Los contaminantes vertidos son principalmente: neblina de pintura y disolventes orgánicos producidos por la pintura en spray, y disolventes orgánicos producidos al secarse por volatilización.La niebla de pintura proviene principalmente de la parte del recubrimiento con solvente en la pulverización con aire, y su composición es consistente con el recubrimiento utilizado.Los solventes orgánicos provienen principalmente de los solventes y diluyentes en el proceso de uso de los recubrimientos, la mayoría de ellos son emisiones volátiles y sus principales contaminantes son el xileno, el benceno, el tolueno, etc.Por lo tanto, la fuente principal del gas residual nocivo que se descarga en el revestimiento es la sala de pintura en aerosol, la sala de secado y la sala de secado.
1. Método de tratamiento de gases residuales de la línea de producción de automóviles.
1.1 Esquema de tratamiento del gas residual orgánico en el proceso de secado
El gas descargado de la sala de secado de electroforesis, revestimiento medio y revestimiento superficial pertenece al gas residual de alta temperatura y alta concentración, que es adecuado para el método de incineración.En la actualidad, las medidas de tratamiento de gases residuales comúnmente utilizadas en el proceso de secado incluyen: tecnología de oxidación térmica regenerativa (RTO), tecnología de combustión catalítica regenerativa (RCO) y sistema de incineración térmica de recuperación TNV
1.1.1 Tecnología de oxidación térmica (RTO) de tipo almacenamiento térmico
El oxidador térmico (oxidador térmico regenerativo, RTO) es un dispositivo de protección ambiental que ahorra energía para el tratamiento de gases residuales orgánicos volátiles de concentración media y baja.Adecuado para alto volumen, baja concentración, adecuado para la concentración de gases residuales orgánicos entre 100 PPM-20000 PPM.El costo de operación es bajo, cuando la concentración de gas residual orgánico está por encima de 450 PPM, el dispositivo RTO no necesita agregar combustible auxiliar;la tasa de purificación es alta, la tasa de purificación de RTO de dos camas puede alcanzar más del 98%, la tasa de purificación de RTO de tres camas puede alcanzar más del 99% y no hay contaminación secundaria como NOX;control automático, operación simple;la seguridad es alta.
El dispositivo de oxidación de calor regenerativo adopta el método de oxidación térmica para tratar la concentración media y baja de gas residual orgánico, y el intercambiador de calor de lecho de almacenamiento de calor cerámico se usa para recuperar el calor.Está compuesto por un lecho cerámico de almacenamiento de calor, una válvula de control automático, una cámara de combustión y un sistema de control.Las características principales son: la válvula de control automático en la parte inferior del lecho de almacenamiento de calor está conectada con el tubo principal de admisión y el tubo principal de escape respectivamente, y el lecho de almacenamiento de calor se almacena precalentando el gas residual orgánico que ingresa al lecho de almacenamiento de calor con material cerámico de almacenamiento de calor para absorber y liberar calor;el gas residual orgánico precalentado a una temperatura determinada (760 ℃) se oxida en la combustión de la cámara de combustión para generar dióxido de carbono y agua, y se purifica.La estructura principal típica de RTO de dos lechos consta de una cámara de combustión, dos lechos de empaque de cerámica y cuatro válvulas de conmutación.El intercambiador de calor de lecho de empaque de cerámica regenerativa en el dispositivo puede maximizar la recuperación de calor en más del 95%;Se utiliza poco o nada de combustible cuando se trata el gas residual orgánico.
Ventajas: Al tratar con alto flujo y baja concentración de gas residual orgánico, el costo operativo es muy bajo.
Desventajas: alta inversión única, alta temperatura de combustión, no apto para el tratamiento de alta concentración de gases residuales orgánicos, hay muchas piezas móviles, necesita más trabajo de mantenimiento.
1.1.2 Tecnología de combustión catalítica térmica (RCO)
El dispositivo de combustión catalítica regenerativa (Regenerative Catalytic Oxidizer RCO) se aplica directamente a la purificación de gases residuales orgánicos de concentración media y alta (1000 mg/m3-10000 mg/m3).La tecnología de tratamiento RCO es especialmente adecuada para la alta demanda de tasa de recuperación de calor, pero también es adecuada para la misma línea de producción, debido a los diferentes productos, la composición de los gases residuales a menudo cambia o la concentración de gases residuales fluctúa mucho.Es especialmente adecuado para la necesidad de recuperación de energía térmica de las empresas o el tratamiento de gases residuales de la línea troncal de secado, y la recuperación de energía se puede utilizar para el secado de la línea troncal, a fin de lograr el propósito de ahorro de energía.
