Zagađivači koji se ispuštaju uglavnom su: magla boje i organski rastvarači koji nastaju prilikom prskanja boje, te organski rastvarači koji nastaju isparavanjem prilikom sušenja. Magla boje uglavnom potiče od dijela premaza rastvaračem prilikom prskanja zrakom, a njen sastav je u skladu sa korištenim premazom. Organski rastvarači uglavnom potiču od rastvarača i razrjeđivača u procesu upotrebe premaza, većina njih su isparljive emisije, a njihovi glavni zagađivači su ksilen, benzen, toluen i tako dalje. Stoga je glavni izvor štetnih otpadnih gasova koji se ispuštaju prilikom premazivanja prostorija za farbanje prskanjem, sušionica i sušionica.
1. Metoda tretmana otpadnih gasova proizvodne linije automobila
1.1 Shema tretmana organskog otpadnog plina u procesu sušenja
Plin koji se ispušta iz sušionice elektroforeze, srednjeg premaza i površinskog premaza pripada otpadnom plinu visoke temperature i visoke koncentracije, koji je pogodan za metodu spaljivanja. Trenutno se uobičajeno korištene mjere tretmana otpadnog plina u procesu sušenja uključuju: tehnologiju regenerativne termičke oksidacije (RTO), tehnologiju regenerativnog katalitičkog sagorijevanja (RCO) i sistem termičkog spaljivanja za iskorištavanje TNV-a.
1.1.1 Tehnologija termičke oksidacije (RTO) za skladištenje topline
Termički oksidator (regenerativni termički oksidator, RTO) je energetski štedljiv uređaj za zaštitu okoliša za tretman isparljivih organskih otpadnih gasova srednje i niske koncentracije. Pogodan je za velike količine, niske koncentracije, pogodan za koncentracije organskih otpadnih gasova između 100 PPM i 20000 PPM. Troškovi rada su niski, kada je koncentracija organskog otpadnog gasa iznad 450 PPM, RTO uređaju nije potrebno dodavati pomoćno gorivo; stopa prečišćavanja je visoka, stopa prečišćavanja RTO-a sa dva sloja može doseći preko 98%, stopa prečišćavanja RTO-a sa tri sloja može doseći preko 99%, i nema sekundarnog zagađenja poput NOX; automatska kontrola, jednostavan rad; sigurnost je visoka.
Uređaj za regenerativnu oksidaciju toplote koristi metodu termičke oksidacije za tretman organskog otpadnog gasa srednje i niske koncentracije, a za rekuperaciju toplote koristi se keramički izmjenjivač toplote sa slojem za skladištenje toplote. Sastoji se od keramičkog sloja za skladištenje toplote, automatskog regulacionog ventila, komore za sagorijevanje i kontrolnog sistema. Glavne karakteristike su: automatski regulacioni ventil na dnu sloja za skladištenje toplote povezan je sa glavnom usisnom cijevi i glavnom ispušnom cijevi, a sloj za skladištenje toplote se skladišti predgrijavanjem organskog otpadnog gasa koji ulazi u sloj za skladištenje toplote pomoću keramičkog materijala za skladištenje toplote kako bi se apsorbovala i oslobađala toplota; organski otpadni gas prethodno zagrijan na određenu temperaturu (760℃) oksidira se tokom sagorijevanja u komori za sagorijevanje, stvarajući ugljen-dioksid i vodu, a zatim se pročišćava. Tipična glavna struktura RTO sa dva sloja sastoji se od jedne komore za sagorijevanje, dva keramička sloja za pakovanje i četiri preklopna ventila. Regenerativni keramički izmjenjivač toplote sa slojem za pakovanje u uređaju može maksimizirati rekuperaciju toplote veću od 95%; pri tretmanu organskog otpadnog gasa se koristi malo ili nimalo goriva.
Prednosti: Prilikom rada s visokim protokom i niskom koncentracijom organskog otpadnog plina, operativni troškovi su vrlo niski.
Nedostaci: visoka jednokratna investicija, visoka temperatura sagorijevanja, nije pogodno za tretman organskih otpadnih gasova visoke koncentracije, ima mnogo pokretnih dijelova, potrebno je više održavanja.
