De uitgestoten verontreinigende stoffen zijn voornamelijk: verfnevel en organische oplosmiddelen die vrijkomen bij spuitverf, en organische oplosmiddelen die vrijkomen bij het drogen en vervluchtigen. Verfnevel is voornamelijk afkomstig van de oplosmiddelcoating bij luchtspuiten en de samenstelling ervan is consistent met de gebruikte coating. Organische oplosmiddelen zijn voornamelijk afkomstig van de oplosmiddelen en verdunningsmiddelen die worden gebruikt bij het gebruik van coatings. De meeste hiervan zijn vluchtige emissies en de belangrijkste verontreinigende stoffen zijn xyleen, benzeen, tolueen, enzovoort. De belangrijkste bron van de schadelijke rookgassen die vrijkomen bij het coaten is daarom de spuitkamer, de droogkamer en de droogruimte.
1. Afvalgasbehandelingsmethode van de autoproductielijn
1.1 Behandelingsschema van het organische afvalgas in het droogproces
Het gas dat uit de elektroforese-, mediumcoating- en oppervlaktecoatingdroogruimte komt, behoort tot de afgassen met hoge temperatuur en hoge concentratie, die geschikt zijn voor verbranding. De meest gebruikte afgasbehandelingsmaatregelen in het droogproces omvatten momenteel: regeneratieve thermische oxidatietechnologie (RTO), regeneratieve katalytische verbrandingstechnologie (RCO) en thermische verbrandingssystemen met TNV-terugwinning.
1.1.1 Thermische oxidatietechnologie (RTO) van het type thermische opslag
De thermische oxidator (Regeneratieve Thermische Oxidator, RTO) is een energiebesparend en milieuvriendelijk apparaat voor de behandeling van vluchtige organische afvalgassen met een gemiddelde en lage concentratie. Geschikt voor hoge volumes, lage concentraties, met een organische afvalgasconcentratie tussen 100 en 20.000 ppm. De operationele kosten zijn laag: bij een organische afvalgasconcentratie boven 450 ppm hoeft er geen extra brandstof te worden toegevoegd. De zuiveringsgraad is hoog: de zuiveringsgraad van een RTO met twee bedden kan meer dan 98% bedragen, die van een RTO met drie bedden kan meer dan 99% bedragen. Bovendien is er geen secundaire vervuiling zoals NOX. Automatische besturing, eenvoudige bediening en hoge veiligheid.
Het regeneratieve warmte-oxidatieapparaat maakt gebruik van de thermische oxidatiemethode om de gemiddelde en lage concentratie organisch afvalgas te behandelen, en de keramische warmtewisselaar met warmteopslagbed wordt gebruikt om de warmte terug te winnen. Het bestaat uit een keramisch warmteopslagbed, een automatische regelklep, een verbrandingskamer en een regelsysteem. De belangrijkste kenmerken zijn: de automatische regelklep aan de onderkant van het warmteopslagbed is respectievelijk verbonden met de inlaat- en uitlaatpijp, en het warmteopslagbed wordt opgeslagen door het organische afvalgas dat het warmteopslagbed binnenkomt voor te verwarmen met keramisch warmteopslagmateriaal om warmte te absorberen en af te geven; het organische afvalgas, voorverwarmd tot een bepaalde temperatuur (760 ℃), wordt geoxideerd in de verbranding van de verbrandingskamer om koolstofdioxide en water te genereren, en wordt gezuiverd. De typische RTO-hoofdstructuur met twee bedden bestaat uit één verbrandingskamer, twee keramische pakkingbedden en vier schakelkleppen. De regeneratieve keramische pakkingbedwarmtewisselaar in het apparaat kan de warmteterugwinning maximaliseren tot meer dan 95%; er wordt geen of weinig brandstof gebruikt bij de behandeling van organisch afvalgas.
Voordelen: Bij de verwerking van een hoge stroom en lage concentratie organisch afvalgas zijn de bedrijfskosten zeer laag.