La tecnología de tratamiento de combustión catalítica regenerativa es una reacción típica de fase gas-sólido, que en realidad es la oxidación profunda de especies reactivas de oxígeno.En el proceso de oxidación catalítica, la adsorción de la superficie del catalizador hace que las moléculas reactivas se enriquezcan en la superficie del catalizador.El efecto del catalizador en la reducción de la energía de activación acelera la reacción de oxidación y mejora la velocidad de la reacción de oxidación.Bajo la acción de un catalizador específico, la materia orgánica se produce sin combustión de oxidación a baja temperatura inicial (250~300℃), que se descompone en dióxido de carbono y agua, y libera una gran cantidad de energía térmica.
El dispositivo RCO se compone principalmente del cuerpo del horno, el cuerpo de almacenamiento de calor catalítico, el sistema de combustión, el sistema de control automático, la válvula automática y varios otros sistemas.En el proceso de producción industrial, el gas de escape orgánico descargado ingresa a la válvula giratoria del equipo a través del ventilador de tiro inducido, y el gas de entrada y el gas de salida se separan completamente a través de la válvula giratoria.El almacenamiento de energía térmica y el intercambio de calor del gas casi alcanzan la temperatura establecida por la oxidación catalítica de la capa catalítica;el gas de escape continúa calentándose a través del área de calefacción (ya sea por calefacción eléctrica o calefacción de gas natural) y se mantiene a la temperatura establecida;ingresa a la capa catalítica para completar la reacción de oxidación catalítica, es decir, la reacción genera dióxido de carbono y agua, y libera una gran cantidad de energía térmica para lograr el efecto de tratamiento deseado.El gas catalizado por la oxidación ingresa a la capa de material cerámico 2 y la energía térmica se descarga a la atmósfera a través de la válvula rotativa.Después de la purificación, la temperatura de escape después de la purificación es solo un poco más alta que la temperatura antes del tratamiento de gases residuales.El sistema funciona continuamente y cambia automáticamente.A través del trabajo de la válvula giratoria, todas las capas de relleno cerámico completan los pasos del ciclo de calentamiento, enfriamiento y purificación, y la energía térmica se puede recuperar.
Ventajas: flujo de proceso simple, equipo compacto, operación confiable;alta eficiencia de purificación, generalmente superior al 98%;baja temperatura de combustión;baja inversión desechable, bajo costo operativo, la eficiencia de recuperación de calor generalmente puede alcanzar más del 85%;todo el proceso sin producción de aguas residuales, el proceso de purificación no produce contaminación secundaria de NOX;El equipo de purificación RCO se puede utilizar con la sala de secado, el gas purificado se puede reutilizar directamente en la sala de secado, para lograr el objetivo de ahorro de energía y reducción de emisiones;
Desventajas: el dispositivo de combustión catalítica solo es adecuado para el tratamiento de gases residuales orgánicos con componentes orgánicos de bajo punto de ebullición y bajo contenido de cenizas, y el tratamiento de gases residuales de sustancias pegajosas como el humo aceitoso no es adecuado, y el catalizador debe ser envenenado;la concentración de gas residual orgánico es inferior al 20%.
1.1.3 TNV Sistema de incineración térmica tipo reciclado
El sistema de incineración térmica de tipo reciclado (Thermische Nachverbrennung TNV en alemán) es el uso de gas o combustible de combustión directa para calentar gases residuales que contienen solventes orgánicos, bajo la acción de la descomposición de oxidación de moléculas de solventes orgánicos a alta temperatura en dióxido de carbono y agua, el gas de combustión a alta temperatura a través del apoyo del proceso de producción de calefacción del dispositivo de transferencia de calor de múltiples etapas necesita aire o agua caliente, la descomposición de oxidación de reciclaje completo de la energía térmica de gas residual orgánico, reduce el consumo de energía de todo el sistema.Por lo tanto, el sistema TNV es una forma eficiente e ideal de tratar el gas residual que contiene solventes orgánicos cuando el proceso de producción necesita mucha energía térmica.Para la nueva línea de producción de revestimiento de pintura electroforética, generalmente se adopta el sistema de incineración térmica de recuperación TNV.
