Chi tiết Giải pháp hệ thống xử lý khí thải VOC
Với sự phát triển nhanh chóng của nền kinh tế, một số lượng lớn các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi VOC, trong những năm gần đây, các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC) đã trở thành một trong những nguồn gây ô nhiễm không khí chính, gây ra mối đe dọa lớn đối với sức khỏe con người và sự cân bằng của hệ sinh thái, sự kết thúc của việc quản trị VOC đã thu hút được sự quan tâm rộng rãi của xã hội.
Trên cơ sở công nghệ xử lý không khí đầu cuối đơn hiện có, nguyên lý, quy trình, tình trạng nghiên cứu và triển vọng phát triển của công nghệ đốt xúc tác nồng độ hấp phụ kết hợp phù hợp với thể tích không khí thải lớn và nồng độ VOC thấp sẽ được thảo luận chi tiết.
Khí VOC chủ yếu gây hại cho bầu khí quyển:
(1) Một số độc hại, gây ung thư và gây nguy hiểm cho sức khỏe con người;
(2) Hydrocarbon và oxit nitơ trong VOC phản ứng tạo ra ozone dưới tác dụng của tia cực tím, có thể dẫn đến hiện tượng sương mù quang hóa trong khí quyển và gây nguy hiểm cho sức khỏe con người và sự phát triển của thực vật;
(3) Tham gia vào quá trình hình thành các sol khí thứ cấp trong khí quyển. Hầu hết các sol khí thứ cấp là các hạt mịn, không dễ lắng xuống. Chúng có thể tồn tại trong khí quyển lâu hơn và có lực tán xạ ánh sáng mạnh, điều này có thể làm giảm đáng kể tầm nhìn của khí quyển;
Hiện nay, nhiều môi trường khí quyển đô thị đã cho thấy tình trạng ô nhiễm khói mù khu vực, ôzôn và mưa axit cũng như ba đặc điểm ô nhiễm không khí phức tạp khác, và VOC là một trong những tác nhân tăng cường quan trọng nhất.
Công nghệ xử lý phổ biến khí VOC:
Việc quản lý VOC trở nên cấp thiết, công nghệ xử lý khí VOC hiện nay chủ yếu được chia thành hai loại:
(1) Kiểm soát tại nguồn, cụ thể đề cập đến các biện pháp ngăn ngừa hoặc giảm thiểu VOC dưới dạng phát thải trong liên kết sản xuất, là phương pháp tốt nhất để kiểm soát ô nhiễm khí thải hữu cơ. Tuy nhiên, do hạn chế về trình độ kỹ thuật nên chắc chắn sẽ thải, rò rỉ các nồng độ khí thải hữu cơ khác nhau ra môi trường, khó đạt được.
(2) Phương pháp quản trị kiểm soát và loại bỏ khí VOC khi kết thúc quá trình sản xuất có thể được chia thành hai loại: công nghệ tái chế và công nghệ tiêu hủy.
Công nghệ thu hồi: là việc sử dụng các phương pháp vật lý để thu hồi khí VOC theo phương pháp không phá hủy, chủ yếu là phương pháp hấp phụ than hoạt tính, phương pháp ngưng tụ, phương pháp xử lý màng, v.v. Loại phương pháp này không chỉ có thể kiểm soát hiệu quả sự phát thải VOC mà việc tái chế còn có thể tiết kiệm tài nguyên và mang lại lợi ích kinh tế nên ngày càng được chú ý.
Công nghệ phá hủy: nghĩa là thông qua quá trình phản ứng hóa học hoặc sinh học để phân hủy quá trình oxy hóa khí thải VOC thành các chất không độc hại hoặc ít độc hại bằng các phương pháp phá hủy, các công nghệ chính là đốt cháy, phân hủy quang xúc tác, công nghệ plasma, phân hủy sinh học, v.v.
Công nghệ xử lý khí thải VOC là một quy trình xử lý duy nhất, tùy theo tình hình và yêu cầu cụ thể về phát thải khí thải VOC mà chọn quy trình phù hợp; Do VOC rất đa dạng, thành phần phức tạp, tính chất khác nhau nên trong nhiều trường hợp, việc sử dụng công nghệ lọc thường khó đáp ứng yêu cầu quản trị và rất kém kinh tế. Sử dụng lợi thế của các công nghệ xử lý đơn vị khác nhau, quy trình xử lý kết hợp không chỉ có thể đáp ứng các yêu cầu về khí thải mà còn giảm chi phí vận hành của thiết bị.
