تجهیزات احتراق کاتالیزوری

1. اشکال اصلی جذب و دفع

جذب فرآیندی است که در آن جاذب ها یک یا چند جزء را در یک مخلوط گازی روی سطح جمع می کنند یا متراکم می کنند تا جداسازی حاصل شود. جاذب های رایج مورد استفاده عبارتند از کربن فعال دانه ای، کربن فعال لانه زنبوری، نمد فیبر کربن فعال، زئولیت لانه زنبوری، چرخ زئولیت و غیره. راندمان خالص سازی روش جذب کمی بیشتر از 90 درصد است. طبق استانداردهای انتشار فعلی، معمولاً گازهای زائد با غلظت کمتر از 800 میلی گرم در متر مکعب و دمای کمتر از 40 درجه سانتیگراد را تصفیه می کند.

کربن فعال ستونی	کربن فعال لانه زنبوری	نمد فیبر کربن فعال
زئولیت دانه ای	زئولیت لانه زنبوری	چرخ زئولیت

دفع عبارت است از بازسازی جاذب که به فرآیند جداسازی جاذب از جاذب با استفاده از بخار با دمای بالا، تصفیه گاز داغ و کاهش فشار اشاره دارد.

2. اصل جذب چرخ زئولیت

مجموعه چرخ جذب زئولیت (Cassette) یک یاتاقان مرکزی و یک قاب مدور پشتیبان در اطراف بلبرینگ است که روتور را پشتیبانی می کند. روتور از محیط جذب زئولیت و الیاف سرامیکی ساخته شده است. چرخ حاوی یک مهر و موم برای جدا کردن گاز خروجی تصفیه شده و گاز تمیز آزاد شده پس از تصفیه است. این ماده از یک ماده نرم (معمولاً سیلیکون) ساخته شده است که باید بتواند در برابر خورندگی VOCS و دمای عملیاتی بالا مقاومت کند. مهر و موم مجموعه چرخ جذب زئولیت لانه زنبوری را به یک منطقه جذب پایه (منطقه جذب) و یک منطقه بازسازی و دفع (منطقه بازسازی، منطقه دفع) جدا می کند. با این حال، به منظور بهبود ظرفیت تصفیه جذب چرخ، معمول است که یک منطقه خنک کننده ایزوله (منطقه خنک کننده یا Purge zone) به دو ناحیه اول اضافه شود. معمولاً منطقه جذب بزرگتر است، در حالی که منطقه دفع و منطقه خنک کننده دو طرف تصفیه کوچکتر با مساحت مساوی هستند. گاهی اوقات می توان آن را به مناطق سری بیشتری برای نیازهای ویژه تقسیم کرد و چرخ جذب با مجموعه ای از تجهیزات محرک الکتریکی برای چرخاندن چرخ استفاده می شود، بنابراین چرخ می تواند در طول درمان سرعت متغیری داشته باشد و می تواند توانایی چرخش 2 تا 6 بار در ساعت را کنترل کند.

پس از اینکه گازهای زائد VOCs منتشر شده توسط کارخانه وارد سیستم شد، مرحله اول عبور از روتوری متشکل از زئولیت آبگریز است و آلاینده های VOCs ابتدا روی روتور جذب می شوند. مرحله دوم فرآیند دفع، عبور گاز زائد (حدود 180 تا 250 درجه سانتیگراد) تصفیه شده در منطقه خنک کننده است که پس از تبادل حرارتی با سیستم سوزاندن پشتی به روتور پیش گرم می شود تا مواد آلی را در دمای بالا دفع کند. در این زمان می توان غلظت آلاینده خروجی را حدود 5 تا 20 برابر گاز زائد ورودی کنترل کرد و مواد آلی دفع شده را می توان در دمای بالاتر از 700 درجه سانتی گراد در مرحله سوم سوزاند یا برای بازیابی و استفاده مجدد متراکم کرد. این می تواند اندازه واحد تصفیه گاز زباله بعدی، هزینه های عملیاتی و هزینه های اولیه تجهیزات را کاهش دهد.

واحدهای پردازش چرخ زئولیت به شرح زیر است:

بدنه چرخ زئولیت از چند لایه جامد خاص تشکیل شده است که با لایه ای از پودر جاذب پوشانده شده است. این بستر از سرامیک، شیشه یا فیبر کربن فعال از طریق تف جوشی ساخته شده است. الیاف سرامیکی به دلیل مقاومت در برابر دمای بالا، پایداری حرارتی بالا، قابلیت شستشو، غیر قابل اشتعال و مقاومت در برابر اسید و قلیایی، بیشترین کاربرد را دارد. نوع جاذب بسته به ترکیب گازی که باید تصفیه شود متفاوت است. به طور کلی می توان از کربن فعال، زئولیت و غیره استفاده کرد. ضخامت چرخ به طور کلی 25-45 سانتی متر است.

ماتریس چرخ زئولیت یک سطح الیاف سرامیکی است که با لایه ای از جاذب، کربن فعال یا زئولیت آبگریز به طور کلی پوشانده شده است تا یک چرخ دایره ای شکل لانه زنبوری را تشکیل دهد که به دو ناحیه تقسیم می شود، یعنی ناحیه تصفیه جذب و ناحیه بازسازی و دفع. با این حال، به منظور بهبود ظرفیت جذب چرخ، گاهی اوقات یک منطقه خنک کننده بین دو منطقه طراحی می شود. معمولاً ناحیه جذب بزرگتر است و ناحیه دفع و ناحیه خنک کننده دو ناحیه تصفیه کوچکتر با مساحت مساوی هستند.

