Загађујући материје које се испуштају су углавном: магла боје и органски растварачи који настају приликом прскања боје, и органски растварачи који настају током сушења и испаравања. Магла боје углавном настаје од дела премаза растварачем приликом прскања ваздухом, а њен састав је у складу са коришћеним премазом. Органски растварачи углавном настају од растварача и разблаживача у процесу употребе премаза, већина њих су испарљиве емисије, а њихови главни загађивачи су ксилен, бензен, толуен и тако даље. Стога је главни извор штетних отпадних гасова који се испуштају приликом премазивања просторија за фарбање распршивањем, сушионица и сушилица.
1. Метода третмана отпадних гасова производне линије аутомобила
1.1 Шема третмана органског отпадног гаса у процесу сушења
Гас који се испушта из просторије за сушење електрофорезе, средњег премаза и површинског премаза припада отпадним гасу високе температуре и високе концентрације, што је погодно за метод спаљивања. Тренутно, уобичајене мере третмана отпадних гасова у процесу сушења укључују: технологију регенеративне термичке оксидације (RTO), технологију регенеративног каталитичког сагоревања (RCO) и систем термичке инсинерације са регенерацијом TNV.
1.1.1 Технологија термичке оксидације (RTO) са термалним складиштењем
Термички оксидатор (регенеративни термички оксидатор, RTO) је енергетски штедљив уређај за заштиту животне средине за третман испарљивих органских отпадних гасова средње и ниске концентрације. Погодан је за велике запремине, ниске концентрације, погодан за концентрације органских отпадних гасова између 100 PPM-20000 PPM. Трошкови рада су ниски, када је концентрација органских отпадних гасова изнад 450 PPM, RTO уређају није потребно додавати помоћно гориво; стопа пречишћавања је висока, стопа пречишћавања двослојног RTO-а може достићи преко 98%, стопа пречишћавања трослојног RTO-а може достићи преко 99%, и нема секундарног загађења као што је NOX; аутоматска контрола, једноставан рад; безбедност је висока.
Уређај за регенеративну оксидацију топлоте користи метод термичке оксидације за третман органског отпадног гаса средње и ниске концентрације, а измењивач топлоте са керамичким слојем за складиштење топлоте користи се за рекуперацију топлоте. Састоји се од керамичког слоја за складиштење топлоте, аутоматског контролног вентила, коморе за сагоревање и контролног система. Главне карактеристике су: аутоматски контролни вентил на дну слоја за складиштење топлоте повезан је са главном усисном цеви и главном издувном цеви, респективно, а слој за складиштење топлоте се складишти предгревањем органског отпадног гаса који улази у слој за складиштење топлоте помоћу керамичког материјала за складиштење топлоте ради апсорпције и ослобађања топлоте; органски отпадни гас претходно загрејан на одређену температуру (760℃) оксидује се током сагоревања у комори за сагоревање да би се створили угљен-диоксид и вода, а затим се пречишћава. Типична главна структура РТО са два слоја састоји се од једне коморе за сагоревање, два керамичка слоја за паковање и четири прекидачка вентила. Регенеративни измењивач топлоте са керамичким слојем за паковање у уређају може максимизирати рекуперацију топлоте већу од 95%; при третману органског отпадног гаса се користи мало или се не користи гориво.
Предности: Приликом рада са високим протоком и ниском концентрацијом органског отпадног гаса, оперативни трошкови су веома ниски.
Недостаци: висока једнократна инвестиција, висока температура сагоревања, није погодно за третман високе концентрације органског отпадног гаса, има пуно покретних делова, потребно је више одржавања.
1.1.2 Технологија термичког каталитичког сагоревања (RCO)
Уређај за регенеративно каталитичко сагоревање (регенеративни каталитички оксидатор RCO) се директно примењује за пречишћавање органских отпадних гасова средње и високе концентрације (1000 мг/м3-10000 мг/м3). Технологија третмана RCO је посебно погодна за велике потребе за брзином рекуперације топлоте, али је такође погодна за исту производну линију, јер се због различитих производа састав отпадних гаса често мења или концентрација отпадних гаса значајно флуктуира. Посебно је погодан за потребе рекуперације топлотне енергије предузећа или за третман отпадних гасова из сушаре, а рекуперација енергије се може користити за сушење сушаре, како би се постигао циљ уштеде енергије.
