Забруджвальныя рэчывы, якія выкідваюцца ў асноўным: фарбавы туман і арганічныя растваральнікі, якія ўтвараюцца пры распыленні фарбы, а таксама арганічныя растваральнікі, якія ўтвараюцца пры высыханні і выпарэнні. Фарбавы туман у асноўным утвараецца ў частцы пакрыцця растваральнікам пры распыленні паветра, і яго склад адпавядае выкарыстоўванаму пакрыццю. Арганічныя растваральнікі ў асноўным паступаюць з растваральнікаў і разбаўляльнікаў у працэсе выкарыстання пакрыццяў, большасць з іх з'яўляюцца лятучымі выкідамі, а асноўнымі забруджвальнікамі з'яўляюцца ксілол, бензол, талуол і г.д. Такім чынам, асноўнай крыніцай шкодных адпрацаваных газаў, якія выкідваюцца пры нанясенні пакрыцця, з'яўляюцца памяшканні для распылення фарбы, сушыльныя камеры і сушыльныя камеры.
1. Метад ачысткі адпрацаваных газаў аўтамабільнай вытворчай лініі
1.1 Схема апрацоўкі арганічных адпрацаваных газаў у працэсе сушкі
Газ, які вылучаецца з сушыльнай камеры для электрафарэзу, сярэдняга пакрыцця і паверхневага пакрыцця, адносіцца да высокатэмпературных і высокаканцэнтраваных адпрацаваных газаў, якія падыходзяць для метаду спальвання. У цяперашні час найбольш распаўсюджанымі мерамі ачысткі адпрацаваных газаў у працэсе сушкі з'яўляюцца: тэхналогія рэгенератыўнага тэрмічнага акіслення (RTO), тэхналогія рэгенератыўнага каталітычнага спальвання (RCO) і сістэма тэрмічнага спальвання з рэкуперацыяй TNV.
1.1.1 Тэхналогія тэрмічнага акіслення (RTO) з цеплавым акумулятарам
Тэрмаакісляльнік (рэгенератыўны тэрмічны акісляльнік, RTO) — гэта энергазберагальная прылада для аховы навакольнага асяроддзя, прызначаная для ачысткі лятучых арганічных адходных газаў сярэдняй і нізкай канцэнтрацыі. Падыходзіць для вялікіх аб'ёмаў і нізкай канцэнтрацыі, а таксама для канцэнтрацыі арганічных адходных газаў ад 100 PPM да 20000 PPM. Эксплуатацыйныя выдаткі нізкія: пры канцэнтрацыі арганічных адходных газаў вышэй за 450 PPM прылада RTO не патрабуе дадання дапаможнага паліва; хуткасць ачысткі высокая, хуткасць ачысткі двухслаёвага RTO можа дасягаць больш за 98%, а хуткасць ачысткі трохслаёвага RTO — больш за 99%, і адсутнасць другаснага забруджвання, такога як NOx; аўтаматычнае кіраванне, простае кіраванне; высокая бяспека.
У рэгенератыўнай прыладзе цеплаакіслення выкарыстоўваецца метад тэрмічнага акіслення для апрацоўкі арганічных адпрацаваных газаў сярэдняй і нізкай канцэнтрацыі, а для рэкуперацыі цяпла выкарыстоўваецца цеплаабменнік з керамічным цеплаакумулятарам. Яна складаецца з керамічнага цеплаакумулятара, аўтаматычнага рэгулюючага клапана, камеры згарання і сістэмы кіравання. Асноўныя характарыстыкі: аўтаматычны рэгулюючы клапан у ніжняй частцы цеплаакумулятара злучаны адпаведна з галоўнай уваходнай трубой і галоўнай выпускной трубой, і цеплаакумулятар назапашваецца шляхам папярэдняга нагрэву арганічных адпрацаваных газаў, якія паступаюць у цеплаакумулятар, з дапамогай керамічнага цеплаакумулятара для паглынання і вызвалення цяпла; арганічныя адпрацаваныя газы, папярэдне нагрэтыя да пэўнай тэмпературы (760℃), акісляюцца ў камеры згарання з утварэннем вуглякіслага газу і вады, а затым ачышчаюцца. Тыповая асноўная канструкцыя двухслойнай прылады RTO складаецца з адной камеры згарання, двух керамічных насадак і чатырох пераключальных клапанаў. Рэгенератыўны керамічны цеплаабменнік з насадкай у прыладзе дазваляе максімальна рэкупераваць цяпло больш за 95%; пры апрацоўцы арганічных адпрацаваных газаў выкарыстоўваецца мала паліва або зусім не выкарыстоўваецца.
