Heitgaasid on peamiselt: värviudu ja pihustusvärvimisel tekkivad orgaanilised lahustid ning kuivamisel tekkivad lenduvad orgaanilised lahustid. Värviudu pärineb peamiselt õhuga pihustamisel lahustiga katmisel ja selle koostis on kooskõlas kasutatava kattega. Orgaanilised lahustid pärinevad peamiselt katete kasutamise protsessis kasutatavatest lahustitest ja lahjendusainetest, enamik neist on lenduvad heitgaasid ja nende peamised saasteained on ksüleen, benseen, tolueen jne. Seetõttu on kattekihis eralduva kahjuliku heitgaasi peamine allikas pihustusvärvimisruum, kuivatusruum ja kuivatusruum.
1. Autotootmisliini heitgaaside töötlemise meetod
1.1 Orgaanilise heitgaasi töötlemise skeem kuivatamisprotsessis
Elektroforeesi, keskmise katte ja pinnakatte kuivatusruumist väljuv gaas kuulub kõrge temperatuuri ja kontsentratsiooniga heitgaaside hulka, mis sobivad põletamismeetodiks. Praegu on kuivatamisprotsessis tavaliselt kasutatavad heitgaaside töötlemise meetmed järgmised: regeneratiivne termiline oksüdatsioonitehnoloogia (RTO), regeneratiivne katalüütiline põlemistehnoloogia (RCO) ja TNV taaskasutustermiline põletamissüsteem.
1.1.1 Termilise säilitamise tüüpi termilise oksüdeerimise tehnoloogia (RTO)
Termooksüdaator (regeneratiivne termiline oksüdeerija, RTO) on energiasäästlik keskkonnakaitseseade keskmise ja madala kontsentratsiooniga lenduvate orgaaniliste heitgaaside töötlemiseks. Sobib suure mahu ja madala kontsentratsiooniga orgaaniliste heitgaaside töötlemiseks kontsentratsiooniga 100 PPM–20000 PPM. Töökulud on madalad, kui orgaanilise heitgaasi kontsentratsioon on üle 450 PPM, ei pea RTO seade lisama abikütust; puhastuskiirus on kõrge, kahekihilise RTO puhastuskiirus võib ulatuda üle 98%, kolmekihilise RTO puhastuskiirus võib ulatuda üle 99% ja puudub sekundaarne reostus, näiteks NOX; automaatne juhtimine, lihtne käsitsemine; kõrge ohutus.
Regeneratiivne soojusoksüdatsiooniseade kasutab termilise oksüdatsiooni meetodit keskmise ja madala kontsentratsiooniga orgaanilise heitgaasi töötlemiseks ning soojuse taaskasutamiseks kasutatakse keraamilist soojust salvestavat soojusvahetit. See koosneb keraamilisest soojussalvestuskihist, automaatsest juhtventiilist, põlemiskambrist ja juhtimissüsteemist. Peamised omadused on järgmised: soojussalvestuskihi allosas asuv automaatne juhtventiil on ühendatud vastavalt sisselasketoru ja väljalasketoruga ning soojussalvestuskiht salvestatakse, eelsoojendades soojussalvestuskihti sisenevat orgaanilist heitgaasi keraamilise soojussalvestusmaterjaliga, et soojust neelata ja vabastada; teatud temperatuurini (760 ℃) eelsoojendatud orgaaniline heitgaas oksüdeeritakse põlemiskambri põlemisel süsinikdioksiidi ja vee tekitamiseks ning puhastatakse. Tüüpiline kahekihiline RTO põhistruktuur koosneb ühest põlemiskambrist, kahest keraamilisest täitekihist ja neljast lülitusventiilist. Seadme regeneratiivne keraamiline täitekihi soojusvaheti suudab maksimeerida soojuse taaskasutuse üle 95%; Orgaanilise heitgaasi töötlemisel kasutatakse kütust väga vähe või üldse mitte.
Eelised: Suure vooluhulga ja madala kontsentratsiooniga orgaanilise heitgaasi käitlemisel on tegevuskulud väga madalad.
Puudused: suur ühekordne investeering, kõrge põlemistemperatuur, ei sobi kõrge kontsentratsiooniga orgaanilise heitgaasi töötlemiseks, on palju liikuvaid osi, vajab rohkem hooldust.