Nguyên lý công nghệ của Hệ thống cô đặc rôto Zeolit + Đốt xúc tác:
Công nghệ đầu tiên được sử dụng để xử lý khí VOC là phương pháp hấp phụ, trong đó phổ biến nhất và điển hình hơn là hấp phụ than hoạt tính, phương pháp hấp phụ than hoạt tính để hấp phụ và xử lý khói halogen và loạt công nghệ benzen đã rất phổ biến trong ngành . Nguyên tắc chính của phương pháp hấp phụ là sử dụng vật liệu xốp có diện tích bề mặt riêng lớn làm chất hấp phụ. Khi khí VOC chảy qua chất hấp phụ, do diện tích bề mặt riêng lớn của chất hấp phụ, các phân tử VOC bị chất hấp phụ giữ lại trên bề mặt bên trong của micropore, để đạt được hiệu quả lọc khí. Là một sự kết hợp mới và công nghệ xử lý hấp phụ VOC hiệu quả, bộ tập trung rôto bánh xe zeolit + công nghệ đốt xúc tác đã được sử dụng rộng rãi ở nước ngoài.
(1) Loại chất hấp phụ
Vật liệu hấp phụ là cốt lõi của công nghệ bánh xe, thường được sử dụng là than hoạt tính và sàng phân tử zeolit. Than hoạt tính có micropores phong phú, diện tích bề mặt riêng lớn, khả năng hấp phụ mạnh, tốc độ nhanh nên được ứng dụng rộng rãi trong công nghệ bánh xe. Than hoạt tính làm chất hấp phụ để xử lý khí thải, khả năng hấp phụ lớn, chi phí thấp, nhưng lỗ rỗng của nó dễ bịt kín và bản thân than hoạt tính có tính dễ cháy nhất định, dễ bắt lửa khi giải hấp, sẽ tạo ra một mối nguy hiểm an toàn nhất định, không đáp ứng yêu cầu về an toàn sản xuất sẽ bị ảnh hưởng khi áp dụng thực tế.
Sàng phân tử Zeolite là một loại vật liệu hydrat có cấu trúc khung xương cụ thể là muối kim loại silicat nhôm tinh thể. Công thức hóa học chung như sau:
[ (A102) x - (SiO2)y] - zH20o
Trong đó M đại diện cho cation, m đại diện cho số trạng thái hóa trị, z đại diện cho số lượng hydrat hóa, x và mười nghìn là số nguyên, sau khi cấu trúc được kích hoạt, A. Nước trong đầu sẽ biến mất và các thành phần còn lại sẽ chuyển sang tạo thành cấu trúc lồng có khẩu độ 3 ~ 10Å.
Khả năng hấp phụ chọn lọc của sàng phân tử zeolite chủ yếu là do cấu trúc đều đặn. Quy tắc sắp xếp khẩu độ sàng phân tử Zeolite, phân bố đồng đều, lựa chọn hấp phụ chủ yếu là do kích thước khẩu độ zeolite khác nhau là khác nhau, trong trường hợp bình thường, chỉ có đường kính động phân tử nhỏ hơn các phân tử khẩu độ sàng phân tử sẽ được hấp phụ bởi sàng phân tử.
Ngoài ra còn có sự khác biệt lớn về cấu trúc khung và kích thước lỗ của các loại sàng phân tử khác nhau và cấu trúc khung của sàng phân tử có sự thay đổi trong phạm vi độ, do đó một số phân tử có đường kính động phân tử lớn hơn một chút so với kích thước lỗ rỗng cũng có thể bị nó hấp phụ nhưng tốc độ hấp phụ và khả năng hấp phụ sẽ giảm đáng kể.
Bởi vì có các cation trong cấu trúc và cấu trúc khung xương được tích điện âm nên bản thân nó là sàng phân tử có cực. Các cation của rây phân tử zeolit sẽ tạo ra một điện trường dương mạnh, nhằm hút tâm âm của các phân tử phân cực, hoặc các phân tử phân cực bằng rây phân tử zeolit cảm ứng tĩnh điện sau khi phân cực.
