Trong quá trình sản xuất sơn phun và sơn nướng cho một số sản phẩm, sẽ có một lượng lớn khí thải thải quá trình,tạo ra mối đe dọa đáng kể đối với môi trường tự nhiên và sức khỏe của các nhà khai thácCụ thể, các quy trình như sơn xịt và nướng đòi hỏi phải sử dụng một lượng lớn các hợp chất dễ bay hơi như benzen, toluen, ethylbenzen,và ethyl acetate làm dung môi và chất pha loãng lớp phủCác dung môi hữu cơ này sẽ không hấp thụ lên bề mặt của mảnh làm việc trong khi phun, nhưng sẽ bay hơi hoàn toàn vào không khí và trở thành khí thải hữu cơ.Các khí thải này có các đặc điểm như điểm sôi thấp và dễ bay hơi ở nhiệt độ phòng, có tác động đáng kể đến môi trường xung quanh và sức khỏe của các nhà khai thác.
Nồng độ các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi trong không khí của một số thành phố lớn ở Trung Quốc cao gấp nhiều lần so với các thành phố ở Hoa Kỳ.và khí thải hữu cơ phát ra từ sản xuất công nghiệp đã trở thành yếu tố chính gây ô nhiễm không khí đô thị ở Trung QuốcKhi các khí này bay hơi, chúng tạo ra mùi khó chịu gây nguy hiểm lớn cho sức khỏe của người vận hành.và tổn thương các cơ quan nội tạng và hệ thần kinh của cơ thể con người khi hấp thụ với số lượng lớnDo đó, trong các hoạt động sản xuất công nghiệp, ngoài việc áp dụng các biện pháp bảo vệ cần thiết,cũng cần phải tránh phát thải khí thải hữu cơ càng nhiều càng tốt và thu thập và lọc toàn diện khí thải hữu cơ.
1 Nguyên tắc cơ bản
Kế hoạch này sử dụng than hoạt hóa hình ruồi mật ong như một chất hấp thụ và đạt được mục tiêu làm sạch không khí bằng cách hấp thụ, làm sạch, khử hấp thụ, tái tạo,và tập trung các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC)Khối lượng không khí cao và khí thải hữu cơ có nồng độ thấp được hấp thụ bởi than hoạt hóa hình ruồi mật ong để đạt được mục tiêu làm sạch không khí.Sau khi bão hòa hấp thụ than hoạt, than hoạt hóa được tái tạo bằng cách khử khí nóng. Vật chất hữu cơ tập trung thu được bằng cách khử được gửi đến giường đốt xúc tác để đốt xúc tác,và chất hữu cơ bên trong được oxy hóa thành CO2 và H2O vô hại. khí thải nóng sau khi đốt cháy được nung nóng bởi một bộ trao đổi nhiệt để tạo ra không khí lạnh.khí làm mát được giải phóng một phần và một phần được sử dụng để khử và tái tạo than hoạt hóa ruồi mật ongTất cả các thiết bị bao gồm các bộ lọc trước, giường hấp thụ, giường đốt xúc tác và quạt.
So với các phương pháp xử lý khí thải hữu cơ khác, phương pháp này là một phương thức xử lý toàn diện dựa trên những lợi thế của các phương thức khác.và nó có những lợi thế đáng kể trong việc xử lý khí thải hữu cơ với khối lượng không khí cao và nồng độ thấp.
Thiết kế quy trình cho 2 phương pháp xử lý
2.1 Xử lý trước
Đối với khí thải hữu cơ, trước tiên người ta nên phun nước để loại bỏ các tạp chất và chất hữu cơ hòa tan bên trong khí thải.khí chứa một lượng lớn độ ẩm và một lượng nhỏ bụi bên trongĐể tránh ảnh hưởng của độ ẩm và bụi đối với hoạt động hiệu quả của giường hấp thụ cacbon hoạt động, mọi người cần sử dụng các bộ lọc hiệu quả cao để lọc trong quá trình xử lý.
2.2 Hoạt động hấp thụ
Khí thải hữu cơ đã được xử lý trước được đưa vào giường hấp thụ dưới tác động của một quạt và phân phối đồng đều trên bề mặt than hoạt.Theo van der Waals lực giữa các phân tử, than hoạt sẽ hấp thụ khí thải hữu cơ trên bề mặt. quá trình này mất ít thời gian hơn, nhưng thời gian càng dài, hấp thụ càng kỹ lưỡng.Không có phản ứng hóa học đáng kể giữa hai, trong khi khí thải hữu cơ đạt được hiệu ứng lọc cao. Sau khi lọc, khí thải sạch có thể đáp ứng các tiêu chuẩn phát thải các chất gây ô nhiễm không khí có liên quan.Với hành động của quạt, nó có thể đáp ứng các tiêu chuẩn khí thải của một ống xả cao 15m. Mỗi hệ thống xử lý tinh khiết khí thải có giường hấp thụ ở các cấp độ khác nhau,với hai bộ để hấp thụ và một bộ để khử hấp thụBa bộ thiết bị có thể được vận hành xen kẽ.
