Detalhes da solução do sistema de tratamento de gases residuais VOC
Com o rápido desenvolvimento da economia, um grande número de compostos orgânicos voláteis VOCs, nos últimos anos, os compostos orgânicos voláteis (VOCs) tornaram-se uma das principais fontes de poluentes atmosféricos, o que tem causado uma grande ameaça à saúde humana e ao equilíbrio de ecossistema, o fim da governança dos VOCs atraiu grande atenção da sociedade.
Com base na tecnologia existente de tratamento de ar de terminal único, o princípio, o fluxo do processo, o status da pesquisa e as perspectivas de desenvolvimento da tecnologia combinada de concentração de adsorção e combustão catalítica adequada para grandes volumes de ar residual e baixa concentração de COVs são discutidos em detalhes.
Os gases COV causam principalmente danos à atmosfera:
(1) Alguns são tóxicos e cancerígenos e colocam em perigo a saúde humana;
(2) Os hidrocarbonetos e os óxidos de azoto nos COV reagem para gerar ozono sob a acção da luz ultravioleta, o que pode levar a eventos de poluição fotoquímica atmosférica e pôr em perigo a saúde humana e o crescimento das plantas;
(3) Participar na formação de aerossóis secundários na atmosfera. A maioria dos aerossóis secundários são partículas finas, que não são fáceis de sedimentar. Eles podem permanecer na atmosfera por mais tempo e possuem forte força de dispersão à luz, o que pode reduzir significativamente a visibilidade atmosférica;
Atualmente, muitos ambientes atmosféricos urbanos apresentam poluição regional por neblina, ozônio e chuva ácida e outras três características complexas de poluição do ar, e os COV são um dos agentes impulsionadores mais importantes.
Tecnologia comum de tratamento de gás COV:
A governança dos COVs tem sido urgente, a atual tecnologia de tratamento de gases dos COVs é dividida principalmente em duas categorias:
(1) O controlo na fonte refere-se especificamente às medidas para prevenir ou reduzir os COV como emissões na ligação de produção, que é o melhor método para controlar a poluição por gases residuais orgânicos. Porém, devido à limitação do nível técnico, inevitavelmente descarregará e vazará diferentes concentrações de gases de exaustão orgânicos para o meio ambiente, o que é difícil de conseguir.
(2) O método de governação para controlar e eliminar gases COV no final da produção pode ser dividido em duas categorias: tecnologia de reciclagem e tecnologia de destruição.
Tecnologia de recuperação: é o uso de métodos físicos para recuperar métodos não destrutivos de gás VOCs, principalmente método de adsorção de carvão ativado, método de condensação, método de tratamento de membrana e assim por diante. Este tipo de método pode não só controlar eficazmente a emissão de COV, mas também a reciclagem pode poupar recursos e trazer benefícios económicos, por isso está a receber cada vez mais atenção.
Tecnologia de destruição: isto é, através de processos de reação química ou biológica para fazer a decomposição da oxidação dos gases residuais de COV em substâncias não tóxicas ou pouco tóxicas de métodos destrutivos, as principais tecnologias são combustão, degradação fotocatalítica, tecnologia de plasma, biodegradação e assim por diante.
A tecnologia de tratamento de gases residuais de COVs é um processo de tratamento único, de acordo com a situação específica e os requisitos das emissões de gases residuais de COVs, selecione o processo apropriado; Devido à grande variedade de COV, componentes complexos e propriedades diferentes, em muitos casos, a utilização de uma tecnologia de purificação é muitas vezes difícil de satisfazer os requisitos de governação e muito antieconómica. Utilizando as vantagens de diferentes tecnologias de tratamento unitário, o processo de tratamento combinado pode não apenas atender aos requisitos de emissão, mas também reduzir o custo operacional do equipamento.
Tecnologia principal de concentração de rotor de zeólita + sistemas de combustão catalítica:
A primeira tecnologia usada para lidar com gases VOCs é o método de adsorção, entre os quais o mais comumente usado e mais típico é a adsorção de carvão ativado, o método de adsorção de carvão ativado para adsorção e tratamento de fumaça halógena e série de tecnologia de benzeno tem sido muito comum na indústria . O princípio principal do método de adsorção é usar materiais porosos com grande área superficial específica como adsorvente. Quando o gás dos COVs flui através do adsorvente, devido à grande área de superfície específica do adsorvente, as moléculas dos COVs ficam presas na superfície interna do microporo pelo adsorvente, de modo a obter o efeito de purificação do gás. Como uma nova combinação e tecnologia eficiente de tratamento de adsorção de VOCs, a tecnologia de concentrador de rotor de roda de zeólita + tecnologia de combustão catalítica tem sido amplamente utilizada em países estrangeiros.