Перавагі: Пры працы з высокім патокам і нізкай канцэнтрацыяй арганічных адходаў эксплуатацыйныя выдаткі вельмі нізкія.
Недахопы: высокія аднаразовыя інвестыцыі, высокая тэмпература гарэння, не падыходзіць для апрацоўкі высокай канцэнтрацыі арганічных адходаў, шмат рухомых частак, патрабуецца больш абслугоўвання.
1.1.2 Тэхналогія тэрмічнага каталітычнага спальвання (RCO)
Прылада рэгенератыўнага каталітычнага спальвання (рэгенератыўны каталітычны акісляльнік RCO) непасрэдна выкарыстоўваецца для ачысткі арганічных адходаў сярэдняй і высокай канцэнтрацыі (1000 мг/м3-10000 мг/м3). Тэхналогія апрацоўкі RCO асабліва падыходзіць для выпадкаў з высокім попытам на рэкуперацыю цяпла, але таксама падыходзіць для адной і той жа вытворчай лініі, бо з-за розных прадуктаў склад адходаў часта змяняецца або канцэнтрацыя адходаў моцна вагаецца. Яна асабліва падыходзіць для прадпрыемстваў, якія патрабуюць рэкуперацыі цеплавой энергіі, або для ачысткі адходаў на магістральных лініях сушкі, і рэкуперацыя энергіі можа быць выкарыстана для сушкі магістральных ліній, каб дасягнуць мэты эканоміі энергіі.
Тэхналогія рэгенератыўнага каталітычнага гарэння — гэта тыповая газа-цвёрдафазная рэакцыя, якая насамрэч уяўляе сабой глыбокае акісленне актыўных формаў кіслароду. У працэсе каталітычнага акіслення адсорбцыя паверхні каталізатара ўзбагачае малекулы рэагентаў на паверхні каталізатара. Зніжэнне энергіі актывацыі пад уздзеяннем каталізатара паскарае рэакцыю акіслення і паляпшае яе хуткасць. Пад уздзеяннем спецыяльнага каталізатара арганічныя рэчывы згараюць без акіслення пры нізкай пачатковай тэмпературы (250~300℃), раскладаючыся на вуглякіслы газ і ваду і вызваляючы вялікую колькасць цеплавой энергіі.
Прылада RCO ў асноўным складаецца з корпуса печы, каталітычнага цеплаакумулятара, сістэмы гарэння, сістэмы аўтаматычнага кіравання, аўтаматычнага клапана і некалькіх іншых сістэм. У працэсе прамысловай вытворчасці арганічныя адпрацаваныя газы паступаюць у вярчальны клапан абсталявання праз вентылятар індукаванай цягі, і ўваходны газ і выходны газ цалкам падзеленыя праз вярчальны клапан. Назапашванне цеплавой энергіі і цеплаабмен газу амаль дасягаюць тэмпературы, усталяванай каталітычным акісленнем каталітычнага пласта; адпрацаваныя газы працягваюць награвацца праз зону нагрэву (альбо электрычным награваннем, альбо награваннем прыродным газам) і падтрымліваюць зададзеную тэмпературу; яны паступаюць у каталітычны пласт для завяршэння рэакцыі каталітычнага акіслення, а менавіта, рэакцыя генеруе вуглякіслы газ і ваду, вызваляючы вялікую колькасць цеплавой энергіі для дасягнення жаданага эфекту апрацоўкі. Газ, які каталізуецца акісленнем, паступае ў пласт керамічнага матэрыялу 2, і цеплавая энергія вылучаецца ў атмасферу праз вярчальны клапан. Пасля ачысткі тэмпература адпрацаваных газаў толькі нязначна вышэйшая за тэмпературу да ачысткі адпрацаваных газаў. Сістэма працуе бесперапынна і пераключаецца аўтаматычна. Дзякуючы круцільнаму клапану ўсе керамічныя пласты запаўнення завяршаюць цыкл нагрэву, астуджэння і ачысткі, і цеплавая энергія можа быць рэкуперавана.
