Dettagli della soluzione del sistema di trattamento dei gas di scarico VOC
Con il rapido sviluppo dell'economia, un gran numero di composti organici volatili COV, negli ultimi anni, i composti organici volatili (COV) sono diventati una delle principali fonti di inquinanti atmosferici, il che ha causato una grande minaccia per la salute umana e l'equilibrio di nell’ecosistema, la fine della governance dei COV ha attirato ampia attenzione da parte della società.
Sulla base dell'attuale tecnologia di trattamento dell'aria a terminale singolo, vengono discussi in dettaglio il principio, il flusso del processo, lo stato della ricerca e le prospettive di sviluppo della tecnologia combinata di adsorbimento-concentrazione-combustione catalitica adatta per grandi volumi di aria di scarico e bassa concentrazione di COV.
COV I gas causano principalmente danni all'atmosfera:
(1) Alcuni sono tossici e cancerogeni e mettono in pericolo la salute umana;
(2) Gli idrocarburi e gli ossidi di azoto presenti nei COV reagiscono per generare ozono sotto l'azione della luce ultravioletta, che può portare a eventi di smog fotochimico atmosferico e mettere in pericolo la salute umana e la crescita delle piante;
(3) Partecipare alla formazione di aerosol secondari nell'atmosfera. La maggior parte degli aerosol secondari sono particelle fini, che non sono facili da depositare. Possono rimanere nell'atmosfera per un tempo più lungo e hanno una forte forza di diffusione della luce, che può ridurre significativamente la visibilità atmosferica;
Allo stato attuale, molti ambienti atmosferici urbani hanno mostrato inquinamento regionale da foschia, ozono e piogge acide e altre tre caratteristiche complesse di inquinamento atmosferico, e i COV sono uno degli agenti stimolatori più importanti.
Tecnologia comune di trattamento del gas COV:
La governance dei COV è diventata urgente, l’attuale tecnologia di trattamento del gas dei COV è principalmente divisa in due categorie:
(1) Il controllo alla fonte si riferisce specificamente alle misure per prevenire o ridurre i COV come emissioni nel processo di produzione, che è il metodo migliore per controllare l'inquinamento da gas di scarico organici. Tuttavia, a causa dei limiti del livello tecnico, inevitabilmente scaricherà e disperderà nell'ambiente diverse concentrazioni di gas di scarico organico, il che è difficile da ottenere.
(2) Il metodo di governance per il controllo e l'eliminazione dei COV del gas al termine della produzione può essere suddiviso in due categorie: tecnologia di riciclaggio e tecnologia di distruzione.
Tecnologia di recupero: è l'uso di metodi fisici per recuperare metodi non distruttivi dei gas COV, principalmente il metodo di adsorbimento con carbone attivo, il metodo di condensazione, il metodo di trattamento con membrana e così via. Questo tipo di metodo non solo può controllare efficacemente le emissioni di COV, ma anche il riciclaggio può far risparmiare risorse e portare vantaggi economici, per questo motivo sta ricevendo sempre più attenzione.
Tecnologia di distruzione: ovvero, attraverso un processo di reazione chimica o biologica per effettuare la decomposizione dell'ossidazione dei gas di scarico dei COV in sostanze non tossiche o poco tossiche con metodi distruttivi, le tecnologie principali sono la combustione, la degradazione fotocatalitica, la tecnologia del plasma, la biodegradazione e così via.
La tecnologia di trattamento dei gas di scarico dei COV è un unico processo di trattamento, in base alla situazione specifica e ai requisiti delle emissioni dei gas di scarico dei COV, selezionare il processo appropriato; A causa dell’ampia varietà di COV, componenti complessi e proprietà diverse, in molti casi l’uso di una tecnologia di purificazione è spesso difficile da soddisfare i requisiti di governance ed è molto antieconomico. Sfruttando i vantaggi delle diverse tecnologie di trattamento unitario, il processo di trattamento combinato può non solo soddisfare i requisiti sulle emissioni, ma anche ridurre i costi operativi delle apparecchiature.
