Detalles de la solución del sistema de tratamiento de gases residuales COV
Con el rápido desarrollo de la economía, una gran cantidad de compuestos orgánicos volátiles COV, en los últimos años, los compuestos orgánicos volátiles (COV) se han convertido en una de las principales fuentes de contaminantes del aire, lo que ha causado una gran amenaza para la salud humana y el equilibrio de En el ecosistema, el fin de la gobernanza de los COV ha atraído una amplia atención por parte de la sociedad.
Sobre la base de la tecnología de tratamiento de aire de terminal única existente, se analizan en detalle el principio, el flujo del proceso, el estado de la investigación y las perspectivas de desarrollo de la tecnología combinada de concentración de adsorción y combustión catalítica adecuada para grandes volúmenes de aire residual y bajas concentraciones de COV.
Los gases COV causan principalmente daños a la atmósfera:
(1) Algunos son tóxicos y cancerígenos y ponen en peligro la salud humana;
(2) Los hidrocarburos y óxidos de nitrógeno en los COV reaccionan para generar ozono bajo la acción de la luz ultravioleta, lo que puede provocar eventos de smog fotoquímico atmosférico y poner en peligro la salud humana y el crecimiento de las plantas;
(3) Participar en la formación de aerosoles secundarios en la atmósfera. La mayoría de los aerosoles secundarios son partículas finas que no son fáciles de sedimentar. Pueden permanecer en la atmósfera durante más tiempo y tienen una fuerte fuerza de dispersión de la luz, lo que puede reducir significativamente la visibilidad atmosférica;
En la actualidad, muchos entornos atmosféricos urbanos han mostrado contaminación regional por neblina, ozono y lluvia ácida y otras tres características complejas de contaminación del aire, y los COV son uno de los agentes potenciadores más importantes.
Tecnología de tratamiento común de gases COV:
La gobernanza de los COV ha sido urgente y la tecnología actual de tratamiento de gases con COV se divide principalmente en dos categorías:
(1) Control en la fuente, se refiere específicamente a las medidas para prevenir o reducir las emisiones de COV en el eslabón de producción, que es el mejor método para controlar la contaminación por gases residuales orgánicos. Sin embargo, debido a la limitación del nivel técnico, inevitablemente descargará y filtrará diferentes concentraciones de gases de escape orgánicos al medio ambiente, lo cual es difícil de lograr.
(2) El método de gobernanza para controlar y eliminar los gases COV al final de la producción se puede dividir en dos categorías: tecnología de reciclaje y tecnología de destrucción.
Tecnología de recuperación: es el uso de métodos físicos para recuperar gases COV, métodos no destructivos, principalmente método de adsorción de carbón activado, método de condensación, método de tratamiento con membrana, etc. Este tipo de método no sólo puede controlar eficazmente la emisión de COV, sino que también el reciclaje puede ahorrar recursos y generar beneficios económicos, por lo que está recibiendo cada vez más atención.
Tecnología de destrucción: es decir, a través de un proceso de reacción química o biológica para hacer que los COV se descompongan por oxidación de los gases residuales en sustancias no tóxicas o poco tóxicas mediante métodos destructivos, las principales tecnologías son la combustión, la degradación fotocatalítica, la tecnología de plasma, la biodegradación, etc.
La tecnología de tratamiento de gases residuales de COV es un proceso de tratamiento único, de acuerdo con la situación específica y los requisitos de las emisiones de gases residuales de COV, seleccione el proceso apropiado; Debido a la gran variedad de COV, componentes complejos y diferentes propiedades, en muchos casos el uso de una tecnología de purificación suele ser difícil de cumplir con los requisitos de gobernanza y muy antieconómico. Utilizando las ventajas de las diferentes tecnologías de tratamiento unitario, el proceso de tratamiento combinado no sólo puede cumplir con los requisitos de emisiones, sino también reducir el costo operativo del equipo.
Tecnología principal de los sistemas de combustión catalítica y concentración de rotor de zeolita:
La primera tecnología utilizada para tratar los gases COV es el método de adsorción, entre los cuales el más utilizado y más típico es la adsorción con carbón activado. El método de adsorción con carbón activado para la adsorción y el tratamiento de humo halógeno y la serie de tecnología de benceno ha sido muy común en la industria. . El principio fundamental del método de adsorción es utilizar materiales porosos con una gran superficie específica como adsorbente. Cuando el gas COV fluye a través del adsorbente, debido a la gran superficie específica del adsorbente, el adsorbente atrapa las moléculas de COV en la superficie interna del microporo, para lograr el efecto de purificación del gas. Como una nueva combinación y una tecnología eficiente de tratamiento de adsorción de COV, la tecnología de concentrador de rotor de rueda de zeolita + tecnología de combustión catalítica se ha utilizado ampliamente en países extranjeros.
