Bei den freigesetzten Schadstoffen handelt es sich hauptsächlich um Farbnebel und organische Lösungsmittel, die bei der Sprühfarbe entstehen, sowie um organische Lösungsmittel, die beim Trocknen entstehen und sich verflüchtigen. Farbnebel entsteht hauptsächlich aus der Lösungsmittelbeschichtung beim Luftspritzen und seine Zusammensetzung stimmt mit der verwendeten Beschichtung überein. Organische Lösungsmittel stammen hauptsächlich aus den Lösungs- und Verdünnungsmitteln bei der Verwendung von Beschichtungen, die meisten davon sind flüchtige Emissionen und ihre Hauptschadstoffe sind Xylol, Benzol, Toluol usw. Daher ist die Hauptquelle der schädlichen Abgase, die in der Beschichtung freigesetzt werden, der Spritzlackierraum, der Trockenraum und der Trockenraum.
1. Abgasbehandlungsmethode der Automobilproduktionslinie
1.1 Behandlungsschema des organischen Abgases im Trocknungsprozess
Das aus dem Elektrophorese-, Mediumbeschichtungs- und Oberflächenbeschichtungstrocknungsraum abgegebene Gas gehört zu den Abgasen mit hoher Temperatur und hoher Konzentration, die für die Verbrennungsmethode geeignet sind. Zu den derzeit am häufigsten verwendeten Abgasbehandlungsmaßnahmen im Trocknungsprozess gehören: regenerative thermische Oxidationstechnologie (RTO), regenerative katalytische Verbrennungstechnologie (RCO) und thermische Verbrennungsanlage mit TNV-Rückgewinnung
1.1.1 Thermische Oxidationstechnologie (RTO) vom Typ Wärmespeicher
Der thermische Oxidator (Regenerative Thermal Oxidizer, RTO) ist ein energiesparendes Umweltschutzgerät zur Behandlung flüchtiger organischer Abgase mittlerer und niedriger Konzentration. Geeignet für große Mengen, niedrige Konzentration, geeignet für organische Abgaskonzentrationen zwischen 100 PPM und 20.000 PPM. Die Betriebskosten sind niedrig, wenn die organische Abgaskonzentration über 450 PPM liegt, muss das RTO-Gerät keinen Hilfsbrennstoff hinzufügen; die Reinigungsrate ist hoch, die Reinigungsrate von Zweibett-RTO kann über 98 % erreichen, die Reinigungsrate von Dreibett-RTO kann über 99 % erreichen und es gibt keine Sekundärverschmutzung wie NOX; automatische Steuerung, einfache Bedienung; Die Sicherheit ist hoch.
Das Gerät zur regenerativen Wärmeoxidation verwendet die thermische Oxidationsmethode, um die mittlere und niedrige Konzentration organischer Abgase zu behandeln, und der keramische Wärmespeicherbett-Wärmetauscher wird zur Wärmerückgewinnung verwendet. Es besteht aus einem keramischen Wärmespeicherbett, einem automatischen Steuerventil, einer Brennkammer und einem Steuersystem. Die Hauptmerkmale sind: Das automatische Steuerventil am Boden des Wärmespeicherbetts ist mit dem Einlasshauptrohr bzw. dem Auslasshauptrohr verbunden, und das Wärmespeicherbett wird durch Vorwärmen des in das Wärmespeicherbett eintretenden organischen Abgases gespeichert mit keramischem Wärmespeichermaterial zur Aufnahme und Abgabe von Wärme; Das auf eine bestimmte Temperatur (760℃) vorgewärmte organische Abgas wird in der Verbrennungskammer zu Kohlendioxid und Wasser oxidiert und gereinigt. Die typische Zweibett-RTO-Hauptstruktur besteht aus einer Brennkammer, zwei Keramikpackungsbetten und vier Schaltventilen. Der regenerative Keramik-Packbett-Wärmetauscher im Gerät kann die Wärmerückgewinnung auf über 95 % maximieren; Bei der Behandlung organischer Abgase wird kein oder nur wenig Brennstoff verbraucht.
Vorteile: Bei hohem Durchfluss und geringer Konzentration organischer Abgase sind die Betriebskosten sehr niedrig.
Nachteile: hohe einmalige Investition, hohe Verbrennungstemperatur, nicht für die Behandlung hoher Konzentrationen organischer Abgase geeignet, viele bewegliche Teile, mehr Wartungsarbeiten erforderlich.