(1) Tipo de adsorvente
O material de adsorção é o núcleo da tecnologia de roda, carvão ativado comumente usado e peneira molecular de zeólita dois. O carvão ativado possui microporos ricos, grande área de superfície específica, forte capacidade de adsorção, velocidade rápida e é amplamente utilizado na tecnologia de rodas. O carvão ativado como adsorvente para tratar gases residuais, sua capacidade de adsorção é grande, de baixo custo, mas seu poro é fácil de obstruir, e o próprio carvão ativado tem uma certa inflamabilidade, fácil de pegar fogo durante a dessorção, constituirá um certo risco à segurança, não atende aos requisitos de produção de segurança, será afetado na aplicação prática.
A peneira molecular de zeólita é um tipo de material hidratado com uma estrutura de esqueleto específica de sal metálico de silicato de alumínio cristalino. A fórmula química geral é a seguinte:
[ (A102) x - (SiO2)y] - zH20o
Onde M representa cátion, m representa o número de estados de valência, z representa o número de hidratação, x e dez mil são inteiros, após a ativação da estrutura, A. A água na cabeça desaparecerá e os componentes restantes se moverão para formar uma estrutura de gaiola com uma abertura de 3 ~ 10Å.
A capacidade de adsorção seletiva da peneira molecular de zeólita se deve principalmente à estrutura regular. Regras de arranjo de abertura da peneira molecular de zeólita, distribuição uniforme, a seleção de adsorção ocorre principalmente porque diferentes tamanhos de abertura de zeólita são diferentes, em circunstâncias normais, apenas o diâmetro dinâmico molecular menor que as moléculas de abertura da peneira molecular serão adsorvidos pela peneira molecular.
Existem também grandes diferenças na estrutura do esqueleto e no tamanho dos poros de diferentes tipos de peneiras moleculares, e a estrutura do esqueleto das peneiras moleculares tem variabilidade dentro da faixa de graus, portanto, algumas moléculas com diâmetro dinâmico molecular ligeiramente maior que o tamanho dos poros também podem ser adsorvido por ele, mas a taxa de adsorção e a capacidade de adsorção serão significativamente reduzidas.
Como existem cátions na estrutura e a estrutura do esqueleto tem carga negativa, é a própria peneira molecular com polaridade. O cátion da peneira molecular de zeólita gerará um forte campo elétrico positivo, a fim de atrair o centro negativo das moléculas polares, ou moléculas polarizáveis por indução eletrostática da peneira molecular de zeólita após a polarização.
Portanto, as peneiras moleculares de zeólita podem adsorver moléculas com forte polaridade ou fácil polarização, mas com diâmetro cinético ligeiramente maior que o tamanho dos poros. Como a peneira molecular possui uma estrutura de poros especial para ter um desempenho especial, sob condições de alta temperatura e baixa pressão também pode desempenhar sua capacidade de adsorção. Atualmente, os tipos de peneira molecular frequentemente utilizados para adsorção são 13X, NaY, mercerita e ZSM-5.
Introdução do princípio da roda zeólita
O estudo concluiu que: se o papel de fibra cerâmica ondulada e plana processado usando forma de ligação inorgânica para fazer uma roda de favo de mel, e então o zeólito com absorção de água no canal da roda, a roda se tornará uma roda absorvente, após experimentos provaram que a roda de adsorção para tratamento de purificação de VOCs é muito eficaz.
A zona de concentração do corredor zeólito pode ser dividida em três partes: zona de tratamento, zona de regeneração e zona de resfriamento. O corredor de concentração corre continuamente em cada zona. O gás residual orgânico dos COVs é filtrado através do pré-filtro e, em seguida, através da área de tratamento do dispositivo de concentração.
Os VOCs na área de tratamento são removidos por adsorção de adsorvente e o ar purificado é descarregado da área de tratamento do corredor de concentração. Os VOCs de gases residuais orgânicos adsorvidos no corredor de concentração são dessorvidos e concentrados de 5 a 15 vezes por tratamento de ar quente na área de regeneração.
O corredor concentrado é resfriado na zona de resfriamento e o ar através da zona de resfriamento é aquecido e usado como ar reciclado para obter o efeito de purificação e economia de energia.
Processo de oxidação catalítica:
O processo de combustão catalítica é realizado em uma unidade de combustão catalítica. O gás residual orgânico é pré-aquecido a 200-400 °C através do trocador de calor e depois entra na câmara de combustão. Ao passar pelo leito catalítico, as moléculas de hidrocarbonetos e as moléculas de oxigênio na mistura gasosa são adsorvidas na superfície do catalisador e ativadas respectivamente. Como a adsorção superficial reduz a energia de ativação da reação, os hidrocarbonetos são rapidamente oxidados com moléculas de oxigênio em temperaturas mais baixas para produzir dióxido de carbono e água.