1.1.2 Termokatalüütiline põlemistehnoloogia (RCO)
Regeneratiivse katalüütilise põlemise seadet (regeneratiivne katalüütiline oksüdeerija RCO) rakendatakse otse keskmise ja kõrge kontsentratsiooniga (1000 mg/m3–10000 mg/m3) orgaaniliste heitgaaside puhastamiseks. RCO töötlemistehnoloogia sobib eriti hästi suure soojuse taaskasutuse määra nõudluse korral, aga ka sama tootmisliini jaoks, kuna erinevate toodete puhul muutub heitgaaside koostis sageli või heitgaaside kontsentratsioon kõigub suuresti. See sobib eriti hästi ettevõtete soojusenergia taaskasutuse või magistraalliini heitgaaside töötlemise vajaduse rahuldamiseks ning energia taaskasutust saab kasutada magistraalliini kuivatamiseks, et saavutada energiasäästu eesmärk.
Regeneratiivne katalüütiline põlemistehnoloogia on tüüpiline gaasi-tahke faasi reaktsioon, mis on tegelikult reaktiivsete hapnikuühendite sügavoksüdatsioon. Katalüütilise oksüdatsiooni protsessis adsorbeerub katalüsaatori pind katalüsaatori pinnale ja rikastab reagendi molekule. Katalüsaatori aktivatsioonienergia vähendamise efekt kiirendab oksüdatsioonireaktsiooni ja parandab oksüdatsioonireaktsiooni kiirust. Spetsiifilise katalüsaatori toimel toimub madalal algtemperatuuril (250–300 ℃) orgaanilise aine põlemine ilma oksüdatsioonita, mis laguneb süsinikdioksiidiks ja veeks ning vabastab suures koguses soojusenergiat.
RCO-seade koosneb peamiselt ahju korpusest, katalüütilisest soojuse salvestuskehast, põlemissüsteemist, automaatsest juhtimissüsteemist, automaatsest klapist ja mitmest muust süsteemist. Tööstuslikus tootmisprotsessis siseneb väljuv orgaaniline heitgaas seadme pöörlevasse klapisse läbi indutseeritud tõmbeventilaatori ning sisse- ja väljalaskegaas eraldatakse täielikult pöörleva klapi kaudu. Gaasi soojusenergia salvestamine ja soojusvahetus saavutavad peaaegu katalüütilise kihi katalüütilise oksüdeerimise teel seatud temperatuuri; heitgaas jätkab kuumutusala kaudu (kas elektrikütte või maagaasikütte abil) kuumenemist ja püsib seatud temperatuuril; see siseneb katalüütilisse kihti, et viia lõpule katalüütiline oksüdeerimisreaktsioon, nimelt tekitab reaktsioon süsinikdioksiidi ja vett ning vabastab suures koguses soojusenergiat soovitud töötlusefekti saavutamiseks. Oksüdeerimise teel katalüüsitud gaas siseneb keraamilise materjali kihti 2 ja soojusenergia juhitakse atmosfääri läbi pöörleva klapi. Pärast puhastamist on heitgaasi temperatuur vaid veidi kõrgem kui temperatuur enne heitgaaside töötlemist. Süsteem töötab pidevalt ja lülitub automaatselt sisse. Pöörleva klapi töö kaudu viivad kõik keraamilised täitekihid läbi kuumutamise, jahutamise ja puhastamise tsükli etapid ning soojusenergiat saab taaskasutada.
Eelised: lihtne protsessivoog, kompaktne varustus, töökindlus; kõrge puhastustõhusus, üldiselt üle 98%; madal põlemistemperatuur; väike investeering ühekordseks kasutamiseks, madalad tegevuskulud, soojuse taaskasutuse efektiivsus võib üldiselt ulatuda üle 85%; kogu protsess ilma reoveetaolise puhastusprotsessita ei tekita NOX-i sekundaarset reostust; RCO puhastusseadmeid saab kasutada kuivatusruumis, puhastatud gaasi saab otse kuivatusruumis taaskasutada, et saavutada energiasäästu ja heitkoguste vähendamise eesmärk.
Puudused: katalüütiline põlemisseade sobib ainult madala keemistemperatuuriga orgaaniliste komponentide ja madala tuhasisaldusega orgaaniliste heitgaaside töötlemiseks ning kleepuvate ainete, näiteks õlise suitsu, heitgaaside töötlemine ei sobi ja katalüsaator peaks olema mürgitatud; orgaanilise heitgaasi kontsentratsioon on alla 20%.