تجهیزات بازیابی گرما: پس از سوزاندن یا اکسیداسیون VOCها، دمای هوای تمیز به 500-700 درجه سانتیگراد می رسد. این قسمت از هوا از طریق یک مبدل حرارتی برای بازیابی انرژی گرمایی بازیابی می شود. در همان زمان، دمای هوای تمیز کاهش می یابد و سپس برای دفع به ناحیه دفع روتور هدایت می شود. اگر دما خیلی بالا باشد، روتور ممکن است بسوزد. بنابراین دمای ورودی به روتور نباید خیلی زیاد باشد. به طور کلی، تجهیزات بازیابی حرارت دو مرحله ای تنظیم می شود و یک دمنده برای معرفی هوای تازه و مخلوط کردن آن با هوای سوخته برای کنترل دمای دفع در محدوده 180-220 درجه سانتیگراد اضافه می شود. به منظور تصفیه گازهای زائد VOC، علاوه بر سیستم سوزاندن روتور غلظت جذب زئولیت، یک کندانسور در خروجی گاز اگزوز برای پیش انحراف و تصفیه VOCهای با نقطه جوش بالا (مانند MEA، BDG، DMSO) نصب شده است.

3. اصل بازیابی تراکم قبل و بعد از جذب کربن فعال

گاز زائد توسط سیستم جمع آوری جمع آوری شده و برای تصفیه وارد دستگاه جذب می شود.

در حین جذب، جریان هوا از قسمت پایینی بستر وارد بستر جذب می شود و گاز خروجی تمیز پس از جذب از طریق لوله اگزوز تخلیه می شود. پس از اینکه جذب به زمان تعیین شده رسید، به مرحله دفع می رود. در هنگام دفع، بخار اشباع وارد بستر جذب شده و حلال جذب شده در بستر به همراه بخار آب از بستر جذب خارج شده و وارد کولر می شود.

میعانات تا دمای زیر 40 درجه سانتیگراد خنک می شوند، گاز غیرقابل تراکم برای جذب مجدد به جلوی فن باز می گردد و حلال و آب تغلیظ شده برای ذخیره سازی موقت وارد مخزن ذخیره حلال می شوند.

با توجه به الزامات فرآیند، زمان دفع و زمان متناوب در حین عملکرد خودکار را می توان از طریق صفحه لمسی تنظیم کرد و زمان جذب برابر با مجموع زمان دفع و زمان انتظار است.

تجهیزات به صورت خودکار بدون نیاز به نیروی کار کار می کنند. سیستم کنترل الکتریکی را می توان در محل یا در اتاق کنترل مرکزی نصب کرد. حجم کار تعمیر و نگهداری نسبتاً کم است.

4. مقدمه ای بر سیستم جذب

الف پیش تصفیه گازهای خروجی

با توجه به الزامات مشخصات طراحی، کانال انتشار اضطراری طراحی و نصب می شود. وضعیت انتشار توسط کارگاه تولید کنترل می شود تا در صورت بروز حادثه یا تعمیر و نگهداری تجهیزات به عنوان یک کانال انتشار مستقیم گازهای خروجی عمل کند.

b جذب

گاز خروجی توسط فن ورودی هوا به داخل جاذب کربن فعال فرستاده می شود. تحت تأثیر نیروی واندروالس، حلال آلی موجود در گاز خروجی جذب شده و توسط ریز منافذ موجود در کربن فعال جذب می شود. پس از اینکه کربن فعال با جذب اشباع شد، دوباره تولید می شود. گاز خروجی با جذب کربن فعال خالص شده و سپس به طور تمیز تخلیه می شود.

مشخصات مخزن جذب و مقدار بار جاذب با توجه به حجم هوا طراحی شده است تا از سرعت گاز و زمان ماندگاری مشخص اطمینان حاصل شود، به طوری که جاذب بتواند به طور موثر و کامل حلال آلی موجود در گاز دم را جذب کند. مخزن جذب به صورت متناوب کار می کند و حالت کار مخزن جذب به طور خودکار توسط سیستم کنترل اتوماتیک PLC سوئیچ می شود تا به طور متناوب سه فرآیند جذب، دفع، خنک سازی و خشک کردن و غیره را انجام دهد.

5. انتخاب فرآیند

فرآیند تصفیه پس از تجزیه و تحلیل جامع منبع، خواص (ترکیب، غلظت، دما، رطوبت)، حجم هوا و سایر عوامل گاز زائد انتخاب می شود. فرآیندهای رایج تصفیه برای تصفیه گازهای آلی با حجم زیاد و غلظت کم عبارتند از:

1) جذب زئولیت، بازسازی گاز داغ - احتراق کاتالیزوری یا سوزاندن دمای بالا.

2) جذب کربن فعال، بخار آب یا بازسازی گاز داغ - بازیابی تراکم.

3) جذب کربن فعال، بازسازی گاز داغ - احتراق کاتالیزوری.

نمودار جریان فرآیند جذب و دفع	نمودار جریان فرآیند احتراق دفع	رندرهای تجهیزات تصفیه احتراق کاتالیزوری جذب