Tecnologia principale della concentrazione del rotore di zeolite + sistemi di combustione catalitica:
La prima tecnologia utilizzata per gestire i gas COV è il metodo di adsorbimento, tra cui il più comunemente usato e più tipico è l'adsorbimento con carbone attivo, il metodo di adsorbimento con carbone attivo per l'adsorbimento e il trattamento del fumo alogeno e delle serie di tecnologie benzene è stato molto comune nel settore . Il principio principale del metodo di adsorbimento consiste nell'utilizzare materiali porosi con un'ampia superficie specifica come adsorbente. Quando il gas COV fluisce attraverso l'adsorbente, a causa dell'ampia superficie specifica dell'adsorbente, le molecole di COV vengono intrappolate sulla superficie interna del microporo dall'adsorbente, in modo da ottenere l'effetto di purificazione del gas. Come nuova combinazione ed efficiente tecnologia di trattamento ad adsorbimento dei COV, il concentratore del rotore con ruota di zeolite + la tecnologia di combustione catalitica è stato ampiamente utilizzato in paesi stranieri.
(1) Tipo di adsorbente
Il materiale di adsorbimento è il nucleo della tecnologia delle ruote, il carbone attivo comunemente usato e il setaccio molecolare zeolite due. Il carbone attivo ha ricchi micropori, un'ampia superficie specifica, una forte capacità di assorbimento, un'elevata velocità ed è ampiamente utilizzato nella tecnologia delle ruote. Carbone attivo come adsorbente per trattare i gas di scarico, la sua capacità di adsorbimento è ampia, a basso costo, ma i suoi pori sono facili da tappare e il carbone attivo stesso ha una certa infiammabilità, facile da prendere fuoco durante il desorbimento, costituirà un certo rischio per la sicurezza, non soddisfa i requisiti di sicurezza della produzione, sarà influenzato nell'applicazione pratica.
Il setaccio molecolare della zeolite è un tipo di materiale idrato con una struttura scheletrica specifica di sale metallico cristallino di silicato di alluminio. La formula chimica generale è la seguente:
[ (A102) x - (SiO2)y] - zH20o
Dove M rappresenta il catione, m rappresenta il numero di stati di valenza, z rappresenta il numero di idratazione, x e diecimila sono numeri interi, dopo che la struttura è stata attivata, A. L'acqua nella testa scomparirà e i componenti rimanenti si sposteranno in formano una struttura a gabbia con un'apertura di 3~10Å.
La capacità di adsorbimento selettivo del setaccio molecolare della zeolite è dovuta principalmente alla struttura regolare. Regole di disposizione dell'apertura del setaccio molecolare della zeolite, distribuzione uniforme, la selezione dell'adsorbimento è principalmente dovuta al fatto che le diverse dimensioni dell'apertura della zeolite sono diverse, in circostanze normali, solo il diametro dinamico molecolare inferiore alle molecole dell'apertura del setaccio molecolare verrà assorbito dal setaccio molecolare.
Ci sono anche grandi differenze nella struttura dello scheletro e nella dimensione dei pori dei diversi tipi di setacci molecolari, e la struttura dello scheletro dei setacci molecolari presenta variabilità entro un intervallo di gradi, quindi alcune molecole con diametro dinamico molecolare leggermente maggiore della dimensione dei pori possono anche essere adsorbito da esso, ma il tasso di assorbimento e la capacità di assorbimento saranno significativamente ridotti.
Poiché nella struttura sono presenti cationi e la struttura scheletrica è caricata negativamente, è il setaccio molecolare stesso con polarità. Il catione del setaccio molecolare della zeolite genererà un forte campo elettrico positivo, al fine di attrarre il centro negativo delle molecole polari o delle molecole polarizzabili mediante l'induzione elettrostatica del setaccio molecolare della zeolite dopo la polarizzazione.