1.1.2 Tehnologija termičkog katalitičkog sagorijevanja (RCO)
Uređaj za regenerativno katalitičko sagorijevanje (regenerativni katalitički oksidator RCO) se direktno primjenjuje za prečišćavanje organskih otpadnih gasova srednje i visoke koncentracije (1000 mg/m3-10000 mg/m3). Tehnologija tretmana RCO posebno je pogodna za velike potrebe za iskorištavanjem toplote, ali je također pogodna za istu proizvodnu liniju, jer se zbog različitih proizvoda sastav otpadnog gasa često mijenja ili koncentracija otpadnog gasa značajno fluktuira. Posebno je pogodan za potrebe iskorištavanja toplotne energije preduzeća ili za tretman otpadnih gasova iz sušare, a iskorištavanje energije se može koristiti za sušenje sušare, kako bi se postigla svrha uštede energije.
Tehnologija regenerativnog katalitičkog sagorijevanja je tipična reakcija gasno-čvrste faze, koja je zapravo duboka oksidacija reaktivnih vrsta kisika. U procesu katalitičke oksidacije, adsorpcija na površinu katalizatora obogaćuje molekule reaktanata na površini katalizatora. Učinak katalizatora u smanjenju energije aktivacije ubrzava reakciju oksidacije i poboljšava brzinu reakcije oksidacije. Pod djelovanjem specifičnog katalizatora, organska materija se sagorijeva bez oksidacije na niskoj početnoj temperaturi (250~300℃), razlažući se na ugljikov dioksid i vodu, oslobađajući veliku količinu toplotne energije.
RCO uređaj se uglavnom sastoji od tijela peći, katalitičkog tijela za skladištenje toplote, sistema za sagorijevanje, sistema za automatsko upravljanje, automatskog ventila i nekoliko drugih sistema. U procesu industrijske proizvodnje, ispušteni organski ispušni gas ulazi u rotirajući ventil opreme putem ventilatora s indukcijom promaje, a ulazni i izlazni gas su potpuno odvojeni putem rotirajućeg ventila. Skladištenje toplotne energije i izmjena toplote gasa gotovo dostižu temperaturu postavljenu katalitičkom oksidacijom katalitičkog sloja; ispušni gas se nastavlja zagrijavati kroz područje zagrijavanja (bilo električnim grijanjem ili grijanjem prirodnim gasom) i održava se na postavljenoj temperaturi; ulazi u katalitički sloj kako bi se završila reakcija katalitičke oksidacije, odnosno reakcija stvara ugljikov dioksid i vodu, te oslobađa veliku količinu toplotne energije kako bi se postigao željeni efekat tretmana. Gas kataliziran oksidacijom ulazi u sloj keramičkog materijala 2, a toplotna energija se ispušta u atmosferu putem rotacionog ventila. Nakon prečišćavanja, temperatura ispušnih gasova nakon prečišćavanja je samo neznatno viša od temperature prije tretmana otpadnih gasova. Sistem radi kontinuirano i automatski se prebacuje. Kroz rad rotirajućeg ventila, svi keramički slojevi punjenja završavaju cikluse zagrijavanja, hlađenja i pročišćavanja, a toplinska energija se može iskoristiti.
Prednosti: jednostavan tok procesa, kompaktna oprema, pouzdan rad; visoka efikasnost prečišćavanja, uglavnom preko 98%; niska temperatura sagorijevanja; niska investicija za jednokratnu upotrebu, niski operativni troškovi, efikasnost povrata toplote obično može doseći više od 85%; cijeli proces bez proizvodnje otpadnih voda, proces prečišćavanja ne proizvodi sekundarno zagađenje NOX; oprema za prečišćavanje RCO može se koristiti sa sušionicom, prečišćeni gas se može direktno ponovo koristiti u sušioni, radi postizanja svrhe uštede energije i smanjenja emisija;
Nedostaci: uređaj za katalitičko sagorijevanje pogodan je samo za tretman organskog otpadnog gasa sa organskim komponentama niske tačke ključanja i niskim sadržajem pepela, a tretman otpadnog gasa sa ljepljivim supstancama poput uljnog dima nije pogodan, te katalizator treba otrovati; koncentracija organskog otpadnog gasa je ispod 20%.