(1) Tipo de adsorbente
El material de adsorción es el núcleo de la tecnología de la rueda, comúnmente utilizado carbón activado y tamiz molecular de zeolita dos. El carbón activado tiene microporos ricos, gran superficie específica, fuerte capacidad de adsorción, velocidad rápida y se usa ampliamente en la tecnología de ruedas. Carbón activado como adsorbente para tratar gases residuales, su capacidad de adsorción es grande y de bajo costo, pero su poro es fácil de tapar, y el carbón activado en sí tiene cierta inflamabilidad, fácil de incendiarse cuando se desorción, constituirá un cierto riesgo para la seguridad. no cumple con los requisitos de seguridad de producción, se verá afectado en la aplicación práctica.
El tamiz molecular de zeolita es un tipo de material hidratado con una estructura esquelética específica de sal metálica de silicato de aluminio cristalino. La fórmula química general es la siguiente:
[ (A102) x - (SiO2)y] - zH20o
Donde M representa catión, m representa el número de estados de valencia, z representa el número de hidratación, x y diez mil son números enteros, después de que se activa la estructura, A. El agua en la cabeza desaparecerá y los componentes restantes se moverán a Forme una estructura de jaula con una apertura de 3 ~ 10 Å.
La capacidad de adsorción selectiva del tamiz molecular de zeolita se debe principalmente a su estructura regular. Reglas de disposición de apertura del tamiz molecular de zeolita, distribución uniforme, la selección de adsorción se debe principalmente a que los diferentes tamaños de apertura de zeolita son diferentes; en circunstancias normales, el tamiz molecular solo absorberá el diámetro dinámico molecular menor que las moléculas de apertura del tamiz molecular.
También existen grandes diferencias en la estructura del esqueleto y el tamaño de los poros de diferentes tipos de tamices moleculares, y la estructura del esqueleto de los tamices moleculares tiene variabilidad dentro del rango de grados, por lo que algunas moléculas con un diámetro dinámico molecular ligeramente mayor que el tamaño de los poros también pueden ser absorbido por él, pero la tasa de adsorción y la capacidad de adsorción se reducirán significativamente.
Debido a que hay cationes en la estructura y la estructura del esqueleto está cargada negativamente, es el propio tamiz molecular el que tiene polaridad. El catión del tamiz molecular de zeolita generará un fuerte campo eléctrico positivo para atraer el centro negativo de las moléculas polares o moléculas polarizables mediante la inducción electrostática del tamiz molecular de zeolita después de la polarización.
Por lo tanto, los tamices moleculares de zeolita pueden adsorber moléculas con polaridad fuerte o polarización fácil pero con un diámetro cinético ligeramente mayor que el tamaño de sus poros. Debido a que el tamiz molecular tiene una estructura de poros especial para que tenga un rendimiento especial, bajo condiciones de alta temperatura y baja presión también puede desempeñar su capacidad de adsorción. En la actualidad, los tipos de tamiz molecular que se utilizan a menudo para la adsorción son 13X, NaY, mercerita y ZSM-5.
Introducción del principio de la rueda de zeolita.
El estudio concluyó que: si el papel de fibra cerámica corrugado y plano procesado utiliza un enlace inorgánico para hacer una rueda alveolar, y luego la zeolita con absorción de agua en el canal de la rueda, la rueda se convertirá en una rueda absorbente, después de que los experimentos demostraron que La rueda de adsorción para el tratamiento de purificación de COV es muy eficaz.
La zona de concentración del corredor de zeolita se puede dividir en tres partes: zona de tratamiento, zona de regeneración y zona de enfriamiento. El corredor de concentración corre continuamente en cada zona. Los gases residuales orgánicos COV se filtran a través del prefiltro y luego a través del área de tratamiento del dispositivo de canal de concentración.
Los COV en el área de tratamiento se eliminan mediante adsorción de adsorbente y el aire purificado se descarga del área de tratamiento del corredor de concentración. Los COV de los gases residuales orgánicos adsorbidos en el canal de concentración se desorben y se concentran entre 5 y 15 veces mediante tratamiento con aire caliente en el área de regeneración.
El corredor concentrado se enfría en la zona de enfriamiento y el aire que pasa por la zona de enfriamiento se calienta y se utiliza como aire reciclado para lograr el efecto de purificación y ahorro de energía.
Proceso de oxidación catalítica:
El proceso de combustión catalítica se lleva a cabo en una unidad de combustión catalítica. El gas residual orgánico se precalienta a 200-400 °C a través del intercambiador de calor y luego ingresa a la cámara de combustión. Al pasar a través del lecho del catalizador, las moléculas de hidrocarburos y las moléculas de oxígeno en la mezcla de gases se adsorben en la superficie del catalizador y se activan respectivamente. Debido a que la adsorción superficial reduce la energía de activación de la reacción, los hidrocarburos se oxidan rápidamente con moléculas de oxígeno a temperaturas más bajas para producir dióxido de carbono y agua.