Nadelen: hoge eenmalige investering, hoge verbrandingstemperatuur, niet geschikt voor de behandeling van hoge concentraties organisch afvalgas, veel bewegende delen, vergt meer onderhoudswerkzaamheden.
1.1.2 Thermisch katalytische verbrandingstechnologie (RCO)
De regeneratieve katalytische verbrandingsinstallatie (Regeneratieve Katalytische Oxidator RCO) wordt direct toegepast op de zuivering van organisch afvalgas met een gemiddelde en hoge concentratie (1000 mg/m³-10000 mg/m³). De RCO-behandelingstechnologie is met name geschikt voor de hoge vraag naar warmteterugwinning, maar ook voor dezelfde productielijn. Door de verschillende producten verandert de samenstelling van het afvalgas vaak of fluctueert de afvalgasconcentratie sterk. Het is met name geschikt voor de behoefte aan warmte-energieterugwinning in bedrijven of de behandeling van afvalgas in droogleidingen. Energieterugwinning kan worden gebruikt voor droogleidingen om energiebesparing te bereiken.
De technologie van regeneratieve katalytische verbrandingsbehandeling is een typische gas-vaste fasereactie, wat in feite de diepe oxidatie van reactieve zuurstofsoorten is. Tijdens katalytische oxidatie zorgt de adsorptie van het katalysatoroppervlak ervoor dat de reactantmoleculen zich op het katalysatoroppervlak verrijken. Het effect van de katalysator op het verlagen van de activeringsenergie versnelt de oxidatiereactie en verbetert de snelheid ervan. Onder invloed van een specifieke katalysator ontstaat organisch materiaal zonder oxidatie, dat bij een lage begintemperatuur (250-300 °C) verbrandt. Dit materiaal wordt afgebroken tot koolstofdioxide en water, waarbij een grote hoeveelheid warmte-energie vrijkomt.
Het RCO-apparaat bestaat hoofdzakelijk uit de oven, het katalytische warmteopslaglichaam, het verbrandingssysteem, het automatische regelsysteem, de automatische klep en diverse andere systemen. In het industriële productieproces komt het afgevoerde organische rookgas via de roterende klep van de apparatuur binnen via de inductieve trekventilator, en worden het inlaatgas en het uitlaatgas volledig gescheiden door de roterende klep. De warmte-energieopslag en warmte-uitwisseling van het gas bereiken bijna de temperatuur die is ingesteld door de katalytische oxidatie van de katalytische laag; het rookgas blijft opwarmen door het verwarmingsgebied (door elektrische verwarming of verwarming met aardgas) en blijft op de ingestelde temperatuur; het komt de katalytische laag binnen om de katalytische oxidatiereactie te voltooien, namelijk dat de reactie koolstofdioxide en water genereert en een grote hoeveelheid warmte-energie vrijgeeft om het gewenste behandelingseffect te bereiken. Het door de oxidatie gekatalyseerde gas komt de keramische materiaallaag 2 binnen en de warmte-energie wordt via de roterende klep in de atmosfeer afgegeven. Na de zuivering is de uitlaatgastemperatuur slechts iets hoger dan de temperatuur vóór de rookgasreiniging. Het systeem werkt continu en schakelt automatisch. Door de roterende klepwerking voltooien alle keramische vullagen de cyclusstappen van verwarmen, koelen en zuiveren, en kan de warmte-energie worden teruggewonnen.
Voordelen: eenvoudige processtroom, compacte apparatuur, betrouwbare werking; hoge zuiveringsefficiëntie, over het algemeen meer dan 98%; lage verbrandingstemperatuur; lage wegwerpinvestering, lage bedrijfskosten, warmteterugwinningsefficiëntie kan over het algemeen meer dan 85% bereiken; het hele proces zonder afvalwaterproductie, het zuiveringsproces produceert geen NOX-secundaire vervuiling; RCO-zuiveringsapparatuur kan worden gebruikt met de droogkamer, het gezuiverde gas kan direct worden hergebruikt in de droogkamer, om het doel van energiebesparing en emissiereductie te bereiken;
Nadelen: het katalytische verbrandingsapparaat is alleen geschikt voor de behandeling van organisch afgas met organische componenten met een laag kookpunt en een laag asgehalte. De behandeling van afgas van kleverige stoffen, zoals olieachtige rook, is niet geschikt en de katalysator moet worden vergiftigd. De concentratie organisch afgas is lager dan 20%.