El sistema TNV consta de tres partes: sistema de precalentamiento e incineración de gases residuales, sistema de calefacción de aire circulante y sistema de intercambio de calor de aire fresco.El dispositivo de calefacción central para la incineración de gases residuales en el sistema es la parte central de TNV, que se compone del cuerpo del horno, la cámara de combustión, el intercambiador de calor, el quemador y la válvula reguladora del conducto de humos principal.Su proceso de trabajo es: con un ventilador de cabeza de alta presión, el gas residual orgánico de la sala de secado, después de la incineración de gas residual, el dispositivo de calefacción central, el precalentamiento del intercambiador de calor incorporado, a la cámara de combustión, y luego a través del calentamiento del quemador, a alta temperatura ( alrededor de 750 ℃) a la descomposición por oxidación de gases residuales orgánicos, descomposición de gases residuales orgánicos en dióxido de carbono y agua.El gas de combustión de alta temperatura generado se descarga a través del intercambiador de calor y la tubería principal de gas de combustión en el horno.El gas de combustión descargado calienta el aire que circula en la sala de secado para proporcionar la energía térmica necesaria para la sala de secado.Se establece un dispositivo de transferencia de calor de aire fresco al final del sistema para recuperar el calor residual del sistema para la recuperación final.El aire fresco complementado por la sala de secado se calienta con gases de combustión y luego se envía a la sala de secado.Además, también hay una válvula de regulación eléctrica en la tubería de gas de combustión principal, que se utiliza para ajustar la temperatura de los gases de combustión en la salida del dispositivo, y la emisión final de la temperatura de los gases de combustión se puede controlar a aproximadamente 160 ℃.
Las características del dispositivo de calefacción central para incineración de gas residual incluyen: el tiempo de permanencia del gas residual orgánico en la cámara de combustión es de 1~2s;la tasa de descomposición del gas residual orgánico es más del 99%;la tasa de recuperación de calor puede alcanzar el 76%;y la relación de ajuste de la salida del quemador puede alcanzar 26 ∶ 1, hasta 40 ∶ 1.
Desventajas: al tratar gas residual orgánico de baja concentración, el costo de operación es mayor;el intercambiador de calor tubular solo está en funcionamiento continuo, tiene una larga vida útil.
1.2 Esquema de tratamiento de gases residuales orgánicos en sala de pintura en aerosol y sala de secado
El gas descargado de la sala de pintura en aerosol y la sala de secado es gas residual de baja concentración, gran caudal y temperatura ambiente, y la composición principal de los contaminantes son hidrocarburos aromáticos, éteres de alcohol y solventes orgánicos de éster.En la actualidad, el método extranjero más maduro es: la primera concentración de gas residual orgánico para reducir la cantidad total de gas residual orgánico, con el primer método de adsorción (carbón activado o zeolita como adsorbente) para baja concentración de adsorción de escape de pintura en aerosol a temperatura ambiente, con extracción de gas a alta temperatura, gas de escape concentrado usando combustión catalítica o método de combustión térmica regenerativa.
1.2.1 Dispositivo de adsorción-desorción y purificación de carbón activado
Usando el carbón activado en panal como adsorbente, combinado con los principios de purificación por adsorción, regeneración por desorción y concentración de COV y combustión catalítica, alto volumen de aire, baja concentración de gas residual orgánico a través de la adsorción de carbón activado en panal para lograr el propósito de purificación de aire, Cuando el carbón activado está saturado y luego usa aire caliente para regenerar el carbón activado, la materia orgánica concentrada desorbida se envía al lecho de combustión catalítica para la combustión catalítica, la materia orgánica se oxida a dióxido de carbono y agua inofensivos, los gases de escape calientes quemados calientan el aire frío a través de un intercambiador de calor, alguna emisión de gas de enfriamiento después del intercambio de calor, parte de la regeneración desorbitoria del carbón activado en panal, para lograr el propósito de la utilización del calor residual y el ahorro de energía.Todo el dispositivo se compone de prefiltro, cama de adsorción, cama de combustión catalítica, retardante de llama, ventilador relacionado, válvula, etc.
El dispositivo de purificación de adsorción-desorción de carbón activado está diseñado de acuerdo con los dos principios básicos de adsorción y combustión catalítica, utilizando un trabajo continuo de doble ruta de gas, una cámara de combustión catalítica, dos lechos de adsorción se utilizan alternativamente.El primer gas residual orgánico con adsorción de carbón activado, cuando la saturación rápida detiene la adsorción, y luego usa el flujo de aire caliente para eliminar la materia orgánica del carbón activado para hacer la regeneración del carbón activado;la materia orgánica ha sido concentrada (concentración decenas de veces superior a la original) y enviada a la cámara de combustión catalítica combustión catalítica en dióxido de carbono y descarga de vapor de agua.Cuando la concentración del gas residual orgánico alcanza más de 2000 PPm, el gas residual orgánico puede mantener la combustión espontánea en el lecho catalítico sin calentamiento externo.Parte de los gases de escape de la combustión se descargan a la atmósfera y la mayor parte se envía al lecho de adsorción para la regeneración del carbón activado.Esto puede cumplir con la combustión y la adsorción de la energía térmica requerida, para lograr el propósito de ahorrar energía.La regeneración puede entrar en la siguiente adsorción;en la desorción, la operación de purificación puede ser realizada por otro lecho de adsorción, adecuado tanto para operación continua como para operación intermitente.
Rendimiento técnico y características: rendimiento estable, estructura simple, seguro y confiable, ahorro de energía y ahorro de mano de obra, sin contaminación secundaria.El equipo cubre un área pequeña y tiene un peso ligero.Muy adecuado para su uso en gran volumen.El lecho de carbón activado que adsorbe el gas residual orgánico usa el gas residual después de la combustión catalítica para la regeneración de extracción, y el gas de extracción se envía a la cámara de combustión catalítica para su purificación, sin energía externa, y el efecto de ahorro de energía es significativo.La desventaja es que el carbón activado es corto y su costo de operación es alto.
1.2.2 Dispositivo de purificación por adsorción-desorción con rueda de transferencia de zeolitas
Los principales componentes de la zeolita son: silicio, aluminio, con capacidad de adsorción, se puede utilizar como adsorbente;El corredor de zeolita es utilizar las características de la apertura específica de zeolita con capacidad de adsorción y desorción para contaminantes orgánicos, de modo que los gases de escape de VOC con baja concentración y alta concentración puedan reducir el costo de operación del equipo de tratamiento final de back-end.Las características de su dispositivo son adecuadas para el tratamiento de gran flujo, baja concentración, que contiene una variedad de componentes orgánicos.La desventaja es que la inversión inicial es alta.
El dispositivo de adsorción-purificación de corredor de zeolita es un dispositivo de purificación de gas que puede realizar continuamente operaciones de adsorción y desorción.Los dos lados de la rueda de zeolita están divididos en tres áreas por el dispositivo de sellado especial: área de adsorción, área de desorción (regeneración) y área de enfriamiento.El proceso de trabajo del sistema es: la rueda giratoria de zeolitas gira continuamente a baja velocidad, Circulación a través del área de adsorción, área de desorción (regeneración) y área de enfriamiento;Cuando el gas de escape de baja concentración y volumen de vendaval pasa continuamente a través del área de adsorción del corredor, el VOC en el gas de escape es adsorbido por la zeolita de la rueda giratoria, Emisión directa después de la adsorción y purificación;El solvente orgánico adsorbido por la rueda se envía a la zona de desorción (regeneración) con la rotación de la rueda. Luego, con un pequeño volumen de aire, calienta el aire continuamente a través del área de desorción. El COV adsorbido en la rueda se regenera en la zona de desorción. Los gases de escape de COV se descargan junto con el aire caliente;La rueda hacia el área de enfriamiento para el enfriamiento por enfriamiento puede ser reabsorción. Con la rotación constante de la rueda giratoria, se realiza el ciclo de adsorción, desorción y enfriamiento. Garantiza el funcionamiento continuo y estable del tratamiento de gases residuales.
El dispositivo de corredor de zeolita es esencialmente un concentrador, y el gas de escape que contiene solvente orgánico se divide en dos partes: aire limpio que se puede descargar directamente y aire reciclado que contiene una alta concentración de solvente orgánico.Aire limpio que se puede descargar directamente y se puede reciclar en el sistema de ventilación del aire acondicionado pintado;la alta concentración de gas VOC es aproximadamente 10 veces mayor que la concentración de VOC antes de ingresar al sistema.El gas concentrado se trata mediante incineración a alta temperatura a través del sistema de incineración térmica de recuperación TNV (u otro equipo).El calor generado por la incineración es calentamiento de la sala de secado y calentamiento de extracción de zeolita respectivamente, y la energía térmica se utiliza completamente para lograr el efecto de ahorro de energía y reducción de emisiones.
Rendimiento técnico y características: estructura simple, fácil mantenimiento, larga vida útil;alta eficiencia de absorción y extracción, convierte el volumen original de viento alto y el gas residual de COV de baja concentración en un volumen de aire bajo y gas residual de alta concentración, reduce el costo del equipo de tratamiento final de back-end;caída de presión extremadamente baja, puede reducir en gran medida el consumo de energía eléctrica;preparación general del sistema y diseño modular, con requisitos mínimos de espacio, y proporciona un modo de control continuo y no tripulado;puede alcanzar el estándar de emisión nacional;adsorbente utiliza zeolita no combustible, el uso es más seguro;la desventaja es una inversión única con un alto costo.
Hora de publicación: 03-ene-2023