Перавагі: просты працэс, кампактнае абсталяванне, надзейная праца; высокая эфектыўнасць ачысткі, звычайна больш за 98%; нізкая тэмпература гарэння; нізкія інвестыцыі ў аднаразовыя выдаткі, нізкія эксплуатацыйныя выдаткі, эфектыўнасць рэкуперацыі цяпла звычайна можа дасягаць больш за 85%; увесь працэс без утварэння сцёкавых вод, працэс ачысткі не стварае другаснага забруджвання NOX; абсталяванне для ачысткі RCO можа выкарыстоўвацца разам з сушыльнай камерай, ачышчаны газ можа быць непасрэдна выкарыстаны паўторна ў сушыльнай камеры для дасягнення мэты эканоміі энергіі і скарачэння выкідаў;
Недахопы: прылада каталітычнага спальвання падыходзіць толькі для апрацоўкі арганічных адпрацаваных газаў з нізкай тэмпературай кіпення арганічных кампанентаў і нізкім утрыманнем попелу, а апрацоўка адпрацаваных газаў ліпкіх рэчываў, такіх як алейны дым, не падыходзіць, і каталізатар павінен быць атручаны; канцэнтрацыя арганічных адпрацаваных газаў ніжэй за 20%.
1.1.3TNV Сістэма тэрмічнага спальвання тыпу перапрацоўкі
Сістэма тэрмічнага спальвання тыпу рэцыркуляцыі (ням. Thermische Nachverbrennung TNV) — гэта выкарыстанне газу або паліва для непасрэднага нагрэву адпрацаваных газаў, якія змяшчаюць арганічныя растваральнікі. Пад уздзеяннем высокай тэмпературы малекулы арганічных растваральнікаў акісляльна раскладаюцца на вуглякіслы газ і ваду. Высокатэмпературныя дымавыя газы з дапамогай шматступенчатага цеплаабменніка награваюцца паветрам або гарачай вадой. Поўная рэцыркуляцыя акісляльна-раскладальных арганічных адпрацаваных газаў дазваляе атрымаць цеплавую энергію, што зніжае спажыванне энергіі ўсёй сістэмай. Такім чынам, сістэма TNV з'яўляецца эфектыўным і ідэальным спосабам ачысткі адпрацаваных газаў, якія змяшчаюць арганічныя растваральнікі, калі вытворчы працэс патрабуе вялікай колькасці цеплавой энергіі. Для новай вытворчай лініі электрафарэтычных лакафарбавых пакрыццяў звычайна выкарыстоўваецца сістэма тэрмічнага спальвання TNV з рэцыркуляцыяй.
Сістэма TNV складаецца з трох частак: сістэмы папярэдняга падагрэву і спальвання адпрацаваных газаў, сістэмы падагрэву цыркуляцыйным паветрам і сістэмы цеплаабмену свежым паветрам. Цэнтральная прылада ацяплення для спальвання адпрацаваных газаў у сістэме з'яўляецца асноўнай часткай TNV, якая складаецца з корпуса печы, камеры згарання, цеплаабменніка, гарэлкі і галоўнага рэгулюючага клапана дымахода. Яе працоўны працэс наступны: арганічныя адпрацаваныя газы з сушыльнай камеры падаюцца з дапамогай вентылятара высокага ціску. Пасля папярэдняга нагрэву ў цеплаабменніку цэнтральнага ацяплення для спальвання адпрацаваных газаў яны трапляюць у камеру згарання, а затым праз нагрэў гарэлкі пры высокай тэмпературы (каля 750℃) падвяргаюцца акісленню, раскладанню і раскладанню арганічных адпрацаваных газаў на вуглякіслы газ і ваду. Утвораныя дымавыя газы высокай тэмпературы адводзяцца праз цеплаабменнік і галоўную дымавую трубу ў печы. Адведзеныя дымавыя газы награваюць цыркуляцыйнае паветра ў сушыльнай камеры, забяспечваючы неабходную цеплавую энергію для сушыльнай камеры. У канцы сістэмы ўстаноўлена прылада цеплаабмену свежым паветрам для рэкуперацыі адпрацаванага цяпла сістэмы для канчатковай рэкуперацыі. Свежае паветра, дапоўненае сушыльнай камерай, награваецца дымавымі газамі, а затым накіроўваецца ў сушыльную камеру. Акрамя таго, на галоўным дымаходзе ёсць электрычны рэгулявальны клапан, які выкарыстоўваецца для рэгулявання тэмпературы дымавых газаў на выхадзе з прылады, і канчатковая тэмпература дымавых газаў можа кантралявацца на ўзроўні каля 160℃.