1.1.2 Thermokatalytische Verbrennungstechnologie (RCO)
Das regenerative katalytische Verbrennungsgerät (Regenerative Catalytic Oxidizer RCO) wird direkt zur Reinigung organischer Abgase mittlerer und hoher Konzentration (1000 mg/m3-10000 mg/m3) eingesetzt. Die RCO-Behandlungstechnologie eignet sich besonders für den hohen Bedarf an Wärmerückgewinnungsraten, ist aber auch für die gleiche Produktionslinie geeignet, da sich aufgrund der unterschiedlichen Produkte häufig die Abgaszusammensetzung ändert oder die Abgaskonzentration stark schwankt. Es eignet sich besonders für den Bedarf an Wärmeenergierückgewinnung von Unternehmen oder für die Abgasbehandlung von Trocknungsleitungen. Die Energierückgewinnung kann für die Trocknung von Leitungen genutzt werden, um den Zweck der Energieeinsparung zu erreichen.
Bei der regenerativen katalytischen Verbrennungsbehandlungstechnologie handelt es sich um eine typische Gas-Festphasenreaktion, bei der es sich eigentlich um die Tiefenoxidation reaktiver Sauerstoffspezies handelt. Im Prozess der katalytischen Oxidation werden durch die Adsorption an der Oberfläche des Katalysators die Reaktantenmoleküle auf der Oberfläche des Katalysators angereichert. Die Wirkung des Katalysators bei der Verringerung der Aktivierungsenergie beschleunigt die Oxidationsreaktion und verbessert die Geschwindigkeit der Oxidationsreaktion. Unter der Wirkung eines spezifischen Katalysators kommt es zu einer Verbrennung organischer Stoffe ohne Oxidation bei niedriger Starttemperatur (250–300 °C), die in Kohlendioxid und Wasser zersetzt wird und eine große Menge an Wärmeenergie freisetzt.
Das RCO-Gerät besteht hauptsächlich aus dem Ofenkörper, dem katalytischen Wärmespeicherkörper, dem Verbrennungssystem, dem automatischen Steuersystem, dem automatischen Ventil und mehreren anderen Systemen. Im industriellen Produktionsprozess gelangt das ausgestoßene organische Abgas über das Saugzuggebläse in das Drehventil der Anlage, und das Einlassgas und das Auslassgas werden durch das Drehventil vollständig getrennt. Die Wärmeenergiespeicherung und der Wärmeaustausch des Gases erreichen nahezu die durch die katalytische Oxidation der katalytischen Schicht eingestellte Temperatur; Das Abgas heizt sich im Heizbereich weiter auf (entweder durch Elektroheizung oder Erdgasheizung) und bleibt auf der eingestellten Temperatur. Es gelangt in die katalytische Schicht, um die katalytische Oxidationsreaktion abzuschließen. Bei der Reaktion entstehen Kohlendioxid und Wasser und es wird eine große Menge Wärmeenergie freigesetzt, um den gewünschten Behandlungseffekt zu erzielen. Das durch die Oxidation katalysierte Gas dringt in die Keramikmaterialschicht 2 ein und die Wärmeenergie wird über das Drehventil an die Atmosphäre abgegeben. Nach der Reinigung ist die Abgastemperatur nach der Reinigung nur geringfügig höher als die Temperatur vor der Abgasbehandlung. Das System arbeitet kontinuierlich und schaltet automatisch um. Durch die rotierende Ventilarbeit schließen alle keramischen Füllschichten die Zyklusschritte Erhitzen, Kühlen und Reinigen ab und die Wärmeenergie kann zurückgewonnen werden.
Vorteile: einfacher Prozessablauf, kompakte Ausstattung, zuverlässiger Betrieb; hohe Reinigungseffizienz, im Allgemeinen über 98 %; niedrige Verbrennungstemperatur; geringe Einweginvestitionen, niedrige Betriebskosten, Wärmerückgewinnungseffizienz kann im Allgemeinen mehr als 85 % erreichen; Der gesamte Prozess ohne Abwasserproduktion und der Reinigungsprozess erzeugen keine NOX-Sekundärverschmutzung. RCO-Reinigungsgeräte können mit dem Trockenraum verwendet werden, das gereinigte Gas kann direkt im Trockenraum wiederverwendet werden, um den Zweck der Energieeinsparung und Emissionsreduzierung zu erreichen;
Nachteile: Das katalytische Verbrennungsgerät ist nur für die Behandlung von organischen Abgasen mit organischen Bestandteilen mit niedrigem Siedepunkt und geringem Aschegehalt geeignet, und die Abgasbehandlung von klebrigen Substanzen wie öligem Rauch ist nicht geeignet und der Katalysator sollte vergiftet werden; die Konzentration des organischen Abgases liegt unter 20 %.
