家具廠噴漆廢氣使用沸石轉(zhuǎn)輪吸附濃縮
針對(duì)家具噴漆過(guò)程VOCs成分雜亂、風(fēng)量***、濃度低的實(shí)踐狀況,本文要點(diǎn)介紹了沸石(分子篩)轉(zhuǎn)輪吸附濃縮十熱力燃燒VOCs管理技術(shù),該技術(shù)***別適用于處理***風(fēng)量、低濃度有機(jī)廢氣,能夠有用進(jìn)步處理功率、下降作業(yè)本錢(qián),VOCs去除功率可到達(dá)93%以上。
1導(dǎo)言
噴漆是家具制作行業(yè)******要工藝之一，在很***程度上決議了家具制品的外觀、顏色、質(zhì)量、層次與價(jià)值。就當(dāng)時(shí)家具行業(yè)來(lái)說(shuō)，VOCs***要來(lái)自于噴漆工序中涂料中有機(jī)溶劑和稀釋劑的蒸發(fā)，并且不同品種的涂料在使用過(guò)程中所排放的VOCs品種和含量也不同，涂裝相同面積時(shí)，使用溶劑型涂料產(chǎn)生的VOCｓ量***多，水性涂料次之，粉末涂料***少。雖然現(xiàn)在***家要求家具行業(yè)***力推廣使用水性、紫外光固化涂料，到2020年末前，代替份額到達(dá)60%以上，可是鑒于家具行業(yè)噴漆過(guò)程水性、紫外光固化涂料技術(shù)的不成熟，業(yè)界現(xiàn)在仍以溶劑型涂料為主，噴漆過(guò)程產(chǎn)生很多的漆塵和VOCs，因而對(duì)家具行業(yè)VOCS管理提出了很高的要求。
以河北某***型家居企業(yè)為例，企業(yè)設(shè)置兩條噴漆線，進(jìn)行木門(mén)和浴室柜噴涂，噴涂廢氣詳細(xì)包含：調(diào)漆廢氣、噴漆廢氣、烘干廢氣，***要污染物為醋酸乙酯、苯乙烯、二甲苯、醋酸丁酯、乙醇、甲基異丁酮、異氰酸酯單體、2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、甲苯、2-甲基-2-丙烯酸-2-羥乙基酯磷酸酯、丙烯酸、3-氯-1，2-環(huán)氧丙烷、乙苯、甲基乙基酮、環(huán)己酮、石油、1，2，4-三甲基苯、乙二醇、顆粒物，該過(guò)程風(fēng)量約為215000m3/h，噴涂、VOCs產(chǎn)生濃度為120~330mg/m3，該廢氣具有風(fēng)量***、濃度低、廢氣組分雜亂、無(wú)收回價(jià)值等***要***點(diǎn)。
關(guān)于***風(fēng)量、低濃度的有機(jī)廢氣經(jīng)過(guò)沸石分子篩吸后，可轉(zhuǎn)換成小風(fēng)量、中高濃度的有機(jī)廢氣，因而企業(yè)噴漆廢氣選用沸石轉(zhuǎn)輪吸附濃縮十RTO處理，具有凈化功率高、出資低一級(jí)長(zhǎng)處，能夠保證噴漆廢氣合格排放，工藝技術(shù)合理、可行。
2沸石轉(zhuǎn)輪濃縮十RTO技術(shù)原理
本技術(shù)是沸石轉(zhuǎn)輪吸附同蓄熱式燃燒技術(shù)的組合工藝，凈化系統(tǒng)***要由三級(jí)干式過(guò)濾設(shè)備、沸石轉(zhuǎn)輪濃縮吸附設(shè)備、RTO、風(fēng)機(jī)、換熱器、PLC自動(dòng)化操控系統(tǒng)組成。該組合技術(shù)經(jīng)過(guò)沸石轉(zhuǎn)輪的吸附濃縮使***風(fēng)量、低濃度有機(jī)廢氣濃縮為小風(fēng)量、高濃度濃縮氣體，高濃度濃縮氣再經(jīng)RTO高溫燃燒分化為CO2和H2O等無(wú)機(jī)成分。沸石轉(zhuǎn)輪濃縮設(shè)備是使用吸附-脫附-濃縮三項(xiàng)接連變溫的吸附、脫附程序，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)輪的旋轉(zhuǎn)，在轉(zhuǎn)輪(被分割成吸附區(qū)、脫附區(qū)、冷卻區(qū))上一起完結(jié)VOCs的吸附、脫附再生。