1.1.3TNV Thermisch verbrandingssysteem van het recyclingtype
Thermische verbrandingssystemen met recycling (Duits: Thermische Nachverbrennung TNV) maken gebruik van gas of brandstof voor directe verbranding, waarbij afvalgas dat organische oplosmiddelen bevat, wordt verhit. Onder invloed van hoge temperaturen ontbinden organische oplosmiddelmoleculen in koolstofdioxide en water. Het rookgas met hoge temperatuur wordt verwarmd door middel van een meertraps warmteoverdrachtsapparaat. Het productieproces vereist lucht of warm water. De volledige recycling van het organische afvalgas met oxidatieve ontleding levert warmte-energie op en verlaagt het energieverbruik van het hele systeem. Het TNV-systeem is daarom een efficiënte en ideale manier om afvalgas dat organische oplosmiddelen bevat te behandelen wanneer het productieproces veel warmte-energie vereist. Voor de nieuwe productielijn voor elektroforetische verfcoating wordt doorgaans een thermisch verbrandingssysteem met TNV-terugwinning toegepast.
Het TNV-systeem bestaat uit drie onderdelen: een voorverwarmingssysteem voor afgas en een verbrandingssysteem, een circulatieluchtverwarmingssysteem en een warmtewisselaar met verse lucht. De centrale verwarmingsinstallatie voor afgasverbranding vormt de kern van het TNV-systeem en bestaat uit een ovenbehuizing, een verbrandingskamer, een warmtewisselaar, een brander en een regelklep voor de hoofdrookgasafvoer. Het werkproces is als volgt: met een hogedrukventilator wordt het organische afgas uit de droogruimte, na voorverwarming van de ingebouwde warmtewisselaar van de centrale verwarmingsinstallatie voor afgasverbranding, naar de verbrandingskamer geleid en vervolgens door de brander verwarmd op hoge temperatuur (ongeveer 750 ℃) tot het organische afgas wordt ontbonden in koolstofdioxide en water. Het gegenereerde rookgas met hoge temperatuur wordt afgevoerd via de warmtewisselaar en de hoofdrookgasleiding in de oven. Het afgevoerde rookgas verwarmt de circulerende lucht in de droogruimte om de benodigde warmte-energie voor de droogruimte te leveren. Aan het einde van het systeem is een warmteoverdrachtsapparaat met verse lucht geplaatst om de restwarmte van het systeem terug te winnen voor de uiteindelijke warmteterugwinning. De verse lucht, aangevuld door de droogruimte, wordt verwarmd met rookgas en vervolgens naar de droogruimte geleid. Daarnaast bevindt zich een elektrische regelklep op de hoofdrookgasleiding, waarmee de rookgastemperatuur bij de uitlaat van het apparaat kan worden geregeld. De uiteindelijke rookgastemperatuur kan worden geregeld op ongeveer 160 °C.
De kenmerken van het centrale verwarmingstoestel voor verbranding van afvalgas zijn onder meer: de verblijftijd van organisch afvalgas in de verbrandingskamer bedraagt 1 tot 2 seconden; de ontledingsgraad van organisch afvalgas is meer dan 99%; het warmteterugwinningspercentage kan 76% bereiken; en de regelverhouding van het brandervermogen kan 26 ∶ 1 tot 40 ∶ 1 bereiken.
Nadelen: bij de behandeling van organisch afvalgas met een lage concentratie zijn de bedrijfskosten hoger; de buiswarmtewisselaar is alleen in continu bedrijf en heeft een lange levensduur.