Технологија регенеративног каталитичког сагоревања је типична реакција гасно-чврсте фазе, која је заправо дубока оксидација реактивних врста кисеоника. У процесу каталитичке оксидације, адсорпција на површину катализатора обогаћује молекуле реактаната на површини катализатора. Ефекат катализатора у смањењу енергије активације убрзава реакцију оксидације и побољшава брзину реакције оксидације. Под дејством специфичног катализатора, органска материја се јавља без оксидационог сагоревања на ниској почетној температури (250~300℃), која се разлаже на угљен-диоксид и воду, ослобађајући велику количину топлотне енергије.
Уређај RCO се углавном састоји од тела пећи, тела за каталитичко складиштење топлоте, система за сагоревање, система аутоматске контроле, аутоматског вентила и неколико других система. У процесу индустријске производње, испуштени органски издувни гас улази у ротирајући вентил опреме преко индукованог вентилатора, а улазни и излазни гас су потпуно одвојени преко ротирајућег вентила. Складиштење топлотне енергије и размена топлоте гаса скоро достижу температуру подешену каталитичком оксидацијом каталитичког слоја; издувни гас наставља да се загрева кроз подручје грејања (било електричним грејањем или грејањем природним гасом) и одржава се на подешеној температури; улази у каталитички слој да би завршио реакцију каталитичке оксидације, наиме, реакција ствара угљен-диоксид и воду, и ослобађа велику количину топлотне енергије да би се постигао жељени ефекат третмана. Гас катализован оксидацијом улази у слој керамичког материјала 2, а топлотна енергија се испушта у атмосферу преко ротационог вентила. Након пречишћавања, температура издувних гасова након пречишћавања је само мало виша од температуре пре третмана отпадних гасова. Систем ради континуирано и аутоматски се пребацује. Кроз рад ротирајућег вентила, сви слојеви керамичког пуњења завршавају циклус загревања, хлађења и пречишћавања, а топлотна енергија се може рекуперисати.
Предности: једноставан процес, компактна опрема, поуздан рад; висока ефикасност пречишћавања, генерално преко 98%; ниска температура сагоревања; ниска инвестиција за једнократну употребу, ниски оперативни трошкови, ефикасност рекуперације топлоте може генерално достићи више од 85%; цео процес без производње отпадних вода, процес пречишћавања не производи секундарно загађење NOX; опрема за пречишћавање RCO може се користити са сушионицом, пречишћени гас се може директно поново користити у сушионици, ради уштеде енергије и смањења емисије;
Недостаци: уређај за каталитичко сагоревање је погодан само за третман органског отпадног гаса са органским компонентама са ниском тачком кључања и ниским садржајем пепела, а третман отпадног гаса са лепљивим супстанцама попут уљаног дима није погодан и катализатор треба отровати; концентрација органског отпадног гаса је испод 20%.
1.1.3TNV Систем термичког спаљивања типа рециклаже
Систем термичке инсинерације рециклажног типа (немачки Thermische Nachverbrennung TNV) је употреба гаса или горива директним сагоревањем за загревање отпадних гасова који садрже органске раствараче. Под дејством високе температуре, молекули органских растварача се оксидационо разлажу на угљен-диоксид и воду. Димни гасови високе температуре се загревају помоћу вишестепеног уређаја за пренос топлоте, што омогућава загревање производног процеса ваздухом или топлом водом. Потпуна рециклажа оксидационо разлагање органских отпадних гасова смањује потрошњу енергије целог система. Стога је TNV систем ефикасан и идеалан начин за третман отпадних гасова који садрже органске раствараче када је производном процесу потребна велика топлотна енергија. За нову производну линију електрофоретских премаза бојама, генерално се користи TNV систем термичке инсинерације са регенерацијом.