Do đó, sàng phân tử zeolite có thể hấp phụ các phân tử có độ phân cực mạnh hoặc phân cực dễ dàng nhưng đường kính động học lớn hơn một chút so với kích thước lỗ rỗng của chúng. Bởi vì sàng phân tử có cấu trúc lỗ đặc biệt nên có hiệu suất đặc biệt, trong điều kiện nhiệt độ cao và áp suất thấp cũng có thể phát huy khả năng hấp phụ của nó. Hiện nay, các loại rây phân tử thường được sử dụng để hấp phụ là 13X, NaY, mercerite và ZSM-5.
Giới thiệu nguyên lý bánh xe zeolite
Nghiên cứu kết luận rằng: nếu giấy sợi gốm phẳng và gợn sóng được xử lý bằng cách sử dụng liên kết vô cơ để tạo thành bánh xe tổ ong, sau đó sử dụng zeolite có khả năng hút nước trên rãnh của bánh xe, bánh xe sẽ trở thành bánh xe hấp thụ, sau khi thí nghiệm chứng minh rằng bánh xe hấp phụ để xử lý tinh chế VOC rất hiệu quả.
Vùng tập trung của vật liệu chạy zeolit có thể được chia thành ba phần: vùng xử lý, vùng tái sinh và vùng làm mát. Người chạy tập trung chạy liên tục trong từng khu vực. Khí thải hữu cơ VOC được lọc qua bộ lọc sơ bộ, sau đó qua khu vực xử lý của thiết bị chạy cô đặc.
VOC trong khu vực xử lý được loại bỏ bằng cách hấp phụ chất hấp phụ và không khí tinh khiết được thải ra khỏi khu vực xử lý của máy tập trung. Khí thải hữu cơ VOC được hấp phụ trong thiết bị cô đặc được giải hấp và cô đặc đến 5~15 lần bằng cách xử lý không khí nóng trong khu vực tái sinh.
Máy chạy tập trung được làm mát trong vùng làm mát, và không khí đi qua vùng làm mát được làm nóng và sử dụng làm không khí tái chế để đạt được hiệu quả thanh lọc và tiết kiệm năng lượng.
Quá trình oxy hóa xúc tác:
Quá trình đốt xúc tác được thực hiện trong thiết bị đốt xúc tác. Khí thải hữu cơ được làm nóng trước đến 200-400 ° C thông qua bộ trao đổi nhiệt, sau đó đi vào buồng đốt. Khi đi qua lớp xúc tác, các phân tử hydrocarbon và phân tử oxy trong hỗn hợp khí lần lượt được hấp phụ trên bề mặt chất xúc tác và được kích hoạt. Do sự hấp phụ bề mặt làm giảm năng lượng hoạt hóa của phản ứng nên hydrocarbon bị oxy hóa nhanh chóng bằng các phân tử oxy ở nhiệt độ thấp hơn để tạo ra carbon dioxide và nước.
Nồng độ hấp phụ Zeolite Rotor - quá trình đốt xúc tác:
Ý tưởng cơ bản về công nghệ đốt xúc tác nồng độ bánh xe zeolite, VOC trong khí thải công nghiệp với nồng độ thấp và thể tích không khí lớn được tách ra và cô đặc bằng phương pháp tách hấp phụ, và không khí ô nhiễm có nồng độ cao và thể tích không khí nhỏ sau khi cô đặc bị phân hủy và được tinh chế bằng phương pháp đốt, thường được gọi là nồng độ tách hấp phụ + phương pháp phân hủy và tinh chế đốt cháy.
Bộ chạy hấp phụ có cấu trúc tổ ong được lắp đặt trong vỏ được chia thành các vùng hấp phụ, tái sinh và làm mát và quay chậm với tốc độ 3 ~ 8 vòng quay mỗi giờ dưới sự dẫn động của động cơ điều chỉnh tốc độ.
Ba vùng hấp phụ, tái sinh và làm mát lần lượt được kết nối với các đường dẫn khí của không khí xử lý, không khí làm mát và không khí tái sinh. Hơn nữa, để ngăn chặn sự rò rỉ không khí giữa kênh gió và chu vi của bộ chạy hấp phụ và vỏ giữa mỗi vùng, tấm phân vùng và bộ chạy hấp phụ, chu vi của bộ chạy hấp phụ và vỏ được trang bị khả năng chịu nhiệt độ cao. , vật liệu bịt kín bằng cao su fluoro chịu được dung môi.