1.1.3TNV thermisches Recycling-Verbrennungssystem
Bei der thermischen Verbrennungsanlage vom Recycling-Typ (deutsche thermische Nachverbrennung TNV) handelt es sich um die Verwendung von Gas oder Brennstoff mit direkter Verbrennung und Erhitzung von Abgasen, die organische Lösungsmittel enthalten. Unter Einwirkung von hoher Temperatur zersetzen sich organische Lösungsmittelmoleküle oxidativ in Kohlendioxid und Wasser, das Rauchgas mit hoher Temperatur Durch die Unterstützung eines mehrstufigen Wärmeübertragungsgeräts für den Heizungsproduktionsprozess wird Luft oder heißes Wasser benötigt, eine vollständige Wiederverwertung der Oxidationszersetzung organischer Abgaswärmeenergie und eine Reduzierung des Energieverbrauchs des gesamten Systems. Daher ist das TNV-System eine effiziente und ideale Möglichkeit zur Behandlung von Abgasen, die organische Lösungsmittel enthalten, wenn der Produktionsprozess viel Wärmeenergie benötigt. Für die neue Produktionslinie für elektrophoretische Lackbeschichtungen wird im Allgemeinen ein thermisches Verbrennungssystem mit TNV-Rückgewinnung eingesetzt.
Das TNV-System besteht aus drei Teilen: Abgasvorwärm- und Verbrennungssystem, Umluftheizsystem und Frischluft-Wärmetauschsystem. Das zentrale Heizgerät für die Abgasverbrennung im System ist das Kernstück des TNV, das aus dem Ofenkörper, der Brennkammer, dem Wärmetauscher, dem Brenner und dem Hauptabzugsregelventil besteht. Sein Arbeitsprozess ist: Mit einem Hochdruckventilator werden organische Abgase aus dem Trocknungsraum, nach der Abgasverbrennung, der Zentralheizung, dem eingebauten Wärmetauscher, vorgewärmt, in die Brennkammer geleitet und dann durch den Brenner erhitzt, bei hoher Temperatur ( ca. 750℃) zur Oxidationszersetzung organischer Abgase, Zersetzung organischer Abgase in Kohlendioxid und Wasser. Das erzeugte Rauchgas mit hoher Temperatur wird über den Wärmetauscher und die Hauptrauchgasleitung in den Ofen abgeführt. Das abgeführte Rauchgas erwärmt die Umluft im Trocknungsraum und stellt so die benötigte Wärmeenergie für den Trocknungsraum bereit. Am Ende des Systems wird ein Frischluft-Wärmeübertragungsgerät angebracht, um die Abwärme des Systems für die endgültige Verwertung zurückzugewinnen. Die im Trockenraum angereicherte Frischluft wird mit Rauchgas erwärmt und anschließend in den Trockenraum geleitet. Darüber hinaus befindet sich an der Hauptrauchgasleitung ein elektrisches Regelventil, mit dem die Rauchgastemperatur am Auslass des Geräts eingestellt wird und die endgültige Abgastemperatur bei etwa 160 °C geregelt werden kann.
Zu den Merkmalen der Abgasverbrennungs-Zentralheizung gehören: Die Verweilzeit des organischen Abgases in der Brennkammer beträgt 1 bis 2 Sekunden. die Zersetzungsrate organischer Abgase beträgt mehr als 99 %; die Wärmerückgewinnungsrate kann 76 % erreichen; und das Einstellverhältnis der Brennerleistung kann 26 ∶ 1 bis 40 ∶ 1 erreichen.
Nachteile: Bei der Behandlung niedrig konzentrierter organischer Abgase sind die Betriebskosten höher; Da der Röhrenwärmetauscher nur im Dauerbetrieb ist, hat er eine lange Lebensdauer.
