تفاصيل حل نظام معالجة غاز النفايات من المركبات العضوية المتطايرة
مع التطور السريع للاقتصاد، أصبح عدد كبير من المركبات العضوية المتطايرة (VOCs)، في السنوات الأخيرة، أحد المصادر الرئيسية لملوثات الهواء، مما تسبب في تهديد كبير لصحة الإنسان وتوازن البيئة. النظام البيئي، وقد اجتذبت نهاية إدارة المركبات العضوية المتطايرة اهتماما واسعا من المجتمع.
على أساس تقنية معالجة الهواء أحادية الطرف الحالية، تمت مناقشة المبدأ وتدفق العملية وحالة البحث وآفاق التطوير لتقنية الاحتراق التحفيزي لتركيز الامتزاز المشترك المناسبة لحجم هواء النفايات الكبير والتركيز المنخفض للمركبات العضوية المتطايرة بالتفصيل.
تتسبب المركبات العضوية المتطايرة في ضرر رئيسي للغلاف الجوي:
(1) بعضها سام ومسرطن ويعرض صحة الإنسان للخطر؛
(2) تتفاعل الهيدروكربونات وأكاسيد النيتروجين في المركبات العضوية المتطايرة لتوليد الأوزون تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية، مما قد يؤدي إلى أحداث الضباب الدخاني الكيميائي الضوئي في الغلاف الجوي ويعرض صحة الإنسان ونمو النبات للخطر؛
(3) المشاركة في تكوين الهباء الجوي الثانوي في الغلاف الجوي. معظم الهباء الجوي الثانوي عبارة عن جزيئات دقيقة ليس من السهل تسويتها. يمكن أن تبقى في الغلاف الجوي لفترة أطول ولها قوة تشتت قوية للضوء، مما قد يقلل بشكل كبير من الرؤية الجوية؛
في الوقت الحاضر، أظهرت العديد من البيئات الجوية الحضرية تلوثًا إقليميًا بالضباب والأوزون والأمطار الحمضية وغيرها من ثلاث خصائص معقدة لتلوث الهواء، وتعد المركبات العضوية المتطايرة واحدة من أهم عوامل التعزيز.
تقنية معالجة الغازات العضوية المتطايرة الشائعة:
لقد كانت حوكمة المركبات العضوية المتطايرة أمرًا ملحًا، وتنقسم تكنولوجيا معالجة غاز المركبات العضوية المتطايرة الحالية بشكل أساسي إلى فئتين:
(1) التحكم عند المصدر، يشير على وجه التحديد إلى التدابير الرامية إلى منع أو تقليل المركبات العضوية المتطايرة كانبعاثات في وصلة الإنتاج، وهي أفضل طريقة للتحكم في تلوث غاز النفايات العضوية. ومع ذلك، نظرًا لمحدودية المستوى الفني، فإنه سيتم حتماً تفريغ وتسرب تركيزات مختلفة من غاز العادم العضوي إلى البيئة، وهو أمر يصعب تحقيقه.
(2) يمكن تقسيم طريقة الحوكمة للتحكم في غاز المركبات العضوية المتطايرة والقضاء عليها في نهاية الإنتاج إلى فئتين: تكنولوجيا إعادة التدوير وتكنولوجيا التدمير.
تكنولوجيا الاسترداد: هي استخدام الطرق الفيزيائية لاستعادة الغازات العضوية المتطايرة بطرق غير مدمرة، وخاصة طريقة امتصاص الكربون المنشط، وطريقة التكثيف، وطريقة معالجة الغشاء وما إلى ذلك. لا يمكن لهذا النوع من الأساليب التحكم بشكل فعال في انبعاث المركبات العضوية المتطايرة فحسب، بل يمكن لإعادة التدوير أيضًا توفير الموارد وتحقيق فوائد اقتصادية، لذلك يحظى باهتمام متزايد.