Pertanto, i setacci molecolari di zeolite possono adsorbire molecole con polarità forte o polarizzazione facile ma con diametro cinetico leggermente maggiore della dimensione dei pori. Poiché il setaccio molecolare ha una speciale struttura dei pori che gli conferisce prestazioni speciali, in condizioni di alta temperatura e bassa pressione può anche svolgere la sua capacità di adsorbimento. Attualmente, i tipi di setacci molecolari spesso utilizzati per l'adsorbimento sono 13X, NaY, mercerite e ZSM-5.
Introduzione del principio della ruota di zeolite
Lo studio ha concluso che: se la carta in fibra ceramica ondulata e piatta lavorata utilizza un metodo di legame inorganico per creare una ruota a nido d'ape, e poi la zeolite con assorbimento d'acqua sul canale della ruota, la ruota diventerà una ruota assorbente, dopo che gli esperimenti hanno dimostrato che la ruota di adsorbimento per il trattamento di purificazione dei COV è molto efficace.
La zona di concentrazione del corridore di zeolite può essere divisa in tre parti: zona di trattamento, zona di rigenerazione e zona di raffreddamento. Il corridore di concentrazione corre continuamente in ciascuna zona. I gas di scarico organici COV vengono filtrati attraverso il prefiltro e quindi attraverso l'area di trattamento del dispositivo di concentrazione.
I COV nell'area di trattamento vengono rimossi mediante adsorbimento dell'adsorbente e l'aria purificata viene scaricata dall'area di trattamento del canale di concentrazione. I COV dei gas di scarico organici adsorbiti nel canale di concentrazione vengono desorbiti e concentrati fino a 5~15 volte mediante trattamento con aria calda nell'area di rigenerazione.
Il canale concentrato viene raffreddato nella zona di raffreddamento e l'aria attraverso la zona di raffreddamento viene riscaldata e utilizzata come aria riciclata per ottenere l'effetto di purificazione e risparmio energetico.
Processo di ossidazione catalitica:
Il processo di combustione catalitica viene effettuato in un'unità di combustione catalitica. Il gas di scarico organico viene preriscaldato a 200-400 °C attraverso lo scambiatore di calore e quindi entra nella camera di combustione. Quando passano attraverso il letto catalitico, le molecole di idrocarburi e le molecole di ossigeno nella miscela di gas vengono rispettivamente adsorbite sulla superficie del catalizzatore e attivate. Poiché l’adsorbimento superficiale riduce l’energia di attivazione della reazione, gli idrocarburi vengono rapidamente ossidati con molecole di ossigeno a temperature più basse per produrre anidride carbonica e acqua.
Concentrazione di adsorbimento del rotore zeolite - processo di combustione catalitica:
L'idea di base della tecnologia di combustione catalitica della concentrazione della ruota di zeolite, i COV nei gas di scarico industriali con bassa concentrazione e grande volume d'aria vengono separati e concentrati mediante il metodo di separazione per adsorbimento e l'aria inquinata con alta concentrazione e piccolo volume d'aria dopo la concentrazione viene decomposta e purificato mediante metodo di combustione, comunemente noto come concentrazione di separazione per adsorbimento + metodo di decomposizione e purificazione della combustione.
Il canale di adsorbimento con struttura a nido d'ape è installato nel guscio suddiviso in zone di adsorbimento, rigenerazione e raffreddamento e ruota lentamente ad una velocità di 3 ~8 giri all'ora sotto l'azionamento del motore di regolazione della velocità.
Le tre zone di adsorbimento, rigenerazione e raffreddamento sono collegate rispettivamente ai passaggi d'aria dell'aria di trattamento, dell'aria di raffreddamento e dell'aria di rigenerazione. Inoltre, al fine di evitare perdite d'aria tra la canalizzazione del vento e la circonferenza del canale di adsorbimento e del guscio tra ciascuna zona, la piastra divisoria e il canale di adsorbimento, la circonferenza del canale di adsorbimento e il guscio sono dotati di dispositivi resistenti alle alte temperature , materiale sigillante in gomma fluorurata resistente ai solventi.