1.1.3TNV Sistem termičkog spaljivanja reciklirajućeg tipa
Sistem termičke insineracije reciklirajućeg tipa (njemački Thermische Nachverbrennung TNV) koristi se za zagrijavanje otpadnih gasova koji sadrže organske rastvarače direktnim sagorijevanjem gasa ili goriva. Pod djelovanjem visoke temperature, molekule organskih rastvarača se oksidativno razlažu na ugljen-dioksid i vodu. Dimni gas visoke temperature se zagrijava pomoću višestepenog uređaja za prenos toplote, što omogućava da proizvodni proces zagrijava vazduh ili toplu vodu. Potpuna recirkulacija oksidativnom razgradnjom organskih otpadnih gasova smanjuje potrošnju energije cijelog sistema. Stoga je TNV sistem efikasan i idealan način za tretman otpadnih gasova koji sadrže organske rastvarače kada je proizvodnom procesu potrebna velika toplotna energija. Za novu proizvodnu liniju elektroforetskih premaza bojama, generalno se koristi TNV sistem termičke insineracije za iskorištavanje otpadnih gasova.
TNV sistem se sastoji od tri dijela: sistema za predgrijavanje i spaljivanje otpadnih gasova, sistema za grijanje cirkulacijom zraka i sistema za izmjenu toplote svježim zrakom. Centralni uređaj za grijanje spaljivanjem otpadnih gasova u sistemu je središnji dio TNV-a, koji se sastoji od tijela peći, komore za sagorijevanje, izmjenjivača toplote, gorionika i glavnog regulacionog ventila za dimnjak. Njegov radni proces je sljedeći: pomoću ventilatora visokog pritiska, organski otpadni gas iz sušionice se, nakon predgrijavanja izmjenjivača toplote ugrađenog u centralni uređaj za grijanje spaljivanjem otpadnih gasova, odvodi u komoru za sagorijevanje, a zatim kroz grijanje gorionika, na visokoj temperaturi (oko 750℃) vrši oksidacijsku razgradnju organskog otpadnog gasa, razlažući ga na ugljikov dioksid i vodu. Generirani dimni gas visoke temperature se ispušta kroz izmjenjivač toplote i glavnu dimovodnu cijev u peć. Ispušteni dimni gas zagrijava cirkulirajući zrak u sušionici kako bi se obezbijedila potrebna toplotna energija za sušionicu. Uređaj za prijenos toplote svježim zrakom postavljen je na kraju sistema kako bi se povratila otpadna toplota sistema za konačnu povratnu energiju. Svježi zrak, dopunjen sušionicom, zagrijava se dimnim gasom, a zatim se šalje u sušionicu. Osim toga, na glavnom dimovodu se nalazi i električni regulacijski ventil koji se koristi za podešavanje temperature dimnih plinova na izlazu iz uređaja, a konačna emisija temperature dimnih plinova može se kontrolirati na oko 160℃.
Karakteristike centralnog grijanja za spaljivanje otpadnih plinova uključuju: vrijeme zadržavanja organskog otpadnog plina u komori za sagorijevanje je 1~2 s; stopa razgradnje organskog otpadnog plina je veća od 99%; stopa povrata topline može doseći 76%; a omjer podešavanja snage plamenika može doseći 26 ∶ 1, sve do 40 ∶ 1.
Nedostaci: pri tretmanu organskog otpadnog gasa niske koncentracije, troškovi rada su veći; cijevni izmjenjivač toplote radi samo kontinuirano i ima dug vijek trajanja.