1.2 Behandelingsschema van organisch afvalgas in spuitlakruimte en droogruimte
Het gas dat uit de spuitkamer en de droogkamer wordt afgevoerd, is een laaggeconcentreerd, hoog debiet en afgas bij kamertemperatuur. De belangrijkste verontreinigende stoffen zijn aromatische koolwaterstoffen, alcoholethers en esters van organische oplosmiddelen. De meest ontwikkelde methode in het buitenland is momenteel: de eerste organische afgasconcentratie om de totale hoeveelheid organisch afgas te verminderen, met de eerste adsorptiemethode (geactiveerde kool of zeoliet als adsorbens) voor lage concentraties adsorptie van spuitverfuitlaatgassen bij kamertemperatuur, met gasstripping bij hoge temperatuur, geconcentreerd afgas met behulp van katalytische verbranding of regeneratieve thermische verbranding.
1.2.1 Adsorptie- en zuiveringsapparaat voor actieve kool
Gebruik van honingraat actieve kool als adsorbens, gecombineerd met de principes van adsorptiezuivering, desorptieregeneratie en concentratie van VOC en katalytische verbranding, Hoog luchtvolume, lage concentratie organisch afvalgas door honingraat actieve kool adsorptie om het doel van luchtzuivering te bereiken, Wanneer de actieve kool verzadigd is en vervolgens hete lucht gebruikt om de actieve kool te regenereren, wordt gedesorbeerd geconcentreerd organisch materiaal naar het katalytische verbrandingsbed gestuurd voor katalytische verbranding. Organisch materiaal wordt geoxideerd tot onschadelijk koolstofdioxide en water, De verbrande hete uitlaatgassen verwarmen de koude lucht via een warmtewisselaar, Enige uitstoot van het koelgas na warmtewisseling, Onderdeel van de desorberende regeneratie van honingraat actieve kool, Om het doel van afvalwarmtebenutting en energiebesparing te bereiken. Het gehele apparaat bestaat uit een voorfilter, adsorptiebed, katalytisch verbrandingsbed, vlamvertrager, bijbehorende ventilator, klep, enz.
Een adsorptie-desorptiezuiveringsapparaat voor actieve kool is ontworpen volgens de twee basisprincipes van adsorptie en katalytische verbranding. Het apparaat maakt gebruik van een continu dubbel gaspad, een katalytische verbrandingskamer en twee adsorptiebedden. Eerst wordt organische rookgassen geadsorbeerd met actieve kool. Wanneer de snelle verzadiging stopt, wordt de adsorptie gestopt. Vervolgens wordt het organische materiaal met een heteluchtstroom uit de actieve kool verwijderd. Dit resulteert in de regeneratie van de actieve kool. De organische stof is geconcentreerd (een concentratie die tientallen keren hoger is dan de oorspronkelijke concentratie) en wordt naar de katalytische verbrandingskamer gestuurd, waar de katalytische verbranding resulteert in kooldioxide en waterdamp. Wanneer de concentratie van het organische rookgas meer dan 2000 ppm bereikt, kan het organische rookgas spontaan ontbranden in het katalytische bed zonder externe verwarming. Een deel van het verbrandingsgas wordt in de atmosfeer geloosd en het grootste deel wordt naar het adsorptiebed gestuurd voor de regeneratie van de actieve kool. Dit kan de benodigde verbranding en adsorptie van warmte-energie realiseren om energiebesparing te bereiken. De regeneratie kan plaatsvinden in de volgende adsorptie; in de desorptie kan de zuiveringsoperatie worden uitgevoerd door een ander adsorptiebed, geschikt voor zowel continu als intermitterend gebruik.
Technische prestaties en kenmerken: stabiele prestaties, eenvoudige structuur, veilig en betrouwbaar, energiebesparend en arbeidsbesparend, geen secundaire vervuiling. De apparatuur beslaat een klein oppervlak en is licht van gewicht. Zeer geschikt voor gebruik in grote volumes. Het actieve koolbed dat organisch afvalgas adsorbeert, gebruikt het afvalgas na katalytische verbranding voor stripregeneratie. Het stripgas wordt vervolgens naar de katalytische verbrandingskamer gestuurd voor zuivering, zonder externe energie, wat een aanzienlijk energiebesparend effect oplevert. Het nadeel is de korte duur van actieve kool en de hoge bedrijfskosten.