Concentración de adsorción del rotor de zeolita - proceso de combustión catalítica:
La idea básica de la tecnología de combustión catalítica de concentración de rueda de zeolita es que los COV en los gases residuales industriales con baja concentración y gran volumen de aire se separan y concentran mediante el método de separación por adsorción, y el aire contaminado con alta concentración y pequeño volumen de aire después de la concentración se descompone y purificado por el método de combustión, comúnmente conocido como concentración de separación por adsorción + método de descomposición y purificación por combustión.
El corredor de adsorción con estructura de panal está instalado en la carcasa dividida en zonas de adsorción, regeneración y enfriamiento, y gira lentamente a una velocidad de 3 a 8 revoluciones por hora bajo el impulso del motor regulador de velocidad.
Las tres zonas de adsorción, regeneración y enfriamiento están conectadas respectivamente con los conductos de aire de tratamiento, aire de enfriamiento y aire de regeneración. Además, para evitar fugas de aire entre la canalización del viento y la circunferencia del corredor de adsorción y la carcasa entre cada zona, la placa divisoria y el corredor de adsorción, la circunferencia del corredor de adsorción y la carcasa están equipados con materiales resistentes a altas temperaturas. Material de sellado de caucho fluorado resistente a disolventes.
El ventilador No. 1 impulsa los COV que contienen gases de escape a través del área a del corredor, que es el área de adsorción. Se pueden rellenar diferentes materiales de adsorción en el canal según diferentes objetivos. La región a de COV adsorbidos llega a la región b para su desorción con la rotación del corredor. El flujo de aire a alta temperatura a través de la transferencia de calor 1 desorberá los COV adsorbidos en el corredor, alcanzará la temperatura de ignición a través de la transferencia de calor 2 y luego ingresará a la cámara de combustión catalítica para la reacción de oxidación catalítica. Dado que el corredor necesita ser adsorbido después de la desorción, se establece un área de enfriamiento c junto al área de desorción para ser enfriada por aire, y el aire caliente enfriado se convierte en aire caliente para la desorción a través de la transferencia de calor 1.
Para la actual fabricación de chips, industria de paneles LCD, industria de semiconductores, industria de impresión, industria de recubrimientos y otros campos de producción industrial. Su método de producción fija debe utilizar una gran cantidad de solventes orgánicos, utilizados como agente de limpieza, fotorresistente, líquido decapado, diluyente, etc., en este proceso se producirá una gran cantidad de gases residuales orgánicos, estos gases residuales orgánicos tienen un gran volumen de aire. baja concentración de gas residual, por lo que para tratar eficientemente este tipo de gas residual que contiene componentes de COV, el método de concentración y adsorción del rotor de zeolita es el método de tratamiento más eficaz en la actualidad.
Rango de aplicación de los sistemas de combustión catalítica y concentración rotativa de zeolita:
Los sistemas de combustión catalítica y concentración rotativa de zeolita tienen una amplia gama de aplicaciones, que cubren una amplia gama de industrias y condiciones de tratamiento de gases de escape. Esta innovadora tecnología se utiliza principalmente en condiciones de tratamiento de gases residuales con baja concentración y gran volumen de aire, y es adecuada para una variedad de aplicaciones industriales.
Una de las principales ventajas del concentrador de rotor de zeolita es su capacidad para tratar gases residuales que no contienen halógenos como S, N, Cl, F, etc. Si estos componentes están presentes, se pueden tratar en la etapa de pretratamiento antes de la combustión. para garantizar que no se produzcan nuevos componentes de los gases de escape después del proceso de combustión.
Además, el punto de ebullición de los gases de escape no puede ser demasiado alto para poder tratarlos eficazmente con este sistema. Si el punto de ebullición supera los 300 °C y se expone al aire caliente, el gas residual orgánico adsorbido en el tamiz molecular de zeolita no se desorberá durante mucho tiempo, lo que afectará la eficiencia del proceso de tratamiento.
Esta tecnología avanzada es adecuada para una variedad de industrias, incluidas plantas químicas, instalaciones de pintura, compañías farmacéuticas, fábricas de electrónica, fabricantes de muebles, empresas de embalaje e impresión, e instalaciones de pintura. Trata eficazmente los disolventes orgánicos y las emisiones de gases residuales orgánicos de estas diversas industrias, lo que la convierte en una solución versátil y valiosa para las empresas que buscan mejorar sus procesos de tratamiento de gases residuales.
En particular, las zeolitas pueden adsorber y luego desorber los gases residuales, lo que las convierte en candidatas adecuadas para el tratamiento. Sin embargo, si los gases de escape contienen S, N, Cl, F y otros componentes, se producirán contaminantes secundarios después de la combustión y no son adecuados para el tratamiento de combustión catalítica.
En resumen, los sistemas de combustión catalítica y concentración rotativa de zeolita tienen una amplia gama de aplicaciones y brindan soluciones confiables y eficientes para el tratamiento de gases residuales de COV en diversas industrias. Su capacidad para manejar grandes volúmenes de aire y bajas concentraciones lo convierte en un activo valioso cuando se busca mejorar los procesos de tratamiento de gases de escape.