1.2 Behandlungsschema für organisches Abgas im Spritzlackierraum und Trockenraum
Das aus dem Spritzlackierraum und dem Trocknungsraum ausgestoßene Gas ist ein Abgas mit geringer Konzentration, großer Durchflussrate und Raumtemperatur, und die Hauptzusammensetzung der Schadstoffe besteht aus aromatischen Kohlenwasserstoffen, Alkoholethern und organischen Esterlösungsmitteln. Derzeit ist die ausgereiftere ausländische Methode: die erste organische Abgaskonzentration, um die Gesamtmenge an organischen Abgasen zu reduzieren, mit der ersten Adsorptionsmethode (Aktivkohle oder Zeolith als Adsorptionsmittel) für eine niedrige Konzentration der Sprühfarbenabgasadsorption bei Raumtemperatur, mit Hochtemperatur-Gasstrippung, konzentriertem Abgas mittels katalytischer Verbrennung oder regenerativer thermischer Verbrennungsmethode.
1.2.1 Aktivkohle-Adsorptions-, Desorptions- und Reinigungsgerät
Verwendung von Waben-Aktivkohle als Adsorptionsmittel, kombiniert mit den Prinzipien der Adsorptionsreinigung, Desorptionsregeneration und Konzentration von VOC und katalytischer Verbrennung, hohes Luftvolumen, niedrige Konzentration organischer Abgase durch Waben-Aktivkohle-Adsorption, um den Zweck der Luftreinigung zu erreichen, Wenn die Aktivkohle gesättigt ist und dann heiße Luft zur Regeneration der Aktivkohle verwendet wird, werden desorbierte konzentrierte organische Stoffe zur katalytischen Verbrennung in das katalytische Verbrennungsbett geleitet. Organische Stoffe werden zu harmlosem Kohlendioxid und Wasser oxidiert. Die verbrannten heißen Abgase erwärmen sich Kalte Luft durch einen Wärmetauscher, etwas Emission des Kühlgases nach dem Wärmeaustausch, Teil für die desorbierende Regeneration von Wabenaktivkohle, um den Zweck der Abwärmenutzung und Energieeinsparung zu erreichen. Das gesamte Gerät besteht aus Vorfilter, Adsorptionsbett, katalytischem Verbrennungsbett, Flammschutzmittel, zugehörigem Ventilator, Ventil usw.
Das Aktivkohle-Adsorptions-Desorptions-Reinigungsgerät ist nach den beiden Grundprinzipien der Adsorption und der katalytischen Verbrennung konzipiert. Es verwendet einen kontinuierlichen Doppelgasweg, eine katalytische Brennkammer und zwei Adsorptionsbetten werden abwechselnd verwendet. Zuerst organisches Abgas mit Aktivkohleadsorption, bei schneller Sättigung die Adsorption stoppen und dann mit einem Heißluftstrom organische Stoffe aus der Aktivkohle entfernen, um die Aktivkohle zu regenerieren; Die organische Substanz wurde konzentriert (die Konzentration war Dutzende Male höher als das Original) und in die katalytische Verbrennungskammer geleitet, wo katalytische Verbrennung zu Kohlendioxid und Wasserdampf erfolgte. Wenn die Konzentration des organischen Abgases mehr als 2000 ppm erreicht, kann das organische Abgas ohne externe Erwärmung eine spontane Verbrennung im Katalysatorbett aufrechterhalten. Ein Teil der Verbrennungsabgase wird in die Atmosphäre abgegeben und der größte Teil wird dem Adsorptionsbett zur Regeneration von Aktivkohle zugeführt. Dies kann die Verbrennung und Adsorption der erforderlichen Wärmeenergie erfüllen, um den Zweck der Energieeinsparung zu erreichen. Die Regeneration kann in die nächste Adsorption übergehen; Bei der Desorption kann der Reinigungsvorgang durch ein weiteres Adsorptionsbett durchgeführt werden, das sowohl für den kontinuierlichen Betrieb als auch für den intermittierenden Betrieb geeignet ist.
Technische Leistung und Eigenschaften: stabile Leistung, einfache Struktur, sicher und zuverlässig, energiesparend und arbeitssparend, keine Sekundärverschmutzung. Das Gerät deckt eine kleine Fläche ab und hat ein geringes Gewicht. Sehr gut geeignet für den Einsatz bei hohen Lautstärken. Das Aktivkohlebett, das organisches Abgas adsorbiert, nutzt das Abgas nach der katalytischen Verbrennung zur Stripping-Regeneration, und das Strippgas wird zur Reinigung ohne externe Energie in die katalytische Brennkammer geleitet, und der Energiespareffekt ist erheblich. Der Nachteil besteht darin, dass Aktivkohle knapp ist und hohe Betriebskosten verursacht.