N. 1 ventola convoglia i COV contenenti gas di scarico attraverso l'area a del canale, che è l'area di adsorbimento. Diversi materiali di adsorbimento possono essere riempiti nel canale in base a diversi obiettivi. La regione a dei COV adsorbiti arriva alla regione b per il desorbimento con la rotazione del canale. Il flusso d'aria ad alta temperatura attraverso il trasferimento di calore 1 desorbirà i COV adsorbiti sul corridore e raggiungerà la temperatura di accensione attraverso il trasferimento di calore 2, quindi entrerà nella camera di combustione catalitica per la reazione di ossidazione catalitica. Poiché il canale di desorbimento deve essere adsorbito dopo il desorbimento, un'area di raffreddamento c viene posizionata accanto all'area di desorbimento per essere raffreddata dall'aria e l'aria calda raffreddata diventa aria calda per il desorbimento attraverso il trasferimento di calore 1.
Per l'attuale produzione di chip, l'industria dei pannelli LCD, l'industria dei semiconduttori, l'industria della stampa, l'industria dei rivestimenti e altri campi di produzione industriale. Il suo metodo di produzione fisso deve utilizzare un gran numero di solventi organici, usati come detergenti, fotoresist, liquidi di strippaggio, diluenti, ecc., in questo processo produrrà un gran numero di gas di scarico organici, questi gas di scarico organici sono grandi volumi d'aria, bassa concentrazione di gas di scarico, quindi per trattare in modo efficiente questo tipo di gas di scarico contenente componenti COV, il metodo di adsorbimento e concentrazione del rotore Zeolite è attualmente il metodo di trattamento più efficace.
Gamma di applicazione dei sistemi di concentrazione rotativa di zeolite + combustione catalitica:
I sistemi di concentrazione rotativa e di combustione catalitica della zeolite hanno una vasta gamma di applicazioni, coprendo un'ampia gamma di settori e condizioni di trattamento dei gas di scarico. Questa tecnologia innovativa viene utilizzata principalmente in condizioni di trattamento dei gas di scarico con bassa concentrazione e grande volume d'aria ed è adatta per una varietà di applicazioni industriali.
Uno dei principali vantaggi del concentratore a rotore di zeolite è la sua capacità di trattare gas di scarico che non contengono alogeni come S, N, Cl, F, ecc. Se questi componenti sono presenti, possono essere trattati nella fase di pretrattamento prima della combustione per garantire che non vengano prodotti nuovi componenti dei gas di scarico dopo il processo di combustione.
Inoltre, il punto di ebollizione dei gas di scarico non può essere troppo elevato per poter essere trattati efficacemente con questo sistema. Se il punto di ebollizione supera i 300°C ed è esposto all'aria calda, il gas di scarico organico adsorbito sul setaccio molecolare della zeolite non verrà desorbito per un lungo periodo, influenzando l'efficienza del processo di trattamento.
Questa tecnologia avanzata è adatta a una varietà di settori, tra cui impianti chimici, impianti di verniciatura, aziende farmaceutiche, fabbriche di elettronica, produttori di mobili, aziende di imballaggio e stampa e impianti di verniciatura. Tratta efficacemente i solventi organici e le emissioni di gas di scarico organici provenienti da questi diversi settori, rendendolo una soluzione versatile e preziosa per le aziende che desiderano migliorare i propri processi di trattamento dei gas di scarico.
In particolare, i gas di scarico possono essere adsorbiti e poi desorbiti dalle zeoliti, rendendoli candidati idonei per il trattamento. Tuttavia, se il gas di scarico contiene S, N, Cl, F e altri componenti, dopo la combustione verranno prodotti inquinanti secondari e non è adatto al trattamento di combustione catalitica.
In sintesi, i sistemi rotanti di concentrazione della zeolite e di combustione catalitica hanno una vasta gamma di applicazioni e forniscono soluzioni affidabili ed efficienti per il trattamento dei gas di scarico dei COV in vari settori. La sua capacità di gestire volumi d'aria elevati e basse concentrazioni lo rende una risorsa preziosa quando si cerca di migliorare i processi di trattamento dei gas di scarico.