Характарыстыкі цэнтральнага ацяплення для спальвання адпрацаваных газаў ўключаюць: час знаходжання арганічных адпрацаваных газаў у камеры згарання складае 1~2 с; хуткасць раскладання арганічных адпрацаваных газаў перавышае 99%; каэфіцыент рэкуперацыі цяпла можа дасягаць 76%; каэфіцыент рэгулявання магутнасці гарэлкі можа дасягаць ад 26:1 да 40:1.
Недахопы: пры ачыстцы арганічных адходаў нізкай канцэнтрацыі эксплуатацыйныя выдаткі вышэйшыя; трубчасты цеплаабменнік працуе толькі ў бесперапынным рэжыме, мае працяглы тэрмін службы.
1.2 Схема ачысткі арганічных адпрацаваных газаў у пакоі для афарбоўкі распыляльнікам і сушыльнай камеры
Газ, які выкідваецца з памяшкання для аэразольнай фарбы і сушылкі, мае нізкую канцэнтрацыю, вялікую хуткасць патоку і адпрацаваны газ пакаёвай тэмпературы, а асноўным складам забруджвальных рэчываў з'яўляюцца араматычныя вуглевадароды, спіртавыя эфіры і складаныя арганічныя растваральнікі. У цяперашні час больш распаўсюджаным замежным метадам з'яўляецца: першы метад канцэнтрацыі арганічных адпрацаваных газаў для памяншэння агульнай колькасці арганічных адпрацаваных газаў з выкарыстаннем першага метаду адсорбцыі (актываваны вугаль або цэаліт у якасці адсарбенту) для нізкай канцэнтрацыі адпрацаваных газаў аэразольнай фарбы пры пакаёвай тэмпературы, з выкарыстаннем высокатэмпературнай адпаркі газу, канцэнтраваны адпрацаваны газ з выкарыстаннем каталітычнага спальвання або рэгенератыўнага тэрмічнага спальвання.
1.2.1 Прылада для адсорбцыі, дэсорбцыі і ачысткі актываваным вуглём
Выкарыстанне актываванага вугалю ў выглядзе сотаў у якасці адсарбенту ў спалучэнні з прынцыпамі адсарбцыйнай ачысткі, дэсорбцыйнай рэгенерацыі і канцэнтрацыі лятучых арганічных злучэнняў, а таксама каталітычнага спальвання. Высокі аб'ём паветра, нізкая канцэнтрацыя арганічных адпрацаваных газаў дзякуючы адсорбцыі актываваным вуглём у выглядзе сотаў для дасягнення мэты ачысткі паветра. Калі актываваны вугаль насычаецца, а затым выкарыстоўваецца гарачае паветра для рэгенерацыі актываванага вугля, дэсарбаваныя канцэнтраваныя арганічныя рэчывы накіроўваюцца ў каталітычны слой гарэння для каталітычнага гарэння. Арганічныя рэчывы акісляюцца да бясшкоднага вуглякіслага газу і вады. Спаленыя гарачыя адпрацаваныя газы награваюць халоднае паветра праз цеплаабменнік. Пасля цеплаабмену вылучаецца частка астуджальнай рэгенерацыі актываванага вугалю ў выглядзе сотаў. Гэта дазваляе дасягнуць мэты выкарыстання адпрацаванага цяпла і эканоміі энергіі. Уся прылада складаецца з папярэдняга фільтра, адсарбцыйнага слоя, каталітычнага слоя гарэння, вогнеахоўнага матэрыялу, адпаведнага вентылятара, клапана і г.д.