Quạt số 1 đẩy VOC chứa khí thải đi qua diện tích a của ống dẫn là vùng hấp phụ. Các vật liệu hấp phụ khác nhau có thể được lấp đầy trong máy chạy theo các mục tiêu khác nhau. Vùng a của VOC được hấp phụ sẽ đến vùng b để giải hấp khi vật quay quay. Luồng không khí nhiệt độ cao thông qua quá trình truyền nhiệt 1 sẽ giải hấp các VOC được hấp phụ trên đường dẫn và đạt đến nhiệt độ bắt lửa thông qua quá trình truyền nhiệt 2, sau đó đi vào buồng đốt xúc tác để thực hiện phản ứng oxy hóa xúc tác. Vì máy chạy cần được hấp phụ sau khi giải hấp, nên khu vực làm mát c được đặt bên cạnh khu vực giải hấp để được làm mát bằng không khí và không khí ấm được làm mát sẽ trở thành không khí nóng để giải hấp thông qua truyền nhiệt 1.
Đối với sản xuất chip hiện tại, công nghiệp màn hình LCD, công nghiệp bán dẫn, công nghiệp in ấn, công nghiệp sơn và các lĩnh vực sản xuất công nghiệp khác. Phương pháp sản xuất cố định của nó phải sử dụng một số lượng lớn dung môi hữu cơ, được sử dụng làm chất tẩy rửa, chất quang dẫn, chất lỏng tước, chất pha loãng, v.v., trong quá trình này sẽ tạo ra một lượng lớn khí thải hữu cơ, những khí thải hữu cơ này có thể tích không khí lớn, nồng độ khí thải thấp nên để xử lý hiệu quả loại khí thải có chứa các thành phần VOC này thì phương pháp cô đặc và hấp phụ bằng rotor Zeolite là phương pháp xử lý hiệu quả nhất hiện nay.
Phạm vi ứng dụng của hệ thống cô đặc quay + đốt xúc tác Zeolite:
Hệ thống cô đặc quay và đốt xúc tác Zeolite có nhiều ứng dụng, bao gồm nhiều ngành công nghiệp và điều kiện xử lý khí thải. Công nghệ tiên tiến này chủ yếu được sử dụng trong các điều kiện xử lý khí thải có nồng độ thấp và thể tích không khí lớn, phù hợp với nhiều ứng dụng công nghiệp.
Một trong những ưu điểm chính của máy cô đặc rôto zeolit là khả năng xử lý các khí thải không chứa các halogen như S, N, Cl, F,… Nếu có mặt các thành phần này thì có thể xử lý ở giai đoạn tiền xử lý trước khi đốt. để đảm bảo không có thành phần khí thải mới nào được tạo ra sau quá trình đốt cháy.
Ngoài ra, nhiệt độ sôi của khí thải không thể quá cao để có thể xử lý hiệu quả bằng hệ thống này. Nếu nhiệt độ sôi vượt quá 300°C và tiếp xúc với không khí nóng, khí thải hữu cơ hấp phụ trên sàng phân tử zeolit lâu ngày không được giải hấp, ảnh hưởng đến hiệu quả của quá trình xử lý.
Công nghệ tiên tiến này phù hợp với nhiều ngành công nghiệp, bao gồm nhà máy hóa chất, cơ sở sơn, công ty dược phẩm, nhà máy điện tử, nhà sản xuất đồ nội thất, công ty đóng gói và in ấn cũng như cơ sở sơn. Nó xử lý hiệu quả các dung môi hữu cơ và khí thải hữu cơ từ các ngành công nghiệp đa dạng này, khiến nó trở thành một giải pháp linh hoạt và có giá trị cho các công ty đang tìm cách cải thiện quy trình xử lý khí thải của mình.
Đáng chú ý, khí thải có thể được hấp phụ và sau đó được giải hấp bởi zeolit, khiến chúng trở thành ứng cử viên thích hợp để xử lý. Tuy nhiên, nếu khí thải chứa S, N, Cl, F và các thành phần khác, các chất ô nhiễm thứ cấp sẽ được tạo ra sau khi đốt và không thích hợp để xử lý đốt bằng xúc tác.
Tóm lại, hệ thống cô đặc quay và đốt xúc tác zeolite có nhiều ứng dụng và cung cấp các giải pháp đáng tin cậy và hiệu quả để xử lý khí thải VOC trong các ngành công nghiệp khác nhau. Khả năng xử lý lượng không khí cao và nồng độ thấp khiến nó trở thành tài sản quý giá khi tìm cách cải thiện quy trình xử lý khí thải.