Concentração de adsorção do rotor zeólito - processo de combustão catalítica:
A ideia básica da tecnologia de combustão catalítica de concentração de roda de zeólito, os VOCs nos gases residuais industriais com baixa concentração e grande volume de ar são separados e concentrados pelo método de separação por adsorção, e o ar poluído com alta concentração e pequeno volume de ar após a concentração é decomposto e purificado pelo método de combustão, comumente conhecido como concentração de separação por adsorção + decomposição por combustão e método de purificação.
O corredor de adsorção com estrutura em favo de mel é instalado no invólucro dividido em zonas de adsorção, regeneração e resfriamento, e gira lentamente a uma velocidade de 3 ~ 8 rotações por hora sob o acionamento do motor regulador de velocidade.
As três zonas de adsorção, regeneração e resfriamento estão conectadas respectivamente às passagens de ar de tratamento, ar de resfriamento e ar de regeneração. Além disso, a fim de evitar o vazamento de ar entre a canalização do vento e a circunferência do corredor de adsorção e o invólucro entre cada zona, a placa divisória e o corredor de adsorção, a circunferência do corredor de adsorção e o invólucro estão equipados com resistentes a altas temperaturas , material de vedação de borracha fluorada resistente a solventes.
O ventilador nº 1 conduz VOCs contendo gases de exaustão através da área a do corredor, que é a área de adsorção. Diferentes materiais de adsorção podem ser preenchidos no corredor de acordo com diferentes objetivos. A região a dos VOCs adsorvidos chega à região b para dessorção com a rotação do corredor. O fluxo de ar de alta temperatura através da transferência de calor 1 dessorverá os VOCs adsorvidos no corredor e atingirá a temperatura de ignição através da transferência de calor 2 e, em seguida, entrará na câmara de combustão catalítica para a reação de oxidação catalítica. Como o corredor precisa ser adsorvido após a dessorção, uma área de resfriamento c é definida próxima à área de dessorção para ser resfriada pelo ar, e o ar quente resfriado se torna ar quente para dessorção por meio da transferência de calor 1.
Para a atual fabricação de chips, indústria de painéis LCD, indústria de semicondutores, indústria de impressão, indústria de revestimento e outros campos de produção industrial. Seu método de produção fixo deve utilizar um grande número de solventes orgânicos, utilizados como agente de limpeza, fotorresistente, líquido de decapagem, diluente, etc., neste processo produzirá um grande número de gases residuais orgânicos, esses gases residuais orgânicos são grandes volumes de ar, baixa concentração de gás residual, portanto, para tratar eficientemente este tipo de gás residual contendo componentes de VOCs, o método de adsorção e concentração do rotor Zeolite é o método de tratamento mais eficaz atualmente.
Faixa de aplicação de sistemas de concentração rotativa de zeólita + combustão catalítica:
Os sistemas de concentração rotativa e combustão catalítica de zeólito têm uma ampla gama de aplicações, cobrindo uma ampla gama de indústrias e condições de tratamento de gases de escape. Esta tecnologia inovadora é usada principalmente em condições de tratamento de gases residuais com baixa concentração e grande volume de ar, e é adequada para uma variedade de aplicações industriais.
Uma das principais vantagens do concentrador de rotor zeólito é a sua capacidade de tratar gases residuais que não contenham halogênios, como S, N, Cl, F, etc. para garantir que nenhum novo componente de gás de escape seja produzido após o processo de combustão.
Além disso, o ponto de ebulição dos gases de escape não pode ser demasiado elevado para que possam ser tratados eficazmente com este sistema. Se o ponto de ebulição ultrapassar 300°C e for exposto ao ar quente, o gás residual orgânico adsorvido na peneira molecular da zeólita não será dessorvido por muito tempo, afetando a eficiência do processo de tratamento.
Esta tecnologia avançada é adequada para uma variedade de indústrias, incluindo fábricas de produtos químicos, instalações de pintura, empresas farmacêuticas, fábricas de eletrônicos, fabricantes de móveis, empresas de embalagens e impressão e instalações de pintura. Ele trata com eficácia solventes orgânicos e emissões de gases residuais orgânicos dessas diversas indústrias, tornando-o uma solução versátil e valiosa para empresas que buscam melhorar seus processos de tratamento de gases residuais.
Notavelmente, os gases residuais podem ser adsorvidos e depois dessorvidos por zeólitos, tornando-os candidatos adequados para tratamento. No entanto, se o gás de exaustão contiver S, N, Cl, F e outros componentes, serão produzidos poluentes secundários após a combustão e não é adequado para tratamento de combustão catalítica.
Em resumo, os sistemas de concentração rotativa de zeólito e combustão catalítica têm uma ampla gama de aplicações e fornecem soluções confiáveis e eficientes para o tratamento de gases residuais de VOCs em vários setores. Sua capacidade de lidar com altos volumes de ar e baixas concentrações o torna um recurso valioso quando se busca melhorar os processos de tratamento de exaustão.