تكنولوجيا التدمير: أي من خلال عملية التفاعل الكيميائي أو البيولوجي لجعل تحلل أكسدة غاز المركبات العضوية المتطايرة إلى مواد غير سامة أو منخفضة السمية بطرق تدميرية، فإن التقنيات الرئيسية هي الاحتراق والتحلل التحفيزي الضوئي وتكنولوجيا البلازما والتحلل البيولوجي وما إلى ذلك.
تعد تقنية معالجة غاز نفايات المركبات العضوية المتطايرة عملية معالجة واحدة، وفقًا للحالة والمتطلبات المحددة لانبعاثات غازات نفايات المركبات العضوية المتطايرة، حدد العملية المناسبة؛ بسبب التنوع الكبير للمركبات العضوية المتطايرة، والمكونات المعقدة، والخصائص المختلفة، في كثير من الحالات، غالبًا ما يكون استخدام تكنولوجيا التنقية صعبًا لتلبية متطلبات الإدارة، وغير اقتصادي للغاية. باستخدام مزايا تقنيات معالجة الوحدات المختلفة، فإن عملية المعالجة المجمعة لا يمكنها تلبية متطلبات الانبعاثات فحسب، بل يمكنها أيضًا تقليل تكلفة تشغيل المعدات.
التكنولوجيا الأساسية لتركيز دوار الزيوليت + أنظمة الاحتراق الحفاز:
التكنولوجيا الأولى المستخدمة للتعامل مع غاز المركبات العضوية المتطايرة هي طريقة الامتزاز، ومن بينها الأكثر شيوعًا والأكثر شيوعًا هي امتصاص الكربون المنشط، وقد أصبحت طريقة امتزاز الكربون المنشط لامتصاص ومعالجة دخان الهالوجين وسلسلة تكنولوجيا البنزين شائعة جدًا في الصناعة. . المبدأ الرئيسي لطريقة الامتزاز هو استخدام المواد المسامية ذات المساحة السطحية الكبيرة المحددة كمواد ماصة. عندما يتدفق غاز المركبات العضوية المتطايرة عبر المادة المازة، بسبب المساحة السطحية الكبيرة المحددة للمادة المازة، يتم احتجاز جزيئات المركبات العضوية المتطايرة على السطح الداخلي للمسام الصغير بواسطة المادة المازة، وذلك لتحقيق تأثير تنقية الغاز. باعتبارها مزيجًا جديدًا وتقنية معالجة امتزاز المركبات العضوية المتطايرة الفعالة، تم استخدام تقنية المكثف الدوار لعجلة الزيوليت + تقنية الاحتراق الحفاز على نطاق واسع في البلدان الأجنبية.
(1) نوع الممتزات
مادة الامتزاز هي جوهر تكنولوجيا العجلة، والكربون المنشط والمنخل الجزيئي الزيوليت شائع الاستخدام. يحتوي الكربون المنشط على مسام دقيقة غنية، ومساحة سطحية كبيرة محددة، وقدرة امتصاص قوية، وسرعة عالية، ويستخدم على نطاق واسع في تكنولوجيا العجلات. الكربون المنشط كمادة ماصة لمعالجة غاز النفايات، وقدرته على الامتصاص كبيرة ومنخفضة التكلفة، ولكن من السهل سد مسامه، والكربون المنشط نفسه لديه قابلية معينة للاشتعال، ويسهل اشتعال النار عند الامتزاز، وسيشكل خطرًا معينًا على السلامة، لا تلبي متطلبات إنتاج السلامة، وسوف تتأثر في التطبيق العملي.
المنخل الجزيئي للزيوليت هو نوع من مادة الهيدرات ذات هيكل هيكلي محدد من ملح معدن سيليكات الألومنيوم البلوري. الصيغة الكيميائية العامة هي كما يلي:
[ (A102) x - (SiO2)y] - zH20o
حيث يمثل M الكاتيون، وm يمثل عدد حالات التكافؤ، وz يمثل عدد الترطيب، وx وعشرة آلاف أعداد صحيحة، بعد تنشيط البنية، A. سيختفي الماء الموجود في الرأس، وتنتقل المكونات المتبقية إلى تشكيل هيكل القفص مع فتحة 3 ~ 10Å.