ТНВ систем се састоји од три дела: система за предгревање и спаљивање отпадних гасова, система за грејање циркулишућим ваздухом и система за размену топлоте свежим ваздухом. Уређај за централно грејање за спаљивање отпадних гасова у систему је кључни део ТНВ-а, који се састоји од тела пећи, коморе за сагоревање, измењивача топлоте, горионика и главног регулационог вентила за димњак. Његов радни процес је следећи: помоћу вентилатора под високим притиском, органски отпадни гас из сушаре се, након предгревања измењивача топлоте уграђеног у уређај за централно грејање за спаљивање отпадних гасова, транспортује у комору за сагоревање, а затим кроз загревање гориоником, на високој температури (око 750℃) до оксидације, разградње и разградње органског отпадног гаса на угљен-диоксид и воду. Генерисани димни гасови високе температуре се испуштају кроз измењивач топлоте и главну цев за димне гасове у пећи. Испуштени димни гасови загревају циркулишући ваздух у сушари како би се обезбедила потребна топлотна енергија за сушару. Уређај за пренос топлоте свежим ваздухом постављен је на крају система како би се рекуперила отпадна топлота система за коначну рекуперацију. Свеж ваздух, допуњен сушаром, загрева се димним гасовима, а затим се шаље у сушару. Поред тога, на главном цевоводу димних гасова налази се и електрични регулациони вентил који се користи за подешавање температуре димних гасова на излазу из уређаја, а коначна емисија температуре димних гасова може се контролисати на око 160 ℃.
Карактеристике уређаја за централно грејање са спаљивањем отпадних гасова укључују: време задржавања органског отпадног гаса у комори за сагоревање је 1~2 с; стопа разградње органског отпадног гаса је већа од 99%; стопа повраћаја топлоте може достићи 76%; а однос подешавања снаге горионика може достићи од 26 ∶ 1, па све до 40 ∶ 1.
Недостаци: приликом третмана органског отпадног гаса ниске концентрације, трошкови рада су већи; цевасти измењивач топлоте ради само континуирано, има дуг век трајања.
1.2 Шема третмана органског отпадног гаса у просторији за фарбање распршивачем и сушионици
Гас који се испушта из просторије за прскање боја и просторије за сушење је отпадни гас ниске концентрације, велике брзине протока и собне температуре, а главни састав загађивача су ароматични угљоводоници, алкохолни етри и естарски органски растварачи. Тренутно, страна зрелија метода је: прва концентрација органског отпадног гаса за смањење укупне количине органског отпадног гаса, са првом методом адсорпције (активни угаљ или зеолит као адсорбент) за адсорпцију издувних гасова из прскања боја на собној температури са ниском концентрацијом, са уклањањем гаса на високој температури, концентровани издувни гас коришћењем каталитичког сагоревања или регенеративног термичког сагоревања.
1.2.1 Уређај за адсорпцију-десорпцију и пречишћавање активног угља
Коришћењем активног угља у облику саћа као адсорбента, у комбинацији са принципима адсорпционог пречишћавања, десорпционе регенерације и концентрације испарљивих органских једињења (VOC) и каталитичког сагоревања, велика запремина ваздуха, ниска концентрација органског отпадног гаса кроз адсорпцију активног угља у облику саћа ради постизања циља пречишћавања ваздуха, када се активни угаљ засити, а затим се користи врући ваздух за регенерацију активног угља, десорбована концентрована органска материја се шаље у каталитички слој за сагоревање ради каталитичког сагоревања, органска материја се оксидује у безопасни угљен-диоксид и воду, сагорели врући издувни гасови загревају хладни ваздух кроз измењивач топлоте, део емисије расхладног гаса након размене топлоте, део за десорбциону регенерацију активног угља у облику саћа, ради постизања циља искоришћења отпадне топлоте и уштеде енергије. Читав уређај се састоји од претфилтера, адсорпционог слоја, каталитичког слоја за сагоревање, успоривача пламена, одговарајућег вентилатора, вентила итд.
Уређај за пречишћавање адсорпцијом-десорпцијом активног угља је дизајниран према два основна принципа адсорпције и каталитичког сагоревања. Користећи двоструки гасни пут континуираног рада, каталитичку комору за сагоревање, наизменично се користе два адсорпциона слоја. Прво се органски отпадни гас адсорпцијом активног угља зауставља, када се брзо засићење заустави, а затим се проток врућег ваздуха користи за уклањање органске материје из активног угља ради регенерације активног угља. Органска материја је концентрована (концентрација десетине пута већа од оригиналне) и послата у каталитичку комору за сагоревање ради каталитичког сагоревања, испуштајући угљен-диоксид и водену пару. Када концентрација органског отпадног гаса достигне више од 2000 ppm, органски отпадни гас може да одржи спонтано сагоревање у каталитичком слоју без спољашњег загревања. Део издувних гасова сагоревања се испушта у атмосферу, а већи део се шаље у адсорпциони слој за регенерацију активног угља. Ово може да задовољи потребну топлотну енергију за сагоревање и адсорпцију, како би се постигла сврха уштеде енергије. Регенерација може да уђе у следећу адсорпцију; у десорпцији, операција пречишћавања може да се изврши помоћу другог адсорпционог слоја, погодног и за континуирани и за повремени рад.