1.2.2 Zeoliet-overdrachtswiel adsorptie-desorptie zuiveringsapparaat
De belangrijkste componenten van zeoliet zijn silicium en aluminium, met adsorptiecapaciteit, die als adsorbens kunnen worden gebruikt. De zeoliet-runner maakt gebruik van de eigenschappen van een specifieke opening met adsorptie- en desorptiecapaciteit voor organische verontreinigingen, waardoor de VOC-uitlaatgassen met lage en hoge concentraties de operationele kosten van de eindbehandelingsapparatuur kunnen verlagen. De eigenschappen van het apparaat zijn geschikt voor de behandeling van grote stromen met lage concentraties, die een verscheidenheid aan organische componenten bevatten. Het nadeel is de hoge initiële investering.
Het adsorptie- en zuiveringsapparaat voor zeolietkanalen is een gaszuiveringsapparaat dat continu adsorptie en desorptie kan uitvoeren. De twee zijden van het zeolietwiel zijn door een speciale afdichting in drie zones verdeeld: adsorptiezone, desorptie- (regeneratie-) zone en koelzone. Het werkproces van het systeem is als volgt: het roterende wiel van de zeoliet draait continu met een lage snelheid. Circulatie door de adsorptiezone, desorptie- (regeneratie-) zone en koelzone. Wanneer het uitlaatgas met een lage concentratie en een laag volume continu door de adsorptiezone van het kanaal stroomt, worden de vluchtige organische stoffen in het uitlaatgas geadsorbeerd door het zeoliet van het roterende wiel. Directe emissie na adsorptie en zuivering. Het organische oplosmiddel dat door het wiel is geadsorbeerd, wordt met de rotatie van het wiel naar de desorptiezone (regeneratiezone) gestuurd. Vervolgens wordt met een klein volume lucht continu warme lucht door het desorptiegebied geleid. De aan het wiel geadsorbeerde VOC wordt in de desorptiezone geregenereerd. Het VOC-uitlaatgas wordt samen met de warme lucht afgevoerd. Het wiel kan opnieuw naar het koelgebied worden geadsorbeerd om te koelen. Met de constante rotatie van het roterende wiel worden de adsorptie-, desorptie- en koelcyclus uitgevoerd. Zorgt voor een continue en stabiele werking van de afvalgasbehandeling.
Het zeolietkanaal is in wezen een concentrator. Het uitlaatgas dat organische oplosmiddelen bevat, wordt in twee delen verdeeld: schone lucht die direct kan worden afgevoerd en gerecyclede lucht met een hoge concentratie organische oplosmiddelen. Schone lucht die direct kan worden afgevoerd en kan worden gerecycled in het geverfde airconditioningsysteem; de hoge concentratie vluchtige organische stoffen is ongeveer 10 keer de VOS-concentratie voordat deze het systeem binnenkomt. Het geconcentreerde gas wordt behandeld door middel van verbranding bij hoge temperatuur via een TNV-terugwinningssysteem voor thermische verbranding (of andere apparatuur). De warmte die bij verbranding wordt gegenereerd, wordt respectievelijk verwarmd door de droogruimte en verwarmd door zeolietstrippen. De warmte-energie wordt volledig benut om energiebesparing en emissiereductie te bereiken.
Technische prestaties en kenmerken: eenvoudige structuur, gemakkelijk onderhoud, lange levensduur; hoge absorptie- en stripefficiëntie, zet het oorspronkelijke hoge windvolume en lage concentratie VOC-afvalgas om in een laag luchtvolume en hoge concentratie afvalgas, verlaagt de kosten van apparatuur voor de eindbehandeling; extreem lage drukval, kan het energieverbruik aanzienlijk verminderen; algehele systeemvoorbereiding en modulair ontwerp, met minimale ruimtevereisten, en biedt een continue en onbemande regelmodus; het kan aan de nationale emissienorm voldoen; adsorbens gebruikt niet-brandbare zeoliet, het gebruik is veiliger; het nadeel is een eenmalige investering met hoge kosten.
Plaatsingstijd: 03-01-2023