組合技術(shù)工藝過(guò)程：經(jīng)三級(jí)干式過(guò)濾設(shè)備去除粉塵、顆粒物后的有機(jī)廢氣流過(guò)濃縮轉(zhuǎn)輪時(shí)，其間的有機(jī)物在轉(zhuǎn)輪吸附區(qū)域會(huì)被吸附下來(lái)，經(jīng)過(guò)吸附凈化后的廢氣(約占處理風(fēng)量的85%~95%)排放到***氣中，一小部分廢氣(約占處理風(fēng)量的5%~15%)對(duì)轉(zhuǎn)輪冷卻區(qū)降溫后經(jīng)換熱器被加熱到180~220℃的脫附溫度后，流入脫附區(qū)，脫附區(qū)有機(jī)物從吸附劑—沸石上脫離到加熱的氣流中，轉(zhuǎn)輪得以再生，脫附后的高濃度VOCs被送入RTO高溫燃燒，反響后的高溫?zé)煔膺M(jìn)入規(guī)整蜂窩陶瓷蓄熱體，95%的熱量被蓄熱體吸收并“儲(chǔ)存”起來(lái)，溫度下降到挨近RTO進(jìn)口溫度，一般不超越50℃。蓄熱體溫度升高后，經(jīng)過(guò)切換閥或旋轉(zhuǎn)設(shè)備切換氣流流向，別離進(jìn)行蓄熱和放熱，完成熱量的有用收回使用。
3沸石轉(zhuǎn)輪濃縮十RTO簡(jiǎn)介
事例所選用沸石轉(zhuǎn)輪濃縮十RTO廢氣處理設(shè)備***要包含混合總管單元、三級(jí)干式過(guò)濾器、升溫調(diào)濕單元、沸石轉(zhuǎn)輪濃縮單元、蓄熱氧化爐單元。
3.1三級(jí)干式過(guò)濾器
三級(jí)干式漆霧過(guò)濾器能較徹底地去除粉塵、漆霧，氣體中0.5μm以上的塵凈化功率≥98%。它的原理是經(jīng)過(guò)材料纖維改動(dòng)漆霧顆粒的慣性力方向然后將其從廢氣中分離出來(lái)，材料逐步加密的多重纖維經(jīng)添加碰擊率，進(jìn)步過(guò)濾功率。過(guò)濾時(shí)能有用經(jīng)過(guò)不同過(guò)濾材料組合，使用材料空間包容漆霧，到達(dá)更高的過(guò)濾功率是干式材料的***有功能。
當(dāng)過(guò)濾系統(tǒng)壓力到達(dá)設(shè)定報(bào)警值時(shí)，報(bào)警系統(tǒng)宣布報(bào)警信號(hào)，報(bào)警信號(hào)接入中央操控室，提示操作人員替換濾材。
3.2沸石轉(zhuǎn)輪
沸石濃縮轉(zhuǎn)輪被分為吸附區(qū)、脫附區(qū)、冷卻區(qū)三個(gè)功能區(qū)，沸石分子篩轉(zhuǎn)輪在各個(gè)功能區(qū)域內(nèi)接連作業(yè)。
在吸附區(qū)：廢氣經(jīng)過(guò)前置的過(guò)濾器后，送至沸石分子篩轉(zhuǎn)輪的吸附區(qū)。在吸附區(qū)(吸附區(qū)面積為S1)有機(jī)廢氣中的VOCs被沸石分子篩吸附，未被吸附的廢氣在吸附風(fēng)機(jī)的帶動(dòng)下，直接排入煙囪合格排放。
在脫附區(qū)：沸石轉(zhuǎn)輪上吸附的VOCs，在脫附區(qū)(脫附區(qū)面積為S2)被高溫逆向脫附、濃縮，脫附溫度約200℃，濃縮倍數(shù)一般為5~25倍。濃縮倍數(shù)：
n=(S1×V1)(/S2×V2)，其間S1/S2=10：1，
V1/V2=(0.5~2.5)。脫附氣在脫附風(fēng)機(jī)的帶動(dòng)下進(jìn)入RTO燃化系統(tǒng)。
在冷卻區(qū)：為保證高的吸附功率，需對(duì)高溫脫附后的轉(zhuǎn)輪進(jìn)行冷卻。冷卻空氣冷卻轉(zhuǎn)輪吸附材后本身被預(yù)熱，作為脫附氣的源氣，再與來(lái)自RTO燃燒室來(lái)的高溫凈化氣換熱，溫度提升至180~200℃后逆向進(jìn)入轉(zhuǎn)輪脫附區(qū)進(jìn)行高溫脫附。
沸石分子篩轉(zhuǎn)輪設(shè)備全體密閉，污染源***要為沸石分子篩替換產(chǎn)生的廢沸石材料，但依據(jù)工程實(shí)踐事例運(yùn)營(yíng)狀況，吸附材料一般壽命在5年以上。
3.3蓄熱氧化爐