إن قدرة الامتزاز الانتقائية للمنخل الجزيئي للزيوليت ترجع بشكل أساسي إلى البنية المنتظمة. قواعد ترتيب فتحة المنخل الجزيئي للزيوليت، والتوزيع الموحد، واختيار الامتزاز يرجع أساسًا إلى اختلاف حجم فتحة الزيوليت المختلفة، في ظل الظروف العادية، سيتم امتصاص القطر الديناميكي الجزيئي فقط أقل من جزيئات فتحة المنخل الجزيئي بواسطة المنخل الجزيئي.
هناك أيضًا اختلافات كبيرة في الهيكل العظمي وحجم المسام لأنواع مختلفة من المناخل الجزيئية، كما أن الهيكل العظمي للمناخل الجزيئية له تباين ضمن نطاق الدرجات، لذلك يمكن أيضًا أن تكون بعض الجزيئات ذات القطر الديناميكي الجزيئي أكبر قليلاً من حجم المسام تمتز به، ولكن سيتم تقليل معدل الامتزاز وقدرة الامتزاز بشكل كبير.
نظرًا لوجود كاتيونات في الهيكل والهيكل العظمي مشحون سالبًا، فهو المنخل الجزيئي نفسه ذو قطبية. سيولد كاتيون المنخل الجزيئي للزيوليت مجالًا كهربائيًا إيجابيًا قويًا، من أجل جذب المركز السلبي للجزيئات القطبية، أو الجزيئات القابلة للاستقطاب عن طريق الحث الكهروستاتيكي للمنخل الجزيئي للزيوليت بعد الاستقطاب.
لذلك، يمكن للمناخل الجزيئية للزيوليت أن تمتص الجزيئات ذات القطبية القوية أو الاستقطاب السهل ولكن القطر الحركي أكبر قليلاً من حجم المسام. نظرًا لأن المنخل الجزيئي له بنية مسام خاصة بحيث يكون له أداء خاص، فإنه في حالة ارتفاع درجة الحرارة والضغط المنخفض يمكنه أيضًا تشغيل قدرته على الامتصاص. في الوقت الحاضر، أنواع المنخل الجزيئي المستخدمة غالبًا للامتزاز هي 13X، وNaY، والميرسيريت، وZSM-5.
مقدمة لمبدأ عجلة الزيوليت
وخلصت الدراسة إلى أنه: إذا تمت معالجة ورق ألياف السيراميك المموج والمسطح باستخدام طريقة الربط غير العضوية لصنع عجلة قرص العسل، ثم تم امتصاص الزيوليت مع الماء على قناة العجلة، فإن العجلة ستصبح عجلة ماصة، بعد أن أثبتت التجارب أن تعتبر عجلة الامتزاز لمعالجة تنقية المركبات العضوية المتطايرة فعالة للغاية.
يمكن تقسيم منطقة تركيز عداء الزيوليت إلى ثلاثة أجزاء: منطقة المعالجة ومنطقة التجديد ومنطقة التبريد. يعمل عداء التركيز بشكل مستمر في كل منطقة. تتم تصفية غاز النفايات العضوية من المركبات العضوية المتطايرة من خلال الفلتر الأولي، ومن ثم من خلال منطقة المعالجة لجهاز تشغيل التركيز.
تتم إزالة المركبات العضوية المتطايرة في منطقة المعالجة عن طريق امتزاز المادة المازة، ويتم تفريغ الهواء المنقى من منطقة المعالجة في عداء التركيز. يتم امتصاص المركبات العضوية المتطايرة من غاز النفايات العضوية الممتزة في عداء التركيز وتركيزها إلى 5 إلى 15 مرة عن طريق معالجة الهواء الساخن في منطقة التجديد.