1.2 Shema tretmana organskog otpadnog plina u prostoriji za farbanje prskanjem i sušionici
Gas koji se ispušta iz prostorije za farbanje i sušenje je otpadni gas niske koncentracije, velikog protoka i sobne temperature, a glavni sastav zagađivača su aromatični ugljikovodici, alkoholni eteri i esterski organski rastvarači. Trenutno, zrelija strana metoda je: prva koncentracija organskog otpadnog gasa za smanjenje ukupne količine organskog otpadnog gasa, sa prvom metodom adsorpcije (aktivni ugljen ili zeolit kao adsorbent) za adsorpciju ispušnih gasova boje za prskanje na sobnoj temperaturi niske koncentracije, sa uklanjanjem gasa na visokoj temperaturi, koncentrovani ispušni gas korištenjem katalitičkog sagorijevanja ili regenerativne termičke metode sagorijevanja.
1.2.1 Uređaj za adsorpciju, desorpciju i pročišćavanje aktivnim ugljem
Korištenje aktivnog uglja u obliku saća kao adsorbenta, u kombinaciji s principima adsorpcijskog pročišćavanja, desorpcijske regeneracije i koncentracije VOC-a i katalitičkog sagorijevanja, velika zapremina zraka, niska koncentracija organskog otpadnog plina putem adsorpcije aktivnog uglja u obliku saća radi postizanja svrhe pročišćavanja zraka, kada se aktivni ugalj zasiti, a zatim se aktivni ugalj regenerira vrućim zrakom, desorbirana koncentrirana organska tvar se šalje u katalitički sloj za sagorijevanje radi katalitičkog sagorijevanja, organska tvar se oksidira u bezopasni ugljični dioksid i vodu, sagorjeli vrući ispušni plinovi zagrijavaju hladni zrak putem izmjenjivača topline, određena emisija rashladnog plina nakon izmjene topline, dio za desorptivnu regeneraciju aktivnog uglja u obliku saća, radi postizanja svrhe iskorištavanja otpadne topline i uštede energije. Cijeli uređaj sastoji se od predfiltera, adsorpcijskog sloja, katalitičkog sloja za sagorijevanje, usporivača plamena, odgovarajućeg ventilatora, ventila itd.
Uređaj za prečišćavanje adsorpcijom i desorpcijom aktivnog uglja dizajniran je prema dva osnovna principa: adsorpcije i katalitičkog sagorijevanja. Koristeći dvostruki plinski put kontinuiranog rada, katalitičku komoru za sagorijevanje, naizmjenično se koriste dva adsorpcijska sloja. Prvo se organski otpadni plin adsorpcijom aktivnog uglja zaustavlja, kada se brzo zasićenje zaustavi adsorpcija, a zatim se koristi protok vrućeg zraka za uklanjanje organske tvari iz aktivnog uglja kako bi se izvršila regeneracija aktivnog uglja; organska tvar se koncentrira (koncentracija desetke puta veća od originalne) i šalje u katalitičku komoru za sagorijevanje radi katalitičkog sagorijevanja, ispuštajući ugljikov dioksid i vodenu paru. Kada koncentracija organskog otpadnog plina dostigne više od 2000 ppm, organski otpadni plin može održavati spontano sagorijevanje u katalitičkom sloju bez vanjskog zagrijavanja. Dio ispušnih plinova sagorijevanja ispušta se u atmosferu, a većina se šalje u adsorpcijski sloj za regeneraciju aktivnog uglja. To može zadovoljiti potrebnu toplinsku energiju za sagorijevanje i adsorpciju, čime se postiže cilj uštede energije. Regeneracija može ući u sljedeću adsorpciju; u desorpciji se operacija prečišćavanja može izvesti pomoću drugog adsorpcijskog sloja, pogodnog i za kontinuirani i za povremeni rad.
Tehničke performanse i karakteristike: stabilne performanse, jednostavna struktura, sigurnost i pouzdanost, ušteda energije i rada, bez sekundarnog zagađenja. Oprema pokriva malu površinu i mala je težina. Vrlo pogodna za upotrebu u velikim količinama. Sloj aktivnog uglja koji adsorbira organski otpadni plin koristi otpadni plin nakon katalitičkog sagorijevanja za regeneraciju strippinga, a stripping plin se šalje u katalitičku komoru za sagorijevanje radi pročišćavanja, bez vanjske energije, a učinak uštede energije je značajan. Nedostatak je što je aktivni ugalj kratak, a njegovi operativni troškovi visoki.