選用三床式RTO。RTO蓄熱式氧化爐，是在高溫下將可燃廢氣氧化成對(duì)應(yīng)的氧化物和水，然后凈化廢氣，并收回廢氣分化時(shí)所開(kāi)釋出來(lái)的熱量，廢氣分化功率到達(dá)99%以上，熱收回功率到達(dá)95%以上。主體結(jié)構(gòu)由燃燒室、陶瓷填料床和切換閥等組成。依據(jù)客戶實(shí)踐需求，挑選不同的熱能收回方法和切換閥方法。建設(shè)單位將調(diào)漆、噴涂廢氣搜集后，經(jīng)過(guò)濾除漆霧、吸附濃縮后，引進(jìn)RTO進(jìn)行燃燒處置。經(jīng)燃燒處理后的廢氣經(jīng)過(guò)換熱后，廢氣高空排放。RTO可完成廢氣安全、安穩(wěn)地燃燒，在作業(yè)過(guò)程中需定時(shí)鼓入新鮮空氣用以保持燃燒，空氣中的氮在高溫條件下氧化會(huì)產(chǎn)生熱力型氮氧化物。依據(jù)文獻(xiàn)記載，熱力型氮氧化物的生成量***要取決于溫度，在相同條件下，氮氧化物的生成量隨溫度增高而增***，當(dāng)溫度低于1350℃時(shí)，幾乎不生成熱力型氮氧化物，建設(shè)項(xiàng)目RTO作業(yè)溫度約為760℃~850℃，在此狀況下，熱力氧化器氮氧化物的產(chǎn)生量很少，因而建設(shè)項(xiàng)目廢氣處理系統(tǒng)內(nèi)不設(shè)氮氧化物處理設(shè)備。
蓄熱式燃燒爐的作業(yè)原理：將有機(jī)廢氣預(yù)熱至760℃以上，在燃燒室加熱升溫至800℃左右，使廢氣中的碳、氫、氧元素氧化分化成為無(wú)害的CO2和H2O;氧化時(shí)的高溫氣體的熱量被***制的陶瓷蓄熱體“儲(chǔ)存”起來(lái)，用于預(yù)熱新進(jìn)入的有機(jī)廢氣。然后節(jié)約升溫所需求的燃料耗費(fèi)，下降作業(yè)本錢(qián)。
4實(shí)踐使用作用
河北某家居企業(yè)沸石轉(zhuǎn)輪吸附濃縮十RTO設(shè)備已投入作業(yè)，VOCs規(guī)劃處理功率為95%，調(diào)試作業(yè)中現(xiàn)在處理功率均勻值為93.4%。
經(jīng)沸石轉(zhuǎn)輪吸附濃縮十RTO設(shè)備處理后，VOCS濃度從進(jìn)口的129~327.2mg/m3，降到7.786~17.3mg/m3，均勻去除功率93.4%，均能夠滿意《***氣污染物歸納排放規(guī)范》(GB16297-1996)中“新污染源***氣污染物排放限值”規(guī)范。
5定論與展望
沸石轉(zhuǎn)輪吸附濃縮十RTO工藝先選用轉(zhuǎn)輪吸附濃縮，下降了RTO設(shè)備廢氣處理量，使得RTO規(guī)劃變小，下降了設(shè)備出資費(fèi)用;雖然有機(jī)廢氣濃度比較低，但經(jīng)濃縮后，有機(jī)廢氣濃度到達(dá)自我克制濃度以上，所以RTO除了初次開(kāi)機(jī)預(yù)熱需求耗費(fèi)天然氣(RTO輔佐燃料)外，其他時(shí)刻RTO輔佐加熱系統(tǒng)無(wú)需敞開(kāi)，一起脫附風(fēng)熱源來(lái)自于有機(jī)廢氣氧化開(kāi)釋的熱能，系統(tǒng)作業(yè)費(fèi)用低。沸石轉(zhuǎn)輪濃縮—RTO凈化系統(tǒng)選用PLC全自動(dòng)化操控并裝備液晶接觸顯現(xiàn)屏。操控程序監(jiān)督一切操控器、驅(qū)動(dòng)器、壓力開(kāi)關(guān)、壓力變送器、熱電偶、限位開(kāi)關(guān)、生產(chǎn)線連鎖信號(hào)和外表連鎖信號(hào)。如產(chǎn)生任何反常，人機(jī)界面就會(huì)顯現(xiàn)毛病信息，然后通過(guò)程序操控采納恰當(dāng)動(dòng)作，保證系統(tǒng)的安全。
由上剖析可知，沸石轉(zhuǎn)輪吸附濃縮十RTO設(shè)備關(guān)于家具廠***風(fēng)量、低濃度噴漆廢氣有杰出的去除作用，VOCS總?cè)コβ实竭_(dá)93%，且操控簡(jiǎn)略，安全功能高，終究完成VOCS安穩(wěn)合格排放。