يتم تبريد العداء المركز في منطقة التبريد، ويتم تسخين الهواء من خلال منطقة التبريد واستخدامه كهواء معاد تدويره لتحقيق تأثير التنقية وتوفير الطاقة.
عملية الأكسدة الحفزية:
تتم عملية الاحتراق الحفاز في وحدة الاحتراق الحفاز. يتم تسخين غاز النفايات العضوية إلى 200-400 درجة مئوية من خلال المبادل الحراري، ومن ثم يدخل غرفة الاحتراق. عند المرور عبر طبقة المحفز، يتم امتصاص جزيئات الهيدروكربونات وجزيئات الأكسجين الموجودة في خليط الغاز على سطح المحفز ويتم تنشيطها على التوالي. نظرًا لأن الامتزاز السطحي يقلل من طاقة التنشيط للتفاعل، فإن الهيدروكربونات تتأكسد بسرعة مع جزيئات الأكسجين عند درجات حرارة منخفضة لإنتاج ثاني أكسيد الكربون والماء.
تركيز امتزاز الزيوليت الدوار - عملية الاحتراق الحفاز:
الفكرة الأساسية لتكنولوجيا الاحتراق الحفاز لتركيز عجلة الزيوليت، يتم فصل وتركيز المركبات العضوية المتطايرة الموجودة في غاز النفايات الصناعية ذات التركيز المنخفض وحجم الهواء الكبير بطريقة فصل الامتزاز، ويتم تحلل الهواء الملوث بتركيز عالٍ وحجم هواء صغير بعد التركيز و تنقيته بطريقة الاحتراق، والمعروفة باسم تركيز فصل الامتزاز + طريقة التحلل والتنقية بالاحتراق.
يتم تركيب عداء الامتزاز مع هيكل قرص العسل في الغلاف المقسم إلى مناطق الامتزاز والتجديد والتبريد، ويدور ببطء بسرعة 3 ~ 8 دورات في الساعة تحت قيادة محرك تنظيم السرعة.
ترتبط المناطق الثلاث للامتزاز والتجديد والتبريد على التوالي بالممرات الهوائية لهواء المعالجة وهواء التبريد وهواء التجديد. علاوة على ذلك، ومن أجل منع تسرب الهواء بين قنوات الرياح ومحيط مجرى الامتزاز والقشرة بين كل منطقة، تم تجهيز لوحة التقسيم ومجرى الامتزاز ومحيط مجرى الامتزاز والغلاف بمقاومة لدرجة الحرارة العالية ، مادة مانعة للتسرب من مطاط الفلورو المقاوم للمذيبات.
تقوم المروحة رقم 1 بدفع المركبات العضوية المتطايرة التي تحتوي على غاز العادم عبر المنطقة "أ" من العداء، وهي منطقة الامتزاز. يمكن تعبئة مواد امتصاص مختلفة في العداء وفقًا لأهداف مختلفة. تأتي منطقة A من المركبات العضوية المتطايرة الممتصة إلى المنطقة b للامتزاز مع دوران العداء. سوف يمتص تدفق الهواء ذو درجة الحرارة العالية من خلال نقل الحرارة 1 المركبات العضوية المتطايرة الممتزة على العداء، ويصل إلى درجة حرارة الاشتعال من خلال نقل الحرارة 2، ثم يدخل غرفة الاحتراق التحفيزي لتفاعل الأكسدة الحفزية. نظرًا لأن العداء يحتاج إلى الامتزاز بعد الامتزاز، يتم تعيين منطقة تبريد c بجوار منطقة الامتزاز ليتم تبريده بالهواء، ويصبح الهواء الدافئ المبرد هواءًا ساخنًا للامتزاز من خلال نقل الحرارة 1.