1.2.2 Adsorptions- und Desorptionsreinigungsgerät für Zeolith-Transferräder
Die Hauptbestandteile von Zeolith sind: Silizium, Aluminium mit Adsorptionskapazität, kann als Adsorptionsmittel verwendet werden; Der Zeolith-Läufer nutzt die Eigenschaften einer Zeolith-spezifischen Öffnung mit Adsorptions- und Desorptionskapazität für organische Schadstoffe, sodass das VOC-Abgas mit niedriger und hoher Konzentration die Betriebskosten der Back-End-Endbehandlungsausrüstung senken kann. Seine Geräteeigenschaften eignen sich für die Behandlung von großem Durchfluss und geringer Konzentration, die eine Vielzahl organischer Komponenten enthalten. Der Nachteil besteht darin, dass die Frühinvestition hoch ist.
Das Zeolith-Läufer-Adsorptions-Reinigungsgerät ist ein Gasreinigungsgerät, das kontinuierlich Adsorptions- und Desorptionsvorgänge durchführen kann. Die beiden Seiten des Zeolithrades werden durch die spezielle Dichtungsvorrichtung in drei Bereiche unterteilt: Adsorptionsbereich, Desorptionsbereich (Regenerationsbereich) und Kühlbereich. Der Arbeitsprozess des Systems ist: Das rotierende Zeolithrad dreht sich kontinuierlich mit niedriger Geschwindigkeit und zirkuliert durch den Adsorptionsbereich, den Desorptionsbereich (Regenerationsbereich) und den Kühlbereich. Wenn das Abgas mit geringer Konzentration und Sturmvolumen kontinuierlich durch den Adsorptionsbereich des Läufers strömt, werden die VOC im Abgas vom Zeolith des rotierenden Rades adsorbiert, direkte Emission nach Adsorption und Reinigung; Das vom Rad adsorbierte organische Lösungsmittel wird durch die Drehung des Rades in die Desorptionszone (Regenerationszone) geleitet. Anschließend strömt die Luft mit einem kleinen Luftvolumen kontinuierlich durch den Desorptionsbereich. Die am Rad adsorbierten VOC werden in der Desorptionszone regeneriert. Das VOC-Abgas wird zusammen mit der Heißluft abgeführt; Das Rad zum Kühlbereich zur Kühlung kann erneut adsorbiert werden. Durch die konstante Drehung des rotierenden Rades werden Adsorptions-, Desorptions- und Kühlzyklen durchgeführt, um einen kontinuierlichen und stabilen Betrieb der Abgasbehandlung sicherzustellen.
Das Zeolith-Läufergerät ist im Wesentlichen ein Konzentrator, und das Abgas, das organisches Lösungsmittel enthält, wird in zwei Teile geteilt: saubere Luft, die direkt abgeführt werden kann, und recycelte Luft, die eine hohe Konzentration an organischem Lösungsmittel enthält. Saubere Luft, die direkt abgeführt und im lackierten Lüftungssystem der Klimaanlage recycelt werden kann; Die hohe Konzentration des VOC-Gases beträgt etwa das Zehnfache der VOC-Konzentration vor dem Eintritt in das System. Das konzentrierte Gas wird durch Hochtemperaturverbrennung durch ein thermisches TNV-Rückgewinnungssystem (oder eine andere Ausrüstung) behandelt. Die durch die Verbrennung erzeugte Wärme dient der Trocknungsraumheizung bzw. der Zeolith-Stripping-Heizung, und die Wärmeenergie wird vollständig genutzt, um den Effekt der Energieeinsparung und Emissionsreduzierung zu erzielen.
Technische Leistung und Eigenschaften: einfacher Aufbau, einfache Wartung, lange Lebensdauer; Hohe Absorptions- und Strippeffizienz, Umwandlung des ursprünglichen Abgases mit hohem Windvolumen und niedriger VOC-Konzentration in Abgas mit geringem Luftvolumen und hoher Konzentration, Reduzierung der Kosten für die Endbehandlungsausrüstung im Backend; extrem geringer Druckabfall, kann den Energieverbrauch erheblich reduzieren; Gesamtsystemvorbereitung und modularer Aufbau bei minimalem Platzbedarf und Bereitstellung eines kontinuierlichen und unbemannten Steuermodus; es kann den nationalen Emissionsstandard erreichen; Adsorbens verwendet nicht brennbaren Zeolith, die Verwendung ist sicherer; Der Nachteil ist die einmalige Investition mit hohen Kosten.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 03.01.2023
