Шығарылатын ластаушы заттар негізінен: бояу бүріккіші және бояу бүріккіші арқылы алынған органикалық еріткіштер, сондай-ақ кептіру кезінде булану кезінде пайда болатын органикалық еріткіштер. Бояу бүріккіші негізінен ауа бүріккіші кезіндегі еріткіш жабынының бөлігінен пайда болады және оның құрамы қолданылатын жабынға сәйкес келеді. Органикалық еріткіштер негізінен жабындарды пайдалану процесінде еріткіштер мен сұйылтқыштардан пайда болады, олардың көпшілігі ұшқыш шығарындылар, ал олардың негізгі ластаушы заттары ксилол, бензол, толуол және т.б. Сондықтан жабынға шығарылатын зиянды қалдық газдың негізгі көзі - бояу бүріккіші, кептіру бөлмесі және кептіру бөлмесі.
1. Автомобиль өндіріс желісінің қалдық газдарын өңдеу әдісі
1.1 Кептіру процесінде органикалық қалдық газды өңдеу схемасы
Электрофорез, орта жабыны және беттік жабыны бар кептіру бөлмесінен шығарылатын газ жоғары температуралы және жоғары концентрациялы қалдық газға жатады, бұл жағу әдісіне жарамды. Қазіргі уақытта кептіру процесінде жиі қолданылатын қалдық газды тазарту шараларына мыналар жатады: регенеративті термиялық тотығу технологиясы (RTO), регенеративті каталитикалық жану технологиясы (RCO) және TNV қалпына келтіру термиялық жағу жүйесі.
1.1.1 Термиялық сақтау түріндегі термиялық тотығу технологиясы (RTO)
Термиялық тотықтырғыш (Regenerative Thermal Oxidizer, RTO) - орташа және төмен концентрациялы ұшпа органикалық қалдық газдарды өңдеуге арналған энергия үнемдейтін қоршаған ортаны қорғау құрылғысы. Жоғары көлемді, төмен концентрациялы, 100 PPM-20000 PPM аралығындағы органикалық қалдық газ концентрациясына жарамды. Жұмыс құны төмен, органикалық қалдық газ концентрациясы 450 PPM-ден жоғары болған кезде, RTO құрылғысына қосалқы отын қосудың қажеті жоқ; тазарту жылдамдығы жоғары, екі қабатты RTO тазарту жылдамдығы 98%-дан асады, үш қабатты RTO тазарту жылдамдығы 99%-дан асады және NOX сияқты қайталама ластану жоқ; автоматты басқару, қарапайым пайдалану; қауіпсіздік жоғары.
Регенеративті жылу тотығу құрылғысы органикалық қалдық газдың орташа және төмен концентрациясын өңдеу үшін термиялық тотығу әдісін қолданады, ал керамикалық жылу сақтау қабатының жылу алмастырғышы жылуды қалпына келтіру үшін қолданылады. Ол керамикалық жылу сақтау қабатынан, автоматты басқару клапанынан, жану камерасынан және басқару жүйесінен тұрады. Негізгі ерекшеліктері: жылу сақтау қабатының төменгі жағындағы автоматты басқару клапаны сәйкесінше қабылдау және шығару негізгі құбырымен қосылған, ал жылу сақтау қабаты жылу сақтау қабатына келетін органикалық қалдық газды керамикалық жылу сақтау материалымен алдын ала қыздыру арқылы жылуды сіңіру және шығару арқылы сақталады; белгілі бір температураға (760℃) дейін қыздырылған органикалық қалдық газ жану камерасының жануында көмірқышқыл газы мен суды өндіру үшін тотығады және тазартылады. Әдеттегі екі қабатты RTO негізгі құрылымы бір жану камерасынан, екі керамикалық орау қабатынан және төрт ауыстырып қосқыш клапаннан тұрады. Құрылғыдағы регенеративті керамикалық орау қабатының жылу алмастырғышы жылуды 95%-дан астам қалпына келтіруді барынша арттыра алады; органикалық қалдық газды өңдеу кезінде отын пайдаланылмайды немесе аз пайдаланылады.
Артықшылықтары: Органикалық қалдық газының жоғары ағыны мен төмен концентрациясымен жұмыс істеу кезінде пайдалану құны өте төмен.
Кемшіліктері: бір реттік инвестицияның көптігі, жану температурасының жоғарылығы, органикалық қалдық газдың жоғары концентрациясын өңдеуге жарамсыз, қозғалатын бөлшектер көп, көбірек техникалық қызмет көрсетуді қажет етеді.
