Les polluants rejetés sont principalement : les brouillards de peinture et les solvants organiques produits par la peinture en aérosol, ainsi que les solvants organiques produits lors du séchage par volatilisation. Le brouillard de peinture provient principalement de la partie du revêtement solvant lors de la pulvérisation aérienne et sa composition est conforme au revêtement utilisé. Les solvants organiques proviennent principalement des solvants et des diluants utilisés dans le processus d'utilisation des revêtements. La plupart d'entre eux sont des émissions volatiles et leurs principaux polluants sont le xylène, le benzène, le toluène, etc. Par conséquent, la principale source de gaz résiduaires nocifs rejetés dans le revêtement est la salle de peinture par pulvérisation, la salle de séchage et la salle de séchage.
1. Méthode de traitement des gaz résiduaires de la chaîne de production automobile
1.1 Schéma de traitement des gaz résiduaires organiques lors du processus de séchage
Le gaz déchargé de la salle de séchage d'électrophorèse, de revêtement moyen et de revêtement de surface appartient aux gaz résiduaires à haute température et à haute concentration, qui conviennent à la méthode d'incinération. À l'heure actuelle, les mesures de traitement des gaz résiduaires couramment utilisées dans le processus de séchage comprennent : la technologie d'oxydation thermique régénérative (RTO), la technologie de combustion catalytique régénérative (RCO) et le système d'incinération thermique de récupération TNV.
1.1.1 Technologie d'oxydation thermique (RTO) de type stockage thermique
L'oxydateur thermique (Regenerative Thermal Oxidizer, RTO) est un dispositif de protection de l'environnement économe en énergie pour le traitement des gaz résiduaires organiques volatils de concentration moyenne et faible. Convient pour un volume élevé, une faible concentration, convient pour une concentration de gaz résiduaires organiques comprise entre 100 PPM et 20 000 PPM. Le coût de fonctionnement est faible, lorsque la concentration de gaz résiduaires organiques est supérieure à 450 PPM, le dispositif RTO n'a pas besoin d'ajouter de carburant auxiliaire ; le taux de purification est élevé, le taux de purification du RTO à deux lits peut atteindre plus de 98 %, le taux de purification du RTO à trois lits peut atteindre plus de 99 % et aucune pollution secondaire telle que les NOX ; contrôle automatique, opération simple ; la sécurité est élevée.
Le dispositif d'oxydation thermique régénérative adopte la méthode d'oxydation thermique pour traiter la concentration moyenne et faible de gaz résiduaires organiques, et l'échangeur de chaleur à lit de stockage de chaleur en céramique est utilisé pour récupérer la chaleur. Il est composé d'un lit de stockage de chaleur en céramique, d'une vanne de régulation automatique, d'une chambre de combustion et d'un système de contrôle. Les principales caractéristiques sont les suivantes : la vanne de régulation automatique située au bas du lit de stockage de chaleur est reliée respectivement au tuyau principal d'admission et au tuyau principal d'échappement, et le lit de stockage de chaleur est stocké en préchauffant les gaz résiduaires organiques entrant dans le lit de stockage de chaleur. avec un matériau de stockage de chaleur en céramique pour absorber et libérer la chaleur ; les gaz résiduaires organiques préchauffés à une certaine température (760 ℃) sont oxydés lors de la combustion de la chambre de combustion pour générer du dioxyde de carbone et de l'eau, et sont purifiés. La structure principale typique du RTO à deux lits se compose d'une chambre de combustion, de deux lits de garniture en céramique et de quatre vannes de commutation. L'échangeur de chaleur à lit de garnissage en céramique régénératif de l'appareil peut maximiser la récupération de chaleur supérieure à 95 % ; Peu ou pas de combustible est utilisé lors du traitement des gaz résiduaires organiques.
Avantages : En cas de débit élevé et de faible concentration de gaz résiduaires organiques, le coût d'exploitation est très faible.
Inconvénients : investissement ponctuel élevé, température de combustion élevée, ne convient pas au traitement d'une forte concentration de gaz résiduaires organiques, il y a beaucoup de pièces mobiles, nécessite plus de travaux de maintenance.
1.1.2 Technologie de combustion catalytique thermique (RCO)
Le dispositif de combustion catalytique régénérative (Regenerative Catalytic Oxidizer RCO) est directement appliqué à l'épuration des gaz résiduaires organiques à moyenne et haute concentration (1 000 mg/m3-10 000 mg/m3). La technologie de traitement RCO est particulièrement adaptée à la forte demande de taux de récupération de chaleur, mais convient également à la même ligne de production, en raison des différents produits, la composition des gaz résiduaires change souvent ou la concentration des gaz résiduaires fluctue considérablement. Il est particulièrement adapté aux besoins de récupération d'énergie thermique des entreprises ou de traitement des gaz résiduaires des conduites principales de séchage, et la récupération d'énergie peut être utilisée pour le séchage des conduites principales, de manière à atteindre l'objectif d'économie d'énergie.
La technologie de traitement par combustion catalytique régénérative est une réaction typique en phase gazeuse, qui est en fait l’oxydation profonde des espèces réactives de l’oxygène. Dans le processus d'oxydation catalytique, l'adsorption de la surface du catalyseur rend les molécules réactives enrichies à la surface du catalyseur. L'effet du catalyseur consistant à réduire l'énergie d'activation accélère la réaction d'oxydation et améliore la vitesse de la réaction d'oxydation. Sous l'action d'un catalyseur spécifique, la matière organique se produit sans combustion d'oxydation à basse température de départ (250 ~ 300 ℃), qui se décompose en dioxyde de carbone et en eau et libère une grande quantité d'énergie thermique.
Le dispositif RCO est principalement composé du corps du four, du corps de stockage de chaleur catalytique, du système de combustion, du système de contrôle automatique, de la vanne automatique et de plusieurs autres systèmes. Dans le processus de production industrielle, les gaz d'échappement organiques évacués pénètrent dans la vanne rotative de l'équipement via le ventilateur à tirage induit, et le gaz d'entrée et le gaz de sortie sont complètement séparés par la vanne rotative. Le stockage d'énergie thermique et l'échange thermique du gaz atteignent presque la température fixée par l'oxydation catalytique de la couche catalytique ; les gaz d'échappement continuent de chauffer à travers la zone de chauffage (soit par chauffage électrique, soit par chauffage au gaz naturel) et se maintiennent à la température réglée ; il pénètre dans la couche catalytique pour terminer la réaction d'oxydation catalytique, à savoir que la réaