En el proceso de producción de pintura por rociado y pintura para hornear para algunos productos, habrá una gran cantidad de emisiones de gases de escape del proceso,que suponen una amenaza significativa para el medio ambiente natural y la salud de los operadoresEspecíficamente, los procesos tales como la pintura por aerosol y la cocción requieren el uso de una gran cantidad de compuestos volátiles como el benceno, el tolueno, el etilbenceno,y acetato de etilo como disolventes y diluyentes de revestimientoEstos disolventes orgánicos no se adsorben en la superficie de la pieza de trabajo durante la pulverización, sino que se evaporan completamente en el aire y se convierten en gases de desecho orgánicos.Estos gases de escape tienen características tales como bajo punto de ebullición y fácil volatilización a temperatura ambiente, que tienen un impacto significativo en el medio ambiente circundante y en la salud de los operadores.
El contenido de compuestos orgánicos volátiles en el aire de algunas grandes ciudades de China es varias veces mayor que el de las ciudades de los Estados Unidos,y los gases orgánicos de desecho emitidos por la producción industrial se han convertido en el principal factor de contaminación del aire urbano en ChinaCuando estos gases se evaporan, producen olores irritantes que representan una gran amenaza para la salud de los operadores.y daños a los órganos internos y al sistema nervioso del cuerpo humano cuando se absorben en grandes cantidadesPor lo tanto, en las actividades de producción industrial, además de adoptar las medidas de protección necesarias,También es necesario evitar en la medida de lo posible la emisión de gas orgánico residual y recolectar y purificar de forma exhaustiva el gas orgánico residual.
1 Principio básico
Este esquema utiliza carbón activado en forma de panal de miel como adsorbente y logra el objetivo de purificación del aire mediante la adsorción, purificación, desorción, regeneración,y concentrando compuestos orgánicos volátiles (COV)El gran volumen de aire y la baja concentración de gases orgánicos residuales son adsorbidos por carbón activado en forma de panal de abeja para lograr el objetivo de purificación del aire.Después de saturación de la adsorción de carbón activado, el carbón activado se regenera por desorción con aire caliente. La materia orgánica concentrada obtenida por desorción se envía al lecho de combustión catalítica para su combustión catalítica,y la materia orgánica interna se oxida en CO2 y H2O inofensivosEl gas de escape caliente después de la combustión se calienta mediante un intercambiador de calor para producir aire frío.el gas enfriado se descarga parcialmente y se utiliza parcialmente para la desorción y regeneración del carbón activado de panalEl equipo completo incluye prefiltros, lechos de adsorción, lechos de combustión catalítica y ventiladores.
En comparación con otros métodos de tratamiento de los gases orgánicos residuales, este método es un modo de tratamiento integral que aprovecha las ventajas de otros modos.y tiene ventajas significativas en el tratamiento de alto volumen de aire y baja concentración de gas orgánico residual.
Diseño del proceso para 2 tratamientos
2.1 Preprocesamiento
En el caso de los gases orgánicos de desecho, primero se debe pulverizar con agua para eliminar las impurezas y la materia orgánica soluble dentro del gas de desecho.el gas contiene una gran cantidad de humedad y una pequeña cantidad de polvo en su interiorPara evitar la influencia de la humedad y el polvo en el funcionamiento eficaz del lecho de adsorción de carbón activado, las personas deben utilizar filtros de alta eficiencia para la filtración durante el tratamiento.
2.2 Operación de adsorción
El gas orgánico residual pretratado se introduce en el lecho de adsorción bajo la acción de un ventilador y se distribuye uniformemente en la superficie del carbón activado.Según las fuerzas de van der Waals entre moléculasEl carbón activado adsorbe el gas orgánico residual en la superficie, un proceso que toma menos tiempo, pero cuanto más tiempo, más completa es la adsorción.No hay ninguna reacción química significativa entre los dosEl gas de escape limpio puede cumplir las normas de emisión de contaminantes atmosféricos pertinentes.Con la acción del ventilador, puede cumplir con las normas de emisión de una tubería de escape de 15 m de altura.con dos conjuntos para adsorción y uno para desorciónLos tres conjuntos de equipos pueden ser operados alternativamente.
2.3 Desorción y combustión catalítica
La ecuación de reacción específica es:
Una vez que la adsorción de carbón activado alcanza la saturación, se cambia a la cama de desorción, que requiere calor adicional.y el catalizador se precalenta simultáneamente cuando se enciendeUna vez que el lecho de oxidación catalítica alcanza la temperatura establecida, se introduce aire caliente en el lecho de desorción.y el gas orgánico residual se desabsorbe completamente de la superficie del carbón activado bajo el efecto de calentamiento.
El gas de desecho orgánico de alta concentración entra en el lecho de oxidación bajo fuerza externa, se quema y se descompone en H2O y CO2 mediante la acción catalítica del metal platino.El gas residual se purifica mediante esta operaciónLas características de este proceso de combustión son baja temperatura, rápida y sin llama, y generan una gran cantidad de calor.Las personas pueden reutilizar el carbón activado en la desorción y la oxidación de combustión de los gases orgánicos de desecho, reduciendo así el consumo de energía.
Cuando la concentración de gas orgánico residual es alta, el calor excesivo generado por la combustión puede conducir a una temperatura más alta en el lecho de oxidación catalítica,que a su vez afecta a la seguridad de todo el sistema de tratamiento de gases residualesPor lo tanto, el sistema diseñado en este artículo incluye un dispositivo de suplemento de aire frío, que puede introducir aire fresco para reducir la temperatura de reacción y garantizar la seguridad del funcionamiento del sistema.
2.4 Tratamiento de aguas residuales
Después del pretratamiento por rociado de agua, las aguas residuales que contienen impurezas y materia orgánica se introducen en el tanque de tratamiento de aguas residuales del taller de rociado de pintura para su sedimentación.eliminación de grandes partículas de impurezasPara reducir la corrosión de los equipos causada por la reutilización de las aguas residuales, se utiliza una solución de agua potable, que contiene una cantidad mínima de materia orgánica.Se debe añadir una pequeña cantidad de soda cáustica para realizar reacciones de neutralización y ajustar su acidez y alcalinidad.Después de una purificación exhaustiva, las aguas residuales pueden reciclarse y reutilizarse en el módulo de pretratamiento de spray de agua, y básicamente no hay descarga de aguas residuales de la unidad de tratamiento de aguas residuales.Los productos del análisis centrífugo de las aguas residuales y los sedimentos de residuos de pintura generados por la sedimentación se consideran residuos peligrosos.. De acuerdo con los requisitos nacionales pertinentes para la gestión de residuos peligrosos, deben encargarse unidades cualificadas de eliminación de residuos peligrosos para llevar a cabo operaciones de eliminación segura.
Este plan tiene numerosas ventajas: en primer lugar, se utiliza un nuevo y eficiente carbón activado con una estructura de lecho de adsorción estable y razonable, lo que mejora en gran medida el efecto de adsorción.La combustión catalítica se lleva a cabo utilizando metal platino para descomponer los gases orgánicos en H2O y CO2 no tóxicos e inofensivos., logrando una purificación eficiente y completa; de nuevo, el proceso de combustión tiene una temperatura más baja y es seguro.que resulta en una menor pérdida de calor y una reducción significativa del consumo de energíaPor último, el diseño y la instalación de los equipos del sistema adoptan diversas medidas para eliminar los peligros de seguridad, con un funcionamiento sencillo y una facilidad de uso y gestión posterior.
3Métodos de funcionamiento para cada módulo componente
3.1 Filtro de niebla de pintura
El gas de escape de la pintura por aerosol aparece principalmente en el banco de trabajo de pintura por aerosol donde se aplica la pieza de trabajo.mientras que otros se descargan con el gas de escape y se convierten en niebla de pinturaEstos aerosoles de pintura tienen un bajo contenido de polvo y partículas pequeñas, la mayoría de las cuales tienen un diámetro inferior a 10 mm. Si no se tratan, obstruirán rápidamente los microporos de carbón activado.causando que pierda su función originalPor lo tanto, los gases de escape de pintura deben someterse primero a un tratamiento de filtración gruesa.
3.2 Selección y ajuste de parámetros del adsorbente
El carbón activado tiene las ventajas de una gran superficie, una gran capacidad de adsorción y un bajo costo.Es inconveniente sustituir el carbón activado en polvoLas fibras de carbono activado contienen estructuras microcristalinas regulares, que tienen una gran capacidad de adsorción y son propensas a desprenderse, lo que resulta en altos costes.El carbón activado en forma de panal de miel tiene alta velocidad del viento y baja resistencia, y puede aplicarse a la adsorción de gases de escape de baja concentración con un gran volumen de aire.y la estructura del lecho de adsorción adopta un modo de montaje de estilo cajón, que es conveniente para llenar y desmontar durante el uso.
3.3 Diseño de la combustión catalítica
3.3.1 Intercambiador de calor
La estructura del intercambiador de calor es relativamente compleja.este artículo adopta un intercambiador de calor de placa de tubo fijo relativamente simple, con gas frío que fluye a través de la cáscara y gas caliente que fluye a través del lado del tubo.
3.3.2 Cámara de calefacción eléctrica
En este esquema, la cámara de calefacción sólo proporciona el calor necesario para precalentar el gas durante el arranque.Así que la potencia térmica requerida es relativamente baja.Puede calentarse con electricidad sin necesidad de calentar adicionalmente gas natural o gas de petróleo licuado.
3.3.3 Tratamiento del módulo aislante
La temperatura en el interior del equipo integrado de combustión catalítica es mucho más alta que la temperatura ambiente, y es necesario añadir un tratamiento de aislamiento para evitar daños a los trabajadores.El algodón aislante utilizado para el aislamiento está hecho de fieltro de fibra de silicato de aluminio, diseñado en función de la posible alta temperatura de 400oC en la cámara de combustión.
3.4 Diseño del detector de llamas
Un arrester de llama está compuesto por muchos canales o espacios pequeños, y cuando la llama entra en estos canales pequeños, se forman muchas corrientes de llama pequeñas.Debido a la gran superficie de transferencia de calor de los canales o poros, la temperatura de la llama disminuye después del intercambio de calor a través de las paredes del canal, y la llama se extingue cuando alcanza un cierto grado.Los pararrayos de llamas son dispositivos utilizados para evitar la propagación de las llamas causadas por la evaporación de gases quemables o líquidos inflamables.En los reactores de combustión catalítica de COV, la presencia de chispas puede desencadenar llamas de gas y promover la combustión de toda la red de tuberías..El tamaño del caparazón del detector de llamas está directamente relacionado con la resistencia del fluido, y el diámetro del caparazón suele ser aproximadamente 4 veces el diámetro de la tubería utilizada en conjunto,Eso es..., D=4d. Este artículo está diseñado de acuerdo con las especificaciones, utilizando los extremos abiertos y cerrados de una llama abierta para la ignición. Este esquema adopta un método de combustión sin llama.el amortiguador de llamas será demasiado grandeBasándose en los requisitos reales de funcionamiento, el valor de datos diseñado en este artículo es D=2d y el ángulo es de 60o.con un diámetro del tubo de 500 mm × 200 mm y un ángulo de difusión de 60oLa altura de la mitad delantera de la cáscara se toma como 250 × sin60o = 433 mm.
4 Conclusión
Este esquema adopta el método de combustión catalítica de adsorción para tratar los gases de escape de la pintura de pulverización. Primero se utiliza un filtro para eliminar la niebla de pintura.se utiliza un lecho de adsorción de carbón activado en forma de panal de miel para adsorberlo continuamente, y al mismo tiempo, el carbón activado saturado es desabsorbido.el gas de desecho orgánico de alto volumen de aire y baja concentración se concentra en gas de desecho orgánico de bajo volumen de aire y alta concentraciónAl mismo tiempo, la cámara de combustión catalítica se utiliza para convertir el gas orgánico en CO2 y H2O, manteniendo una autocombustión estable.La práctica ha demostrado que este modo de tratamiento tiene las ventajas de una alta eficiencia de purificación, sin contaminación secundaria y bajo coste de operación en comparación con el proceso tradicional.
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