Os poluentes liberados são principalmente: névoa de tinta e solventes orgânicos produzidos pela tinta spray e solventes orgânicos produzidos durante a secagem da volatilização. A névoa de tinta vem principalmente da parte do revestimento solvente na pulverização de ar e sua composição é consistente com o revestimento utilizado. Os solventes orgânicos provêm principalmente de solventes e diluentes no processo de utilização de revestimentos, a maioria deles são emissões voláteis, e seus principais poluentes são xileno, benzeno, tolueno e assim por diante. Portanto, a principal fonte de gases residuais nocivos descarregados no revestimento é a sala de pintura em spray, a sala de secagem e a sala de secagem.
1. Método de tratamento de gases residuais da linha de produção automotiva
1.1 Esquema de tratamento dos gases residuais orgânicos no processo de secagem
O gás descarregado da sala de eletroforese, revestimento médio e secagem de revestimento superficial pertence ao gás residual de alta temperatura e alta concentração, que é adequado para o método de incineração. Atualmente, as medidas de tratamento de gases residuais comumente usadas no processo de secagem incluem: tecnologia de oxidação térmica regenerativa (RTO), tecnologia de combustão catalítica regenerativa (RCO) e sistema de incineração térmica de recuperação TNV
1.1.1 Tecnologia de oxidação térmica do tipo armazenamento térmico (RTO)
O oxidador térmico (Oxidador Térmico Regenerativo, RTO) é um dispositivo de proteção ambiental que economiza energia para o tratamento de gases residuais orgânicos voláteis de média e baixa concentração. Adequado para alto volume, baixa concentração, adequado para concentração de gases residuais orgânicos entre 100 PPM-20.000 PPM. O custo de operação é baixo, quando a concentração de gases residuais orgânicos está acima de 450 PPM, o dispositivo RTO não precisa adicionar combustível auxiliar; a taxa de purificação é alta, a taxa de purificação do RTO de dois leitos pode atingir mais de 98%, a taxa de purificação do RTO de três leitos pode atingir mais de 99% e nenhuma poluição secundária, como NOX; controle automático, operação simples; a segurança é alta.
O dispositivo de oxidação de calor regenerativo adota o método de oxidação térmica para tratar a concentração média e baixa de gases residuais orgânicos, e o trocador de calor de leito de armazenamento de calor de cerâmica é usado para recuperar o calor. É composto por leito cerâmico de armazenamento de calor, válvula de controle automático, câmara de combustão e sistema de controle. As principais características são: a válvula de controle automático na parte inferior do leito de armazenamento de calor é conectada ao tubo principal de admissão e ao tubo principal de exaustão, respectivamente, e o leito de armazenamento de calor é armazenado pré-aquecendo o gás residual orgânico que entra no leito de armazenamento de calor com material cerâmico de armazenamento de calor para absorver e liberar calor; o gás residual orgânico pré-aquecido a uma certa temperatura (760 ℃) é oxidado na combustão da câmara de combustão para gerar dióxido de carbono e água e é purificado. A estrutura principal típica do RTO de dois leitos consiste em uma câmara de combustão, dois leitos de vedação de cerâmica e quatro válvulas de comutação. O trocador de calor regenerativo de leito cerâmico no dispositivo pode maximizar a recuperação de calor superior a 95%; Nenhum ou pouco combustível é usado no tratamento de gases residuais orgânicos.
Vantagens: Ao lidar com alto fluxo e baixa concentração de gases residuais orgânicos, o custo operacional é muito baixo.
Desvantagens: alto investimento único, alta temperatura de combustão, não adequado para o tratamento de alta concentração de gases residuais orgânicos, há muitas peças móveis, necessita de mais trabalhos de manutenção.
1.1.2 Tecnologia de combustão catalítica térmica (RCO)
O dispositivo de combustão catalítica regenerativa (Oxidador Catalítico Regenerativo RCO) é aplicado diretamente na purificação de gases residuais orgânicos de média e alta concentração (1000 mg/m3-10000 mg/m3). A tecnologia de tratamento RCO é especialmente adequada para a alta demanda por taxa de recuperação de calor, mas também adequada para a mesma linha de produção, devido aos diferentes produtos, a composição dos gases residuais muda frequentemente ou a concentração dos gases residuais flutua muito. É especialmente adequado para a necessidade de recuperação de energia térmica de empresas ou tratamento de gases residuais de linhas troncais de secagem, e a recuperação de energia pode ser usada para secagem de linhas troncais, de modo a atingir o objetivo de economia de energia.