1.1.3TNV ringlussevõtu tüüpi termiline põletussüsteem
Ringlussevõtu tüüpi termiline põletussüsteem (saksa keeles Thermische Nachverbrennung TNV) on gaasi või kütuse otsepõletamine, kus kõrge temperatuuri toimel orgaanilise lahusti molekulid oksüdeeruvad ja lagunevad süsinikdioksiidiks ja veeks. Kõrgel temperatuuril tekkiv suitsugaas kuumutatakse mitmeastmelise soojusülekandeseadme abil, mis vajab õhku või kuuma vett. Orgaanilise jäätmegaasi täielik oksüdeerumise ja lagunemise oksüdeerimise teel saadud soojusenergia vähendab kogu süsteemi energiatarbimist. Seetõttu on TNV-süsteem tõhus ja ideaalne viis orgaanilisi lahusteid sisaldavate heitgaaside töötlemiseks, kui tootmisprotsess vajab palju soojusenergiat. Uue elektroforeetilise värvikihi tootmisliini puhul kasutatakse üldiselt TNV taaskasutustermilist põletussüsteemi.
TNV-süsteem koosneb kolmest osast: heitgaaside eelsoojendus- ja põletamissüsteemist, tsirkuleeriva õhu küttesüsteemist ja värske õhu soojusvahetussüsteemist. Heitgaaside põletamise keskkütteseade on süsteemi põhiosa, mis koosneb ahju korpusest, põlemiskambrist, soojusvahetist, põletist ja peamisest suitsugaasi reguleerimisventiilist. Selle tööprotsess on järgmine: pärast heitgaaside põletamise keskkütteseadme sisseehitatud soojusvaheti eelsoojendust juhitakse orgaaniline heitgaas kuivatusruumist kõrgsurveventilaatori abil põlemiskambrisse ja seejärel läbi põleti kuumutatakse see kõrgel temperatuuril (umbes 750 ℃) orgaanilise heitgaasi oksüdeerimiseks ja lagunemiseks süsinikdioksiidiks ja veeks. Tekkinud kõrge temperatuuriga suitsugaas juhitakse läbi soojusvaheti ja peamise suitsugaasitoru ahju. Väljuv suitsugaas soojendab kuivatusruumis ringlevat õhku, et tagada kuivatusruumile vajalik soojusenergia. Süsteemi otsa on paigaldatud värske õhu soojusülekande seade, mis taaskasutab süsteemi jääksoojust lõplikuks taaskasutamiseks. Kuivatusruumis olev värske õhk soojendatakse suitsugaasiga ja suunatakse seejärel kuivatusruumi. Lisaks on peamisel suitsugaasitorustikul ka elektriline reguleerimisventiil, mida kasutatakse suitsugaaside temperatuuri reguleerimiseks seadme väljundis ja suitsugaaside lõplikku temperatuuri saab reguleerida umbes 160 ℃ juures.
Heitgaaside põletamise keskkütteseadme omaduste hulka kuuluvad: orgaanilise heitgaasi viibimisaeg põlemiskambris on 1–2 sekundit; orgaanilise heitgaasi lagunemiskiirus on üle 99%; soojuse taaskasutusmäär võib ulatuda 76%-ni; ja põleti võimsuse reguleerimissuhe võib ulatuda 26:1-st kuni 40:1-ni.
Puudused: madala kontsentratsiooniga orgaanilise heitgaasi töötlemisel on tegevuskulud kõrgemad; torukujuline soojusvaheti töötab ainult pidevalt ja on pika elueaga.
1.2 Orgaanilise heitgaasi töötlemise skeem pihustusvärvimisruumis ja kuivatusruumis
Pihustusvärvi ruumist ja kuivatusruumist väljuv gaas on madala kontsentratsiooniga, suure voolukiirusega ja toatemperatuuriline heitgaas ning saasteainete peamine koostis on aromaatsed süsivesinikud, alkoholi eetrid ja ester-orgaanilised lahustid. Praegu on välismaine küpsem meetod: esimene orgaanilise heitgaasi kontsentratsioon orgaanilise heitgaasi koguhulga vähendamiseks, esimene adsorptsioonimeetod (aktiivsüsi või tseoliit adsorbendina) madala kontsentratsiooniga toatemperatuurilise pihustusvärvi heitgaasi adsorptsiooniks, kõrgel temperatuuril gaasi eemaldamine, kontsentreeritud heitgaas katalüütilise põlemise või regeneratiivse termilise põlemise meetodi abil.