2.3 Desorption và Catalytic Combustion
Phương trình phản ứng cụ thể là:
Sau khi hấp thụ carbon hoạt động đạt mức bão hòa, chuyển sang giường hấp thụ, đòi hỏi thêm nhiệt.và chất xúc tác được làm nóng đồng thời khi bậtSau khi giường oxy hóa xúc tác đạt đến nhiệt độ đặt, không khí nóng được đưa vào giường khử hấp thụ,và khí thải hữu cơ được khử hoàn toàn từ bề mặt than hoạt hóa dưới hiệu ứng sưởi ấm.
Khí thải hữu cơ có nồng độ cao đi vào giường oxy hóa dưới lực bên ngoài, và được đốt cháy và phân hủy thành H2O và CO2 thông qua hoạt động xúc tác của kim loại bạch kim.Khí thải được thanh lọc thông qua hoạt động nàyCác đặc điểm của quá trình đốt cháy này là nhiệt độ thấp, nhanh chóng và không cháy, và tạo ra một lượng lớn nhiệt.Con người có thể tái sử dụng than hoạt trong quá trình khử và oxy hóa đốt khí thải hữu cơ, do đó giảm tiêu thụ năng lượng.
Khi nồng độ khí thải hữu cơ cao, nhiệt quá nhiều do đốt có thể dẫn đến nhiệt độ cao hơn trong giường oxy hóa xúc tác,do đó ảnh hưởng đến sự an toàn của toàn bộ hệ thống xử lý khí thảiDo đó, hệ thống được thiết kế trong bài viết này bao gồm một thiết bị bổ sung không khí lạnh, có thể đưa không khí trong lành để giảm nhiệt độ phản ứng và đảm bảo an toàn hoạt động của hệ thống.
2.4 xử lý nước thải
Sau khi xử lý trước bằng phun nước, nước thải chứa tạp chất và chất hữu cơ được đưa vào bể xử lý nước thải của xưởng phun sơn để lắng đọng,loại bỏ các hạt tạp chất lớnNước thải có chứa chất hữu cơ có tính axit yếu. Để giảm sự ăn mòn của thiết bị do tái sử dụng nước thải,cần thêm một lượng nhỏ natron để thực hiện phản ứng trung hòa và điều chỉnh độ axit và kiềm của nóSau khi lọc kỹ lưỡng, nước thải có thể được tái chế và sử dụng lại trong mô-đun xử lý trước phun nước, và về cơ bản không có sự thải nước thải từ đơn vị xử lý nước thải.Các sản phẩm phân tích ly tâm nước thải và trầm tích dư mực sơn được tạo ra bởi trầm tích được coi là chất thải nguy hiểmTheo các yêu cầu quốc gia liên quan đối với quản lý chất thải nguy hiểm, các đơn vị xử lý chất thải nguy hiểm đủ điều kiện nên được ủy quyền thực hiện các hoạt động xử lý an toàn.
Kế hoạch này có nhiều lợi thế: Thứ nhất, một cacbon hoạt hóa mới và hiệu quả được sử dụng với cấu trúc giường hấp thụ ổn định và hợp lý, cải thiện đáng kể hiệu ứng hấp thụ.đốt xúc tác được thực hiện bằng kim loại bạch kim để phân hủy khí thải hữu cơ thành H2O và CO2 không độc hại và vô hại, đạt được thanh lọc hiệu quả và kỹ lưỡng; Một lần nữa, quá trình đốt có nhiệt độ thấp hơn và an toàn.dẫn đến mất nhiệt ít hơn và giảm đáng kể tiêu thụ năng lượngCuối cùng, thiết kế và lắp đặt thiết bị hệ thống áp dụng các biện pháp khác nhau để loại bỏ các mối nguy hiểm an toàn, với hoạt động đơn giản và dễ sử dụng và quản lý sau này.
3Phương pháp hoạt động cho mỗi mô-đun thành phần
3.1 Bộ lọc sương mù sơn
Sơn phun khí thải chủ yếu xuất hiện trên bàn làm việc sơn phun, nơi mà phần làm việc được áp dụng.trong khi những người khác được giải phóng với khí thải và trở thành sương mù sơnCác loại thuốc xịt này có hàm lượng bụi thấp và các hạt nhỏ, với đa số có đường kính dưới 10mm. Nếu không được xử lý, nó sẽ nhanh chóng tắc nghẽn các vi lỗ của than hoạt,làm cho nó mất chức năng ban đầu của nóDo đó, khí thải sơn phải được xử lý lọc thô trước.