A tecnologia de tratamento de combustão catalítica regenerativa é uma reação típica de fase gás-sólida, que na verdade é a oxidação profunda de espécies reativas de oxigênio. No processo de oxidação catalítica, a adsorção da superfície do catalisador torna as moléculas reagentes enriquecidas na superfície do catalisador. O efeito do catalisador na redução da energia de ativação acelera a reação de oxidação e melhora a taxa da reação de oxidação. Sob a ação de um catalisador específico, a matéria orgânica ocorre sem oxidação e combustão em baixa temperatura inicial (250 ~ 300 ℃), que é decomposta em dióxido de carbono e água, e libera uma grande quantidade de energia térmica.
O dispositivo RCO é composto principalmente pelo corpo do forno, corpo de armazenamento de calor catalítico, sistema de combustão, sistema de controle automático, válvula automática e vários outros sistemas. No processo de produção industrial, o gás de exaustão orgânico descarregado entra na válvula rotativa do equipamento através do ventilador de tiragem induzida, e o gás de entrada e o gás de saída são completamente separados através da válvula rotativa. O armazenamento de energia térmica e a troca de calor do gás quase atingem a temperatura definida pela oxidação catalítica da camada catalítica; os gases de escape continuam a aquecer através da zona de aquecimento (seja por aquecimento eléctrico ou por aquecimento a gás natural) e mantêm-se à temperatura definida; entra na camada catalítica para completar a reação de oxidação catalítica, ou seja, a reação gera dióxido de carbono e água, e libera uma grande quantidade de energia térmica para alcançar o efeito de tratamento desejado. O gás catalisado pela oxidação entra na camada de material cerâmico 2 e a energia térmica é descarregada na atmosfera através da válvula rotativa. Após a purificação, a temperatura de exaustão após a purificação é apenas ligeiramente superior à temperatura antes do tratamento dos gases residuais. O sistema opera continuamente e muda automaticamente. Através do trabalho da válvula rotativa, todas as camadas de enchimento cerâmico completam as etapas do ciclo de aquecimento, resfriamento e purificação, e a energia térmica pode ser recuperada.
Vantagens: fluxo de processo simples, equipamento compacto, operação confiável; alta eficiência de purificação, geralmente superior a 98%; baixa temperatura de combustão; baixo investimento descartável, baixo custo operacional, eficiência de recuperação de calor geralmente pode atingir mais de 85%; todo o processo sem produção de águas residuais, o processo de purificação não produz poluição secundária de NOX; O equipamento de purificação RCO pode ser utilizado na sala de secagem, o gás purificado pode ser reutilizado diretamente na sala de secagem, para atingir o objetivo de economia de energia e redução de emissões;
Desvantagens: o dispositivo de combustão catalítica é adequado apenas para o tratamento de gases residuais orgânicos com componentes orgânicos de baixo ponto de ebulição e baixo teor de cinzas, e o tratamento de gases residuais de substâncias pegajosas, como fumaça oleosa, não é adequado, e o catalisador deve ser envenenado; a concentração de gases residuais orgânicos é inferior a 20%.
1.1.3TNV Sistema de incineração térmica tipo reciclagem
O sistema de incineração térmica do tipo reciclagem (alemão Thermische Nachverbrennung TNV) é o uso de gás ou combustível de combustão direta, aquecimento de gases residuais contendo solvente orgânico, sob a ação de alta temperatura, decomposição de oxidação de moléculas de solvente orgânico em dióxido de carbono e água, gás de combustão de alta temperatura através do apoio ao processo de produção de aquecimento do dispositivo de transferência de calor de vários estágios, precisa de ar ou água quente, reciclagem completa, decomposição de oxidação de energia térmica de gases residuais orgânicos, reduz o consumo de energia de todo o sistema. Portanto, o sistema TNV é uma forma eficiente e ideal de tratar gases residuais contendo solventes orgânicos quando o processo de produção necessita de muita energia térmica. Para a nova linha de produção de revestimento de pintura eletroforética, geralmente é adotado o sistema de incineração térmica de recuperação TNV.