1.2.1 Aktiveeritud süsiniku adsorptsiooni-desorptsiooni ja puhastusseade
Kärgstruktuurilise aktiivsöe kasutamine adsorbendina, kombineerituna adsorptsioonpuhastuse, desorptsiooni regenereerimise ja lenduvate orgaaniliste ühendite kontsentreerimise ning katalüütilise põlemise põhimõtetega, suur õhumaht, madal orgaanilise heitgaasi kontsentratsioon kärgstruktuurilise aktiivsöe adsorptsiooni abil, et saavutada õhu puhastamise eesmärk, kui aktiivsüsi on küllastunud ja seejärel regenereeritakse aktiivsüsi kuuma õhu abil, desorbeeritud kontsentreeritud orgaaniline aine saadetakse katalüütilise põlemise jaoks katalüütilisse põlemiskihti, orgaaniline aine oksüdeeritakse kahjutuks süsinikdioksiidiks ja veeks, põletatud kuumad heitgaasid soojendavad külma õhku soojusvaheti kaudu, osa jahutusgaasist eraldub pärast soojusvahetust, osa kärgstruktuurilise aktiivsöe desorbtsiooniliseks regenereerimiseks, et saavutada jääksoojuse kasutamise ja energia säästmise eesmärk. Kogu seade koosneb eelfiltrist, adsorptsioonikihist, katalüütilisest põlemiskihist, leegiaeglustajast, seotud ventilaatorist, klapist jne.
Aktiveeritud süsiniku adsorptsioon-desorptsiooni puhastusseade on konstrueeritud vastavalt kahele põhiprintsiibile: adsorptsioon ja katalüütiline põlemine, kasutades pidevat tööd kahe gaasitee kaudu, katalüütilist põlemiskambrit ja vaheldumisi kahte adsorptsioonikihti. Esiteks adsorpteeritakse orgaaniline heitgaas aktiivsöega, kiire küllastumine peatab adsorptsiooni ja seejärel eemaldatakse aktiivsöest orgaaniline aine kuuma õhuvoolu abil, et aktiveeritud süsinik regenereerida. Orgaaniline aine kontsentreeritakse (kontsentratsioon kümneid kordi kõrgem kui algne) ja suunatakse katalüütilisse põlemiskambrisse süsinikdioksiidiks ja veeauruks. Kui orgaanilise heitgaasi kontsentratsioon ületab 2000 PPm, saab orgaaniline heitgaas katalüütilises kihis säilitada iseeneslikku põlemist ilma välise kuumutamiseta. Osa põlemisheitgaasist juhitakse atmosfääri ja suurem osa sellest suunatakse adsorptsioonikihti aktiivsöe regenereerimiseks. See võimaldab saavutada põlemisel ja adsorptsioonil vajaliku soojusenergia, et saavutada energiasäästu eesmärk. Regenereerimine saab siseneda järgmisse adsorptsiooni; desorptsioonis saab puhastusoperatsiooni teostada teise adsorptsioonikihiga, mis sobib nii pidevaks kui ka vahelduvaks tööks.
Tehniline jõudlus ja omadused: stabiilne jõudlus, lihtne konstruktsioon, ohutu ja töökindel, energia- ja tööjõudu säästev, sekundaarse reostuse puudumine. Seade katab väikese ala ja on kerge. Väga sobiv kasutamiseks suurtes kogustes. Aktiivsöekiht, mis adsorbeerib orgaanilist jääkgaasi, kasutab katalüütilist põlemist eralduvat jääkgaasi regenereerimiseks ja eemaldav gaas suunatakse puhastamiseks katalüütilisse põlemiskambrisse ilma välise energiata, mis annab märkimisväärse energiasäästu. Puuduseks on aktiivsöe lühike kogus ja kõrged tegevuskulud.