1.1.2 Термиялық каталитикалық жану технологиясы (ТКЖ)
Регенеративті каталитикалық жану құрылғысы (Регенеративті каталитикалық тотықтырғыш RCO) орташа және жоғары концентрациялы (1000 мг/м3-10000 мг/м3) органикалық қалдық газдарды тазартуға тікелей қолданылады. РКО тазарту технологиясы жылуды қалпына келтіру жылдамдығына жоғары сұраныс үшін, сонымен қатар бір өндіріс желісіне де жарамды, себебі әртүрлі өнімдерге байланысты қалдық газ құрамы жиі өзгереді немесе қалдық газ концентрациясы айтарлықтай өзгереді. Бұл әсіресе кәсіпорындардың жылу энергиясын қалпына келтіру немесе магистральдық желінің қалдық газдарын өңдеу қажеттілігіне өте қолайлы, ал энергияны қалпына келтіру магистральдық желіні кептіру үшін пайдаланылуы мүмкін, осылайша энергияны үнемдеу мақсатына қол жеткізуге болады.
Регенеративті каталитикалық жануды өңдеу технологиясы - бұл типтік газ-қатты фазалық реакция, ол шын мәнінде реактивті оттегі түрлерінің терең тотығуы. Каталитикалық тотығу процесінде катализатор бетінің адсорбциясы катализатор бетіндегі реагент молекулаларының байытылуына әкеледі. Катализатордың активация энергиясын азайтудағы әсері тотығу реакциясын жеделдетеді және тотығу реакциясының жылдамдығын жақсартады. Нақты катализатордың әсерінен органикалық заттар төмен бастапқы температурада (250 ~ 300 ℃) тотығусыз жану процесі жүреді, ол көмірқышқыл газы мен суға ыдырайды және көп мөлшерде жылу энергиясын бөледі.
RCO құрылғысы негізінен пеш корпусынан, каталитикалық жылу сақтау корпусынан, жану жүйесінен, автоматты басқару жүйесінен, автоматты клапаннан және басқа да бірнеше жүйелерден тұрады. Өнеркәсіптік өндіріс процесінде шығарылған органикалық пайдаланылған газ индукциялық тарту желдеткіші арқылы жабдықтың айналмалы клапанына түседі, ал кіріс газы мен шығыс газы айналмалы клапан арқылы толығымен бөлінеді. Газдың жылу энергиясын сақтау және жылу алмасуы каталитикалық қабаттың каталитикалық тотығуымен белгіленген температураға жетеді; пайдаланылған газ қыздыру аймағы арқылы қызуды жалғастырады (электрлік қыздыру немесе табиғи газбен қыздыру арқылы) және белгіленген температурада сақталады; ол каталитикалық тотығу реакциясын аяқтау үшін каталитикалық қабатқа кіреді, атап айтқанда, реакция көмірқышқыл газы мен суды түзеді және қажетті өңдеу әсеріне жету үшін көп мөлшерде жылу энергиясын бөледі. Тотығу арқылы катализденетін газ керамикалық материал қабатының 2-сіне енеді, ал жылу энергиясы айналмалы клапан арқылы атмосфераға шығарылады. Тазартудан кейін тазартудан кейінгі пайдаланылған газдың температурасы қалдық газды өңдеу алдындағы температурадан сәл ғана жоғары болады. Жүйе үздіксіз жұмыс істейді және автоматты түрде ауысады. Айналмалы клапан жұмысы арқылы барлық керамикалық толтыру қабаттары қыздыру, салқындату және тазарту циклінің қадамдарын аяқтайды, ал жылу энергиясын қалпына келтіруге болады.
Артықшылықтары: қарапайым технологиялық ағын, ықшам жабдық, сенімді жұмыс; жоғары тазарту тиімділігі, әдетте 98% -дан асады; төмен жану температурасы; төмен бір реттік инвестиция, төмен пайдалану құны, жылуды қалпына келтіру тиімділігі әдетте 85% -дан асады; ағынды суларды өндірусіз бүкіл процесс, тазарту процесі NOX қайталама ластануын тудырмайды; RCO тазарту жабдықтарын кептіру бөлмесінде пайдалануға болады, тазартылған газды кептіру бөлмесінде тікелей қайта пайдалануға болады, бұл энергияны үнемдеу және шығарындыларды азайту мақсатына жетуге мүмкіндік береді;
Кемшіліктері: каталитикалық жану құрылғысы тек қайнау температурасы төмен органикалық компоненттері және күлі аз органикалық қалдық газдарды өңдеуге жарамды, ал майлы түтін сияқты жабысқақ заттарды қалдық газдармен өңдеу жарамсыз және катализатор улануы керек; органикалық қалдық газдардың концентрациясы 20%-дан төмен.
1.1.3TNV қайта өңдеу түріндегі термиялық жағу жүйесі
Қайта өңдеу түріндегі термиялық жағу жүйесі (неміс Thermische Nachverbrennung TNV) - бұл газды немесе отынды тікелей жану арқылы органикалық еріткіші бар қалдық газды қыздыру, жоғары температураның әсерінен органикалық еріткіш молекулаларының тотығуы көмірқышқыл газы мен суға ыдырауы, жоғары температуралы түтін газының көп сатылы жылу беру құрылғысын қолдау арқылы қыздыру өндіріс процесінде ауа немесе ыстық суды қажет етеді, органикалық қалдық газдың жылу энергиясын толық қайта өңдеу тотығу ыдырауы, бүкіл жүйенің энергия тұтынуын азайту. Сондықтан, TNV жүйесі өндіріс процесінде көп жылу энергиясы қажет болған кезде органикалық еріткіштері бар қалдық газды өңдеудің тиімді және тамаша тәсілі болып табылады. Жаңа электрофоретикалық бояу жабынын өндіру желісі үшін TNV қалпына келтіру термиялық жағу жүйесі әдетте қолданылады.
TNV жүйесі үш бөліктен тұрады: қалдық газды алдын ала қыздыру және жағу жүйесі, айналымдағы ауа жылыту жүйесі және таза ауа жылу алмасу жүйесі. Жүйедегі қалдық газды жағудың орталық жылыту құрылғысы TNV-нің негізгі бөлігі болып табылады, ол пеш корпусынан, жану камерасынан, жылу алмастырғыштан, оттықтан және негізгі түтін шығаруды реттейтін клапаннан тұрады. Оның жұмыс процесі: жоғары қысымды желдеткішпен кептіру бөлмесінен органикалық қалдық газ жіберіледі, қалдық газды жағудан кейін орталық жылыту құрылғысына орнатылған жылу алмастырғыш алдын ала қыздырылып, жану камерасына, содан кейін оттық арқылы қыздырылады, жоғары температурада (шамамен 750℃) органикалық қалдық газдың тотығуы ыдырайды, органикалық қалдық газ көмірқышқыл газы мен суға ыдырайды. Түзілген жоғары температуралы түтін газы жылу алмастырғыш және пештегі негізгі түтін газы құбыры арқылы шығарылады. Шығарылған түтін газы кептіру бөлмесіне қажетті жылу энергиясын беру үшін кептіру бөлмесіндегі айналымдағы ауаны қыздырады. Жүйенің соңында жүйенің қалдық жылуын соңғы қалпына келтіру үшін қалпына келтіру үшін таза ауа жылу беру құрылғысы орнатылған. Кептіру бөлмесімен толықтырылған таза ауа түтін газымен қыздырылып, кептіру бөлмесіне жіберіледі. Сонымен қатар, негізгі түтін газ құбырында құрылғының шығысындағы түтін газының температурасын реттеу үшін пайдаланылатын электрлік реттегіш клапан бар, ал түтін газының соңғы шығарынды температурасын шамамен 160 ℃ температурада басқаруға болады.
Қалдық газды жағудың орталық жылыту құрылғысының сипаттамаларына мыналар жатады: органикалық қалдық газдың жану камерасында болу уақыты 1-2 секунд; органикалық қалдық газдың ыдырау жылдамдығы 99%-дан асады; жылуды қалпына келтіру жылдамдығы 76%-ға жетуі мүмкін; ал қыздырғыштың шығысын реттеу коэффициенті 26 × 1-ге дейін, 40 × 1-ге дейін жетуі мүмкін.
Кемшіліктері: төмен концентрациялы органикалық қалдық газды өңдеу кезінде пайдалану құны жоғарырақ; құбырлы жылу алмастырғыш тек үздіксіз жұмыс істейді, оның қызмет ету мерзімі ұзақ.
1.2 Бүріккіш бояу бөлмесіндегі және кептіру бөлмесіндегі органикалық қалдық газды тазарту схемасы
Бүріккіш бояу бөлмесінен және кептіру бөлмесінен шығарылатын газ төмен концентрациялы, үлкен ағын жылдамдығы және бөлме температурасындағы қалдық газ болып табылады, ал ластаушы заттардың негізгі құрамы хош иісті көмірсутектер, спирт эфирлері және эфирлік органикалық еріткіштер болып табылады. Қазіргі уақытта шетелдік жетілдірілген әдіс: органикалық қалдық газдың жалпы мөлшерін азайту үшін бірінші органикалық қалдық газ концентрациясы, бірінші адсорбция әдісі (адсорбент ретінде белсендірілген көміртек немесе цеолит) бөлме температурасындағы бүріккіш бояудың шығарындыларын адсорбциялаудың төмен концентрациясы үшін, жоғары температурадағы газды тазарту, концентрацияланған шығарынды газ каталитикалық жану немесе регенеративті термиялық жану әдісін қолданады.
1.2.1 Белсендірілген көмірді адсорбциялау-десорбциялау және тазарту құрылғысы
Ұя ұясындағы белсендірілген көмірді адсорбент ретінде пайдалану, адсорбцияны тазарту, десорбцияны қалпына келтіру және ұшқыш органикалық қосылыстардың (ҰО) концентрациясы мен каталитикалық жану принциптерімен үйлесімде, ауаны тазарту мақсатына жету үшін ұя ұясындағы белсендірілген көмірді адсорбциялау арқылы жоғары ауа көлемі, органикалық қалдық газдың төмен концентрациясы, белсендірілген көмір қаныққан кезде, содан кейін белсендірілген көмірді қалпына келтіру үшін ыстық ауаны пайдаланғанда, десорбцияланған концентрацияланған органикалық заттар каталитикалық жану қабатына каталитикалық жану үшін жіберіледі, органикалық заттар зиянсыз көмірқышқыл газы мен суға дейін тотығады, жанған ыстық шығатын газдар суық ауаны жылу алмастырғыш арқылы қыздырады, жылу алмасудан кейін салқындатқыш газдың біраз шығарындысы, ұя ұясындағы белсендірілген көмірді десорбцияны қалпына келтіруге арналған бөлік, қалдық жылуды пайдалану және энергияны үнемдеу мақсатына жету үшін. Барлық құрылғы алдын ала сүзгіден, адсорбция қабатынан, каталитикалық жану қабатынан, жалынға төзімділіктен, байланысты желдеткіштен, клапаннан және т.б. тұрады.
Белсендірілген көміртекті адсорбция-десорбциялық тазарту құрылғысы адсорбция және каталитикалық жанудың екі негізгі қағидатына сәйкес жасалған, қос газ жолымен үздіксіз жұмыс істейді, каталитикалық жану камерасы, екі адсорбциялық қабат кезектесіп қолданылады. Алдымен белсендірілген көміртекті адсорбциялайтын органикалық қалдық газ, тез қаныққан кезде адсорбция тоқтатылады, содан кейін белсендірілген көміртекті қалпына келтіру үшін белсендірілген көміртекте органикалық заттарды алып тастау үшін ыстық ауа ағынын пайдаланады; органикалық заттар шоғырланған (концентрациясы бастапқыдан ондаған есе жоғары) және каталитикалық жану камерасына көмірқышқыл газы мен су буының ағызылуына каталитикалық жану арқылы жіберіледі. Органикалық қалдық газдың концентрациясы 2000 PPm-ден асқан кезде, органикалық қалдық газ сыртқы қыздырусыз каталитикалық қабатта өздігінен жануды сақтай алады. Жану газының бір бөлігі атмосфераға шығарылады, ал оның көп бөлігі белсендірілген көміртекті қалпына келтіру үшін адсорбциялық қабатқа жіберіледі. Бұл энергияны үнемдеу мақсатына жету үшін қажетті жылу энергиясын жану және адсорбциялауды қамтамасыз ете алады. Регенерация келесі адсорбцияға ене алады; Десорбция кезінде тазарту операциясын үздіксіз және үзілісті жұмысқа жарамды басқа адсорбциялық қабат арқылы орындауға болады.
Техникалық көрсеткіштері мен сипаттамалары: тұрақты жұмыс, қарапайым құрылым, қауіпсіз және сенімді, энергия үнемдеу және еңбекті үнемдеу, қайталама ластану жоқ. Жабдық шағын аумақты қамтиды және жеңіл салмаққа ие. Үлкен көлемде пайдалануға өте ыңғайлы. Органикалық қалдық газды адсорбциялайтын белсендірілген көмір қабаты каталитикалық жанудан кейін қалдық газды тазарту регенерациясы үшін пайдаланады, ал тазарту газы сыртқы энергиясыз каталитикалық жану камерасына тазарту үшін жіберіледі және энергия үнемдеу әсері айтарлықтай. Кемшілігі - белсендірілген көмірдің қысқа болуы және оның пайдалану құнының жоғары болуы.