O sistema TNV consiste em três partes: sistema de pré-aquecimento e incineração de gases residuais, sistema de aquecimento de ar circulante e sistema de troca de calor com ar fresco. O dispositivo de aquecimento central para incineração de gases residuais no sistema é a parte central do TNV, que é composto pelo corpo do forno, câmara de combustão, trocador de calor, queimador e válvula reguladora de combustão principal. Seu processo de trabalho é: com um ventilador de alta pressão, os gases residuais orgânicos da sala de secagem, após a incineração dos gases residuais, dispositivo de aquecimento central, pré-aquecimento do trocador de calor integrado, para a câmara de combustão e, em seguida, através do aquecimento do queimador, em alta temperatura ( cerca de 750 ℃) para a decomposição da oxidação dos gases residuais orgânicos, decomposição dos gases residuais orgânicos em dióxido de carbono e água. O gás de combustão gerado em alta temperatura é descarregado através do trocador de calor e do tubo principal de gás de combustão no forno. O gás de combustão descarregado aquece o ar circulante na sala de secagem para fornecer a energia térmica necessária para a sala de secagem. Um dispositivo de transferência de calor com ar fresco é instalado na extremidade do sistema para recuperar o calor residual do sistema para a recuperação final. O ar fresco complementado pela sala de secagem é aquecido com gases de combustão e depois enviado para a sala de secagem. Além disso, há também uma válvula reguladora elétrica na tubulação principal de gases de combustão, que é usada para ajustar a temperatura dos gases de combustão na saída do dispositivo, e a emissão final da temperatura dos gases de combustão pode ser controlada em cerca de 160 ℃.
As características do dispositivo de aquecimento central para incineração de gases residuais incluem: o tempo de permanência dos gases residuais orgânicos na câmara de combustão é de 1 ~ 2s; a taxa de decomposição dos gases residuais orgânicos é superior a 99%; a taxa de recuperação de calor pode chegar a 76%; e a relação de ajuste da saída do queimador pode chegar a 26 ∶ 1, até 40 ∶ 1.
Desvantagens: no tratamento de gases residuais orgânicos de baixa concentração, o custo de operação é maior; o trocador de calor tubular está apenas em operação contínua, tem uma longa vida útil.
1.2 Esquema de tratamento de gases residuais orgânicos em salas de pintura spray e salas de secagem
O gás descarregado da sala de pintura em spray e da sala de secagem é de baixa concentração, grande vazão e gás residual à temperatura ambiente, e a principal composição de poluentes são hidrocarbonetos aromáticos, éteres alcoólicos e solventes orgânicos de éster. Atualmente, o método estrangeiro mais maduro é: a primeira concentração de gases residuais orgânicos para reduzir a quantidade total de gases residuais orgânicos, com o primeiro método de adsorção (carvão ativado ou zeólita como adsorvente) para baixa concentração de adsorção de exaustão de tinta spray à temperatura ambiente, com extração de gases de alta temperatura, gases de exaustão concentrados usando combustão catalítica ou método de combustão térmica regenerativa.
1.2.1 Dispositivo de adsorção-dessorção e purificação de carvão ativado
Usando o carvão ativado em favo de mel como adsorvente, Combinado com os princípios de purificação por adsorção, regeneração de dessorção e concentração de COV e combustão catalítica, Alto volume de ar, baixa concentração de gases residuais orgânicos através da adsorção de carvão ativado em favo de mel para atingir o objetivo de purificação do ar, Quando o carvão ativado está saturado e, em seguida, usa ar quente para regenerar o carvão ativado, a matéria orgânica concentrada dessorvida é enviada para o leito de combustão catalítica para combustão catalítica, a matéria orgânica é oxidada em dióxido de carbono e água inofensivos, os gases de exaustão quentes queimados aquecem o ar frio através de um trocador de calor, Alguma emissão do gás de resfriamento após a troca de calor, Parte para a regeneração dessorbitória do carvão ativado em favo de mel, Para atingir o objetivo de utilização de calor residual e economia de energia. Todo o dispositivo é composto de pré-filtro, leito de adsorção, leito de combustão catalítica, retardador de chama, ventilador relacionado, válvula, etc.
O dispositivo de purificação de adsorção-dessorção de carvão ativado é projetado de acordo com os dois princípios básicos de adsorção e combustão catalítica, usando trabalho contínuo de duplo caminho de gás, uma câmara de combustão catalítica, dois leitos de adsorção são usados alternadamente. Primeiro gás residual orgânico com adsorção de carvão ativado, quando a saturação rápida interrompe a adsorção e, em seguida, usa o fluxo de ar quente para remover a matéria orgânica do carvão ativado para fazer a regeneração do carvão ativado; a matéria orgânica foi concentrada (concentração dezenas de vezes maior que a original) e enviada para a câmara de combustão catalítica, combustão catalítica em dióxido de carbono e descarga de vapor de água. Quando a concentração do gás residual orgânico atinge mais de 2.000 PPm, o gás residual orgânico pode manter a combustão espontânea no leito catalítico sem aquecimento externo. Parte dos gases de exaustão da combustão é descarregada na atmosfera e a maior parte é enviada para o leito de adsorção para regeneração do carvão ativado. Isto pode atender à combustão e adsorção da energia térmica necessária, para atingir o objetivo de economia de energia. A regeneração pode entrar na próxima adsorção; na dessorção, a operação de purificação pode ser realizada por outro leito de adsorção, adequado tanto para operação contínua quanto para operação intermitente.