3.2 Chọn và thiết lập tham số của chất hấp thụ
Than hoạt tính có những ưu điểm về diện tích bề mặt lớn, khả năng hấp thụ mạnh và chi phí thấp.Nó không thuận tiện để thay thế than hoạt hóa dưới dạng bộtSợi carbon hoạt tính chứa các cấu trúc tinh thể vi thường, có khả năng hấp thụ lớn và dễ bị tách ra, dẫn đến chi phí cao.Than hoạt tính hình ruồi mật ong có tốc độ gió cao và kháng cự thấp, và có thể được áp dụng cho việc hấp thụ khí thải thải có nồng độ thấp với khối lượng không khí lớn.và cấu trúc của giường hấp thụ áp dụng chế độ lắp ráp kiểu ngăn kéo, thuận tiện để lấp đầy và tháo rời trong khi sử dụng.
3.3 Thiết kế đốt xúc tác
3.3.1 Máy trao đổi nhiệt
Cấu trúc của bộ trao đổi nhiệt tương đối phức tạp. Để giảm chi phí sản xuất và tạo điều kiện dễ dàng cho việc lắp đặt sau đó,Điều này áp dụng một bộ trao đổi nhiệt ống cố định tương đối đơn giản, với khí lạnh chảy qua vỏ và khí nóng chảy qua phía ống.
3.3.2 Phòng sưởi điện
Trong kế hoạch này, buồng sưởi chỉ cung cấp nhiệt cần thiết để làm nóng trước khí trong khi khởi động.do đó, công suất nhiệt cần thiết là tương đối thấpNó có thể được sưởi ấm bằng điện mà không cần thêm sưởi ấm khí tự nhiên hoặc khí dầu hóa lỏng.
3.3.3 Việc xử lý mô-đun cách nhiệt
Nhiệt độ bên trong thiết bị đốt tích hợp xúc tác cao hơn nhiều so với nhiệt độ phòng, và cần phải thêm điều trị cách nhiệt để tránh gây hại cho công nhân.Bông cách nhiệt được sử dụng để cách nhiệt được làm bằng sợi silicat nhôm, được thiết kế dựa trên nhiệt độ cao có thể là 400oC trong buồng đốt.
3.4 Thiết kế thiết bị ngăn cháy
Một thiết bị ngăn cháy được tạo thành từ nhiều kênh nhỏ hoặc khoảng trống, và khi ngọn lửa đi vào các kênh nhỏ này, nhiều dòng lửa nhỏ được hình thành.Do diện tích chuyển nhiệt lớn của các kênh hoặc lỗ chân lông, nhiệt độ của ngọn lửa giảm sau khi trao đổi nhiệt qua các bức tường kênh, và ngọn lửa tắt khi nó đạt đến một mức độ nhất định.Các thiết bị ngăn cháy là các thiết bị được sử dụng để ngăn chặn sự lây lan của ngọn lửa do sự bốc hơi của khí đốt hoặc chất lỏng dễ cháyTrong các lò phản ứng đốt xúc tác VOC, sự hiện diện của tia lửa có thể kích hoạt ngọn lửa khí và thúc đẩy việc đốt cháy toàn bộ mạng lưới đường ống dẫn..Kích thước của vỏ của bộ ngăn cháy liên quan trực tiếp đến sức đề kháng của chất lỏng, và đường kính của vỏ thường khoảng 4 lần đường kính của đường ống được sử dụng kết hợp,Đó là, D=4d. Sản phẩm này được thiết kế theo thông số kỹ thuật, sử dụng hai đầu mở và đóng của ngọn lửa mở để đốt cháy.Máy tắt lửa sẽ quá lớnDựa trên các yêu cầu hoạt động thực tế, giá trị dữ liệu được thiết kế trong bài viết này là D = 2d và góc là 60o.có đường kính ống 500 mm × 200 mm và góc khuếch tán 60oChiều cao của nửa phía trước của vỏ được đưa ra là 250 × sin60o = 433mm.
4 Kết luận
Chương trình này áp dụng phương pháp đốt xúc tác hấp thụ để xử lý khí thải sơn phun. Đầu tiên, một bộ lọc được sử dụng để loại bỏ sương mù sơn. Sau đó, thông qua kiểm soát hệ thống,một giường hấp thụ carbon hoạt động hình tổ ong được sử dụng để tiếp tục hấp thụ nóBằng cách sử dụng 80% không khí nóng thổi,khí thải hữu cơ có khối lượng không khí cao và nồng độ thấp được tập trung vào khí thải hữu cơ có khối lượng không khí thấp và nồng độ caoĐồng thời, buồng đốt xúc tác được sử dụng để chuyển đổi khí hữu cơ thành CO2 và H2O, trong khi duy trì tự đốt ổn định.Thực hành đã chứng minh rằng phương thức xử lý này có những lợi thế của hiệu quả lọc cao, không có ô nhiễm thứ cấp và chi phí vận hành thấp so với quy trình truyền thống.