1.2.2 Цеолиттік беріліс дөңгелегінің адсорбциялық-десорбциялық тазарту құрылғысы
Цеолиттің негізгі компоненттері: кремний, алюминий, адсорбциялық қабілеті бар, адсорбент ретінде пайдаланылуы мүмкін; цеолит ағынының сипаттамалары органикалық ластаушы заттардың адсорбциялық және десорбциялық қабілетін пайдалану үшін қолданылады, осылайша төмен концентрациядағы және жоғары концентрациядағы ұшқыш органикалық қосылыстардың шығарынды газдары артқы жағындағы соңғы өңдеу жабдықтарының пайдалану құнын төмендетуге мүмкіндік береді. Оның құрылғы сипаттамалары үлкен ағынды, төмен концентрациядағы және әртүрлі органикалық компоненттерді өңдеуге жарамды. Кемшілігі - ерте инвестициялардың жоғары болуы.
Цеолит ағынының адсорбциялық-тазарту құрылғысы - адсорбция және десорбция операцияларын үздіксіз орындай алатын газды тазарту құрылғысы. Цеолит дөңгелегінің екі жағы арнайы тығыздау құрылғысы арқылы үш аймаққа бөлінеді: адсорбция аймағы, десорбция (қалпына келтіру) аймағы және салқындату аймағы. Жүйенің жұмыс процесі: цеолиттердің айналмалы дөңгелегі төмен жылдамдықпен үздіксіз айналады, адсорбция аймағы, десорбция (қалпына келтіру) аймағы және салқындату аймағы арқылы айналым жасайды; төмен концентрациялы және жел көлемі бар шығарынды газ ағынның адсорбция аймағынан үздіксіз өткенде, шығарынды газындағы ұшқыш газ айналмалы дөңгелектің цеолитімен адсорбцияланады, адсорбция мен тазартудан кейін тікелей шығарылады; дөңгелекпен адсорбцияланған органикалық еріткіш дөңгелектің айналуымен десорбция (қалпына келтіру) аймағына жіберіледі, содан кейін аз ауа көлемімен жылу ауасы десорбция аймағы арқылы үздіксіз өтеді, дөңгелекке адсорбцияланған ұшқыш газ десорбция аймағында қалпына келеді, ұшқыш газдың шығарынды газы ыстық ауамен бірге шығарылады; Салқындату аймағына арналған дөңгелекті қайта адсорбциялауға болады, айналмалы дөңгелектің тұрақты айналуымен адсорбция, десорбция және салқындату циклі орындалады, қалдық газдарды өңдеудің үздіксіз және тұрақты жұмысын қамтамасыз етеді.
Цеолит ағынды құрылғысы негізінен концентратор болып табылады, ал органикалық еріткіші бар шығарынды газ екі бөлікке бөлінеді: тікелей шығарылатын таза ауа және органикалық еріткіштің жоғары концентрациясы бар қайта өңделген ауа. Тікелей шығарылатын және боялған ауа баптау желдету жүйесінде қайта өңделетін таза ауа; ұшқыш газдың жоғары концентрациясы жүйеге кірмес бұрын ұшқыш газ концентрациясының шамамен 10 есесін құрайды. Концентрленген газ TNV қалпына келтіру термиялық жағу жүйесі (немесе басқа жабдық) арқылы жоғары температурада жағу арқылы өңделеді. Жағу кезінде пайда болатын жылу сәйкесінше кептіру бөлмесін жылыту және цеолитті бөлшектеу арқылы қыздыру болып табылады, ал жылу энергиясы энергияны үнемдеу және шығарындыларды азайту әсеріне жету үшін толық пайдаланылады.
Техникалық көрсеткіштері мен сипаттамалары: құрылымы қарапайым, күтімі оңай, қызмет ету мерзімі ұзақ; сіңіру және тазарту тиімділігі жоғары, бастапқы жоғары жел көлемі мен төмен концентрациялы ұшқыш органикалық қосылыстардың қалдық газын төмен ауа көлемі мен жоғары концентрациялы қалдық газға айналдырады, артқы жағындағы соңғы тазарту жабдықтарының құнын төмендетеді; қысымның төмендеуі өте төмен, энергия тұтынуын айтарлықтай азайта алады; жалпы жүйені дайындау және модульдік дизайн, минималды кеңістік талаптарымен және үздіксіз және басқарылмайтын басқару режимін қамтамасыз етеді; ол ұлттық шығарындылар стандартына жете алады; адсорбент жанбайтын цеолитті пайдаланады, пайдалану қауіпсіз; кемшілігі - бір реттік инвестиция және жоғары құны.
Жарияланған уақыты: 2023 жылғы 3 қаңтар