Прылада ачысткі актываваным вуглём адсорбцыйна-дэсорбцыйнай сістэмай распрацавана ў адпаведнасці з двума асноўнымі прынцыпамі: адсорбцыяй і каталітычным гарэннем. Пры гэтым выкарыстоўваецца двайны газавы тракт бесперапыннай працы, каталітычная камера гарэння, дзе па чарзе выкарыстоўваюцца два адсорбцыйныя пласты. Спачатку арганічныя адпрацаваныя газы адсорбуюцца актываваным вуглём, пры хуткім насычэнні адсорбцыя спыняецца, а затым з дапамогай патоку гарачага паветра выдаляюцца арганічныя рэчывы з актываванага вугля для рэгенерацыі актываванага вугля. Арганічныя рэчывы канцэнтруюцца (канцэнтрацыя ў дзясяткі разоў вышэйшая за зыходную) і накіроўваюцца ў камеру каталітычнага гарэння для каталітычнага гарэння з выкідам вуглякіслага газу і вадзяной пары. Калі канцэнтрацыя арганічных адпрацаваных газаў дасягае больш за 2000 ppm, арганічныя адпрацаваныя газы могуць падтрымліваць самазагаранне ў каталітычным пластыку без знешняга нагрэву. Частка адпрацаваных газаў выкідваецца ў атмасферу, а большая частка накіроўваецца ў адсорбцыйны пласт для рэгенерацыі актываванага вугля. Гэта дазваляе забяспечыць неабходнае цеплавое спаленне і адсорбцыю, што дазваляе зэканоміць энергію. Рэгенерацыя можа перайсці ў наступную адсорбцыю; пры дэсорбцыі ачыстка можа выконвацца з дапамогай іншага адсорбцыйнага пласта, які падыходзіць як для бесперапыннай, так і для перыядычнай працы.
Тэхнічныя характарыстыкі і характарыстыкі: стабільная праца, простая канструкцыя, бяспечная і надзейная, энергазберагальная і працазберагальная, адсутнасць другаснага забруджвання. Абсталяванне займае невялікую плошчу і мае лёгкую вагу. Вельмі падыходзіць для выкарыстання ў вялікіх аб'ёмах. Ложак актываванага вугалю, які адсарбуе арганічныя адпрацаваныя газы, выкарыстоўвае адпрацаваныя газы пасля каталітычнага спальвання для рэгенерацыі адпарвання, і адпарны газ накіроўваецца ў камеру каталітычнага спальвання для ачысткі без знешняй энергіі, што дае значны эфект эканоміі энергіі. Недахопам з'яўляецца тое, што актываваны вугаль мае малую ёмістасць і высокія эксплуатацыйныя выдаткі.
1.2.2 Прылада адсорбцыйна-дэсорбцыйнай ачысткі з дапамогай кола пераносу цэаліту
Асноўнымі кампанентамі цэаліту з'яўляюцца крэмній і алюміній, якія валодаюць адсарбцыйнай здольнасцю і могуць выкарыстоўвацца ў якасці адсарбенту; цэалітавы фільтр выкарыстоўвае характарыстыкі цэаліту, які мае спецыфічную адтуліну, здольнасць адсарбаваць і дэсарбаваць арганічныя забруджвальнікі, што дазваляе лёгка арганічныя арганічныя злучэнні ў адпрацаваных газах з нізкай і высокай канцэнтрацыяй зніжаць эксплуатацыйныя выдаткі на абсталяванне для канчатковай ачысткі. Прылада падыходзіць для апрацоўкі вялікіх патокаў з нізкай канцэнтрацыяй, якія ўтрымліваюць розныя арганічныя кампаненты. Недахопам з'яўляецца высокі кошт першапачатковых інвестыцый.