Техничке перформансе и карактеристике: стабилне перформансе, једноставна структура, безбедан и поуздан, штеди енергију и рад, нема секундарног загађења. Опрема покрива малу површину и има малу тежину. Веома је погодна за употребу у великим количинама. Слој активног угља који адсорбује органски отпадни гас користи отпадни гас након каталитичког сагоревања за регенерацију стрипинга, а гас за стрипинг се шаље у каталитичку комору за сагоревање ради пречишћавања, без спољашње енергије, а ефекат уштеде енергије је значајан. Мана је што је активни угаљ кратак, а његови оперативни трошкови високи.
1.2.2 Уређај за пречишћавање адсорпцијом-десорпцијом са преносним точком зеолита
Главне компоненте зеолита су: силицијум, алуминијум, са адсорпционим капацитетом, могу се користити као адсорбенти; зеолитски тркач користи карактеристике зеолита са специфичним отвором бленде и адсорпционим и десорпционим капацитетом за органске загађиваче, тако да испарљива органска органска једињења из издувних гасова са ниском и високом концентрацијом могу смањити трошкове рада опреме за завршну обраду. Његове карактеристике уређаја су погодне за третман великог протока, ниске концентрације, који садржи разне органске компоненте. Недостатак је што су почетна улагања висока.
Уређај за адсорпцију и пречишћавање зеолитног точка је уређај за пречишћавање гаса који може континуирано да обавља операције адсорпције и десорпције. Две стране зеолитног точка су подељене на три области помоћу посебног заптивног уређаја: област адсорпције, област десорпције (регенерације) и област хлађења. Радни процес система је следећи: ротирајући точак зеолита се континуирано окреће малом брзином, циркулишући кроз област адсорпције, област десорпције (регенерације) и област хлађења; када издувни гас ниске концентрације и велике запремине континуирано пролази кроз област адсорпције точка, испарљива органска једињења (VOC) у издувним гасовима се адсорбују на зеолит ротирајућег точка, директна емисија након адсорпције и пречишћавања; органски растварач који је адсорбовао точак се шаље у зону десорпције (регенерације) ротацијом точка, затим се ваздух континуирано загрева малом запремином ваздуха кроз област десорпције, испарљива органска једињења адсорбована на точак се регенеришу у зони десорпције, а издувни гасови испарљивих органских једињења се испуштају заједно са топлим ваздухом. Точак у простору за хлађење ради хлађења може се поново адсорповати. Константном ротацијом ротирајућег точка, врши се циклус адсорпције, десорпције и хлађења, обезбеђујући континуиран и стабилан рад третмана отпадних гасова.
Уређај са зеолитним трулом је у суштини концентратор, а издувни гас који садржи органски растварач се дели на два дела: чист ваздух који се може директно испуштати и рециклирани ваздух који садржи високу концентрацију органског растварача. Чист ваздух који се може директно испуштати може се рециклирати у вентилационом систему климатизације; висока концентрација испарљивих органских раствораца је око 10 пута већа од концентрације испарљивих органских раствораца пре уласка у систем. Концентровани гас се третира спаљивањем на високој температури помоћу система за термичко спаљивање са регенерацијом ТНВ (или друге опреме). Топлота генерисана спаљивањем се користи за загревање сушаре и за загревање за уклањање зеолита, респективно, а топлотна енергија се у потпуности користи за постизање ефекта уштеде енергије и смањења емисије.
Техничке перформансе и карактеристике: једноставна структура, лако одржавање, дуг век трајања; висока ефикасност апсорпције и уклањања, претварање оригиналног отпадног гаса са великом запремином ветра и ниском концентрацијом испарљивих органских једињења у отпадни гас са малом запремином ваздуха и високом концентрацијом, смањење трошкова опреме за завршну обраду; изузетно низак пад притиска, може значајно смањити потрошњу енергије; целокупна припрема система и модуларни дизајн, са минималним потребама за простором, и обезбеђују континуирани и беспилотни режим управљања; може достићи национални стандард емисије; адсорбент користи незапаљиви зеолит, употреба је безбеднија; недостатак је једнократна инвестиција са високим трошковима.
Време објаве: 03.01.2023.