1.2.2 Tseoliidi ülekanderatta adsorptsioon-desorptsiooni puhastusseade
Tseoliidi peamised komponendid on räni ja alumiinium, millel on adsorptsioonivõime ja mida saab kasutada adsorbendina; tseoliidist kanalisatsioonil on tseoliidile omane ava, millel on orgaaniliste saasteainete adsorptsiooni- ja desorptsioonivõime, nii et madala ja kõrge kontsentratsiooniga VOC heitgaasid võivad vähendada lõpptöötlusseadmete käitamiskulusid. Seadme omadused sobivad suure vooluhulga, madala kontsentratsiooniga ja mitmesuguste orgaaniliste komponentide sisaldusega heitvete töötlemiseks. Puuduseks on suur varajane investeering.
Tseoliidist jooksutoru adsorptsioon-puhastusseade on gaasipuhastusseade, mis suudab pidevalt teostada adsorptsiooni ja desorptsiooni. Tseoliidiratta kaks külge on spetsiaalse tihendusseadme abil jagatud kolmeks piirkonnaks: adsorptsioonipiirkond, desorptsiooni (regeneratsiooni) piirkond ja jahutuspiirkond. Süsteemi tööprotsess on järgmine: tseoliidist pöörlev ratas pöörleb pidevalt madalal kiirusel, tsirkulatsioon toimub läbi adsorptsioonipiirkonna, desorptsiooni (regeneratsiooni) piirkonna ja jahutuspiirkonna; kui madala kontsentratsiooniga ja suure mahuga heitgaas läbib pidevalt jooksutoru adsorptsioonipiirkonda, adsorbeeruvad heitgaasis olevad lenduvad orgaanilised ühendid pöörleva ratta tseoliidi poolt, misjärel toimub otsene emissioon pärast adsorptsiooni ja puhastamist; ratta poolt adsorbeeritud orgaaniline lahusti suunatakse ratta pöörlemise abil desorptsiooni (regeneratsiooni) tsooni, seejärel kuumutatakse õhku väikese õhukogusega pidevalt läbi desorptsioonipiirkonna, rattale adsorbeerunud lenduvad orgaanilised ühendid regenereeritakse desorptsioonitsoonis, lenduvate orgaaniliste ühendite heitgaas juhitakse koos kuuma õhuga välja; Jahutusalale jahutamiseks mõeldud ratas saab uuesti adsorptsiooni teha. Pöörleva ratta pideva pöörlemisega viiakse läbi adsorptsiooni, desorptsiooni ja jahutustsükkel, mis tagab heitgaaside töötlemise pideva ja stabiilse töö.
Tseoliidist jooksuseade on sisuliselt kontsentraator ja orgaanilist lahustit sisaldav heitgaas jaguneb kaheks osaks: puhas õhk, mida saab otse välja juhtida, ja ringlussevõetud õhk, mis sisaldab kõrge kontsentratsiooniga orgaanilist lahustit. Puhas õhk, mida saab otse välja juhtida ja mida saab värvitud kliimaseadme ventilatsioonisüsteemis ringlusse võtta; VOC-gaasi kõrge kontsentratsioon on enne süsteemi sisenemist umbes 10 korda suurem kui VOC-gaasi kontsentratsioon. Kontsentreeritud gaasi töödeldakse kõrgel temperatuuril põletamise teel TNV taaskasutustermilise põletamise süsteemi (või muu seadme) abil. Põletamisel tekkiv soojus kasutatakse vastavalt kuivatusruumi kütmiseks ja tseoliidi eemaldamise kütmiseks ning soojusenergiat kasutatakse täielikult energia säästmise ja heitkoguste vähendamise efekti saavutamiseks.
Tehniline jõudlus ja omadused: lihtne konstruktsioon, lihtne hooldus, pikk kasutusiga; kõrge neeldumis- ja eemaldamistõhusus, mis muudab algse suure tuulemahu ja madala kontsentratsiooniga lenduvate orgaaniliste ühendite heitgaasi väikese õhumahu ja kõrge kontsentratsiooniga heitgaasiks, vähendades lõpptöötlusseadmete kulusid; äärmiselt madal rõhulang, mis võib oluliselt vähendada energiatarbimist; süsteemi üldine ettevalmistus ja moodulkonstruktsioon minimaalse ruumivajadusega ning pideva ja mehitamata juhtimisrežiimiga; see võib saavutada riikliku heitkoguste standardi; adsorbent kasutab mittesüttivat tseoliiti, mis on ohutum; puuduseks on ühekordne investeering ja selle kõrge hind.
Postituse aeg: 03.01.2023