1.2.2 Uređaj za adsorpciju-desorpciju sa zeolitnim prenosnim kotačem
Glavne komponente zeolita su: silicijum i aluminijum, sa kapacitetom adsorpcije, mogu se koristiti kao adsorbenti; zeolitni fluid koristi karakteristike specifičnog otvora zeolita sa kapacitetom adsorpcije i desorpcije za organske zagađivače, tako da isparljiva organska jedinjenja (VOC) izduvnog gasa sa niskom i visokom koncentracijom mogu smanjiti troškove rada opreme za završnu obradu. Njegove karakteristike uređaja su pogodne za obradu velikih protoka, niske koncentracije, koje sadrže razne organske komponente. Nedostatak je što su početna ulaganja visoka.
Uređaj za adsorpciju i prečišćavanje zeolitnog kola je uređaj za prečišćavanje gasa koji može kontinuirano obavljati operacije adsorpcije i desorpcije. Dvije strane zeolitnog kola su podijeljene na tri područja posebnim uređajem za zaptivanje: područje adsorpcije, područje desorpcije (regeneracije) i područje hlađenja. Radni proces sistema je sljedeći: rotirajući točak zeolita se kontinuirano okreće malom brzinom, cirkulira kroz područje adsorpcije, područje desorpcije (regeneracije) i područje hlađenja; kada ispušni gas niske koncentracije i velike zapremine kontinuirano prolazi kroz područje adsorpcije rotora, VOC u ispušnom gasu se adsorbuje na zeolit rotirajućeg točka, direktna emisija nakon adsorpcije i prečišćavanja; organski rastvarač adsorbovan na točak se šalje u zonu desorpcije (regeneracije) rotacijom točka, zatim se malom zapreminom vazduha kontinuirano zagrijava kroz područje desorpcije, VOC adsorbovan na točak se regeneriše u zoni desorpcije, VOC ispušni gas se ispušta zajedno sa vrućim vazduhom; Točak u području hlađenja za hlađenje može se ponovo adsorbirati. Konstantnom rotacijom rotirajućeg točka, izvodi se ciklus adsorpcije, desorpcije i hlađenja, osiguravajući kontinuiran i stabilan rad tretmana otpadnih plinova.
Uređaj za zeolitni mlaz je u suštini koncentrator, a ispušni plin koji sadrži organski rastvarač dijeli se na dva dijela: čisti zrak koji se može direktno ispuštati i reciklirani zrak koji sadrži visoku koncentraciju organskog rastvarača. Čisti zrak koji se može direktno ispuštati i reciklirati u sistemu ventilacije klima uređaja; visoka koncentracija VOC plina je oko 10 puta veća od koncentracije VOC prije ulaska u sistem. Koncentrirani plin se tretira spaljivanjem na visokoj temperaturi putem TNV sistema termičkog spaljivanja (ili druge opreme). Toplota generirana spaljivanjem se zagrijava sušionica, odnosno zagrijavanjem skidanjem zeolita, a toplotna energija se u potpunosti koristi za postizanje efekta uštede energije i smanjenja emisija.
Tehničke performanse i karakteristike: jednostavna struktura, lako održavanje, dug vijek trajanja; visoka efikasnost apsorpcije i uklanjanja otpadnih gasova, pretvaranje originalnog otpadnog gasa sa visokim volumenom vjetra i niskom koncentracijom VOC u otpadni gas sa niskim volumenom zraka i visokom koncentracijom, smanjenje troškova opreme za završnu obradu; izuzetno nizak pad pritiska, što može značajno smanjiti potrošnju energije; ukupna priprema sistema i modularni dizajn, sa minimalnim zahtjevima za prostor, omogućavaju kontinuiran i bespilotni način upravljanja; mogu dostići nacionalni standard emisija; adsorbent koristi nezapaljivi zeolit, upotreba je sigurnija; nedostatak je jednokratna investicija sa visokim troškovima.
Vrijeme objave: 03.01.2023.