بالنسبة لتصنيع الرقائق الحالي، وصناعة لوحات LCD، وصناعة أشباه الموصلات، وصناعة الطباعة، وصناعة الطلاء، ومجالات الإنتاج الصناعي الأخرى. يجب أن تستخدم طريقة الإنتاج الثابتة عددًا كبيرًا من المذيبات العضوية، المستخدمة كعامل تنظيف، ومقاوم للضوء، وسائل تجريد، ومخفف، وما إلى ذلك، في هذه العملية ستنتج عددًا كبيرًا من غازات النفايات العضوية، وغازات النفايات العضوية هذه ذات حجم هواء كبير، تركيز منخفض من غاز النفايات، لذلك من أجل معالجة هذا النوع من غاز النفايات الذي يحتوي على مكونات المركبات العضوية المتطايرة بكفاءة، فإن طريقة امتصاص وتركيز دوار الزيوليت هي طريقة المعالجة الأكثر فعالية في الوقت الحاضر.
نطاق تطبيق التركيز الدوار للزيوليت + أنظمة الاحتراق الحفاز:
تتمتع أنظمة التركيز الدوار للزيوليت والاحتراق الحفاز بمجموعة واسعة من التطبيقات، والتي تغطي مجموعة واسعة من الصناعات وظروف معالجة غاز العادم. تُستخدم هذه التقنية المبتكرة بشكل أساسي في ظروف معالجة غاز النفايات ذات التركيز المنخفض وحجم الهواء الكبير، وهي مناسبة لمجموعة متنوعة من التطبيقات الصناعية.
إحدى المزايا الرئيسية لمكثف الزيوليت الدوار هي قدرته على معالجة الغازات العادمة التي لا تحتوي على الهالوجينات مثل S، N، Cl، F، إلخ. وفي حالة وجود هذه المكونات، يمكن معالجتها في مرحلة المعالجة المسبقة قبل الاحتراق لضمان عدم ظهور أي مكونات غاز عادم جديدة بعد عملية الاحتراق.
بالإضافة إلى ذلك، لا يمكن أن تكون نقطة غليان غاز العادم عالية جدًا بحيث لا يمكن معالجتها بشكل فعال باستخدام هذا النظام. إذا تجاوزت نقطة الغليان 300 درجة مئوية وتعرضت للهواء الساخن، فلن يتم امتصاص غاز النفايات العضوية الممتز على المنخل الجزيئي للزيوليت لفترة طويلة، مما يؤثر على كفاءة عملية المعالجة.
هذه التكنولوجيا المتقدمة مناسبة لمجموعة متنوعة من الصناعات، بما في ذلك المصانع الكيماوية، ومرافق الطلاء، وشركات الأدوية، ومصانع الإلكترونيات، ومصنعي الأثاث، وشركات التعبئة والتغليف والطباعة، ومرافق الطلاء. فهو يعالج بشكل فعال المذيبات العضوية وانبعاثات غازات النفايات العضوية الناتجة عن هذه الصناعات المتنوعة، مما يجعله حلاً متعدد الاستخدامات وقيمًا للشركات التي تتطلع إلى تحسين عمليات معالجة غاز النفايات.
ومن الجدير بالذكر أن غازات النفايات يمكن أن يتم امتزازها ثم امتصاصها بواسطة الزيوليت، مما يجعلها مرشحة مناسبة للمعالجة. ومع ذلك، إذا كان غاز العادم يحتوي على S، N، Cl، F ومكونات أخرى، فسيتم إنتاج ملوثات ثانوية بعد الاحتراق، وهو غير مناسب لمعالجة الاحتراق الحفاز.
باختصار، تحتوي أنظمة التركيز الدوار للزيوليت والاحتراق الحفاز على مجموعة واسعة من التطبيقات وتوفر حلولًا موثوقة وفعالة لمعالجة غازات النفايات العضوية المتطايرة في مختلف الصناعات. إن قدرته على التعامل مع كميات الهواء العالية والتركيزات المنخفضة تجعله من الأصول القيمة عند البحث عن تحسين عمليات معالجة العادم.