Desempenho técnico e características: desempenho estável, estrutura simples, segura e confiável, economia de energia e mão de obra, sem poluição secundária. O equipamento cobre uma área pequena e é leve. Muito adequado para uso em alto volume. O leito de carvão ativado que adsorve o gás residual orgânico utiliza o gás residual após a combustão catalítica para regeneração de extração, e o gás de extração é enviado para a câmara de combustão catalítica para purificação, sem energia externa, e o efeito de economia de energia é significativo. A desvantagem é que o carvão ativado é curto e seu custo operacional é alto.
1.2.2 Dispositivo de purificação de adsorção-dessorção de roda de transferência de zeólita
Os principais componentes da zeólita são: silício, alumínio, com capacidade de adsorção, podendo ser utilizado como adsorvente; O corredor de zeólito é usar as características da abertura específica do zeólito com capacidade de adsorção e dessorção para poluentes orgânicos, de modo que o gás de exaustão de VOC com baixa e alta concentração possa reduzir o custo de operação do equipamento de tratamento final back-end. Suas características do dispositivo são adequadas para o tratamento de grandes fluxos, baixas concentrações, contendo uma variedade de componentes orgânicos. A desvantagem é que o investimento inicial é alto.
O dispositivo de purificação de adsorção Zeolite Runner é um dispositivo de purificação de gás que pode realizar continuamente operações de adsorção e dessorção. Os dois lados da roda de zeólita são divididos em três áreas pelo dispositivo de vedação especial: área de adsorção, área de dessorção (regeneração) e área de resfriamento. O processo de trabalho do sistema é: a roda giratória dos zeólitos gira continuamente em baixa velocidade, Circulação através da área de adsorção, área de dessorção (regeneração) e área de resfriamento; Quando o gás de exaustão de baixa concentração e volume de vendaval passa continuamente pela área de adsorção do corredor, o VOC no gás de exaustão é adsorvido pelo zeólito da roda giratória, emissão direta após adsorção e purificação; O solvente orgânico adsorvido pela roda é enviado para a zona de dessorção (regeneração) com a rotação da roda. Em seguida, com um pequeno volume de ar, aquece o ar continuamente através da área de dessorção. O VOC adsorvido pela roda é regenerado na zona de dessorção, Os gases de escape VOC são descarregados juntamente com o ar quente; A roda para a área de resfriamento para resfriamento pode ser readsorvida. Com a rotação constante da roda giratória, o ciclo de adsorção, dessorção e resfriamento é realizado, garantindo a operação contínua e estável do tratamento de gases residuais.
O dispositivo de zeólito é essencialmente um concentrador, e o gás de exaustão contendo solvente orgânico é dividido em duas partes: ar limpo que pode ser descarregado diretamente e ar reciclado contendo alta concentração de solvente orgânico. Ar limpo que pode ser descarregado diretamente e reciclado no sistema de ventilação do ar condicionado pintado; a alta concentração de gás VOC é cerca de 10 vezes a concentração de VOC antes de entrar no sistema. O gás concentrado é tratado por incineração em alta temperatura através do sistema de incineração térmica de recuperação TNV (ou outro equipamento). O calor gerado pela incineração é o aquecimento da sala de secagem e o aquecimento da remoção de zeólita, respectivamente, e a energia térmica é totalmente utilizada para alcançar o efeito de economia de energia e redução de emissões.
Desempenho e características técnicas: estrutura simples, fácil manutenção, longa vida útil; alta eficiência de absorção e remoção, converte o alto volume de vento original e o gás residual de VOC de baixa concentração em baixo volume de ar e gás residual de alta concentração, reduz o custo do equipamento de tratamento final back-end; queda de pressão extremamente baixa, pode reduzir significativamente o consumo de energia; preparação geral do sistema e design modular, com requisitos mínimos de espaço, e fornecer modo de controle contínuo e não tripulado; pode atingir o padrão nacional de emissão; o adsorvente utiliza zeólita não combustível, o uso é mais seguro; a desvantagem é o investimento único com alto custo.
Horário da postagem: 03/01/2023
