堵塞和失效。在正常情況下,每個過濾系統分四個階段過濾,安裝在每組溫濕度調節系統中,最后一級過濾器為F9。有資格確保沸石走廊的最佳使用壽命。
  沸石濃縮滑塊系統將有機物(VOC)濃縮在低濃度機器的廢氣中,并將大量空氣轉化為少量空氣。根據噴涂室的涂裝過程,將VOC濃縮廢氣送至RTO或TAR進行清洗和凈化處理。涂層的特性,VOC爆炸濃度極限約為12 g/m3(設計值必須小于極限值的25%),通常我們將濃縮器的濃度比設計為25: 1,VOC去除率超過90%。 VOC的使用是易燃的,在保證安全的前提下達到最大濃度比,以節省天然氣的消耗。由沸石濃縮輪凈化的氣體中VOC的濃度小于20mg/m3,這與歐洲標準基本相同。
  3.4廢氣焚燒處理系統。
  基于多年的TAR和RTO,TAR有效地結合了環境保護和能源供應。設備維護成本低,系統占地面積小,導致設備處置。添加余熱回收裝置時,系統的排氣溫度可以達到110°C,節能水平相當于RTO。從目前綠色經濟,環保和節能等方面來看,某一部門已經接受了ART的優點,如廢氣處理和熱回收。 TAR和RTO的優缺點如表2所示。
  3.5廢氣處理系統。
  TAR裝置的目的是氧化來自KPR濃縮器的VOC解吸氣體。在進入TAR的燃燒室之前,廢氣由TAR中的熱交換器預熱。在燃燒室中,燃燒器提供熱量以確保有效氧化VOC所需的熱量。通過在760℃下將氣流加熱通過天然氣燃燒器并保持該溫度至少1秒以將有機物轉化為對大氣無害的CO 2和H 2 O來實現VOC氧化。在通過燃燒室之后,凈化的氣體將其部分熱量通過熱交換器管傳遞到進入的排氣。該熱交換器位于TAR出口處。來自燃燒室的熱吹掃氣體通過熱交換器加熱到“冷”解吸氣體,然后解吸到濃縮器中。4結論
  環保已成為中國目前汽車涂料行業的發展趨勢,必將帶來巨大的社會效益。目前,由特定部門選擇的沸石+焚燒濃縮廊道焚燒方法是世界級噴漆室的廢氣處理工藝。它具有安全,高效和高熱能利用率,廢氣排放可滿足歐洲最嚴苛的環保標準。

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