Прылада адсорбцыі і ачысткі цэалітам з дапамогай калонкі - гэта прылада для ачысткі газу, якая можа бесперапынна выконваць аперацыі адсорбцыі і дэсорбцыі. Два бакі цэалітавага кола падзелены на тры зоны спецыяльным герметычным прыстасаваннем: зона адсорбцыі, зона дэсорбцыі (рэгенерацыі) і зона астуджэння. Працоўны працэс сістэмы наступны: круцільнае кола цэалітаў бесперапынна круціцца з нізкай хуткасцю, цыркулюючы праз зону адсорбцыі, зону дэсорбцыі (рэгенерацыі) і зону астуджэння; калі адпрацаваны газ з нізкай канцэнтрацыяй і шквальным аб'ёмам бесперапынна праходзіць праз зону адсорбцыі калонкі, ЛОС у адпрацаваных газах адсарбуюцца цэалітам круцільнага кола, і пасля адсорбцыі і ачысткі адбываецца непасрэднае выкідванне; арганічны растваральнік, адсарбаваны колам, накіроўваецца ў зону дэсорбцыі (рэгенерацыі) пры кручэнні кола, затым з дапамогай невялікага аб'ёму паветра награваецца паветра бесперапынна праз зону дэсорбцыі, ЛОС, адсарбаваныя на коле, рэгенеруюцца ў зоне дэсорбцыі, і адпрацаваны газ ЛОС выводзіцца разам з гарачым паветрам; Кола ў зоне астуджэння для астуджэння можа быць паўторна адсорбавана. Пры пастаянным кручэнні круцільнага кола выконваецца цыкл адсорбцыі, дэсорбцыі і астуджэння, што забяспечвае бесперапынную і стабільную працу ачысткі адпрацаваных газаў.
Прылада з цэалітам па сутнасці з'яўляецца канцэнтратарам, у якім адпрацаваны газ, які змяшчае арганічны растваральнік, падзяляецца на дзве часткі: чыстае паветра, якое можа быць непасрэдна выкінута, і рэцыркуляванае паветра, якое змяшчае высокую канцэнтрацыю арганічнага растваральніка. Чыстае паветра, якое можа быць непасрэдна выкінута і перацыркулявана ў сістэме вентыляцыі кандыцыянера; высокая канцэнтрацыя ЛОС у газе прыкладна ў 10 разоў перавышае канцэнтрацыю ЛОС перад уваходам у сістэму. Канцэнтраваны газ апрацоўваецца шляхам высокатэмпературнага спальвання з дапамогай сістэмы тэрмічнага спальвання з рэкуперацыяй TNV (або іншага абсталявання). Цяпло, якое выпрацоўваецца пры спальванні, выкарыстоўваецца для нагрэву сушыльнай камеры і нагрэву для выдалення цэаліту адпаведна, і цеплавая энергія цалкам выкарыстоўваецца для дасягнення эфекту эканоміі энергіі і скарачэння выкідаў.
Тэхнічныя характарыстыкі і характарыстыкі: простая канструкцыя, лёгкае абслугоўванне, працяглы тэрмін службы; высокая эфектыўнасць паглынання і выдалення, пераўтварэнне першапачатковага высокага аб'ёму ветру і нізкай канцэнтрацыі лятучых арганічных злучэнняў у нізкааб'ёмны паветраны і высокаканцэнтраваны адходны газ, зніжэнне кошту абсталявання для канчатковай ачысткі; надзвычай нізкі перапад ціску, што дазваляе значна знізіць спажыванне энергіі; агульная падрыхтоўка сістэмы і модульная канструкцыя з мінімальнымі патрабаваннямі да прасторы, а таксама забяспечвае бесперапынны і беспілотны рэжым кіравання; яна можа адпавядаць нацыянальнаму стандарту выкідаў; адсарбент выкарыстоўвае негаручы цэаліт, выкарыстанне больш бяспечнае; недахопам з'яўляюцца аднаразовыя інвестыцыі з высокімі выдаткамі.
Час публікацыі: 03 студзеня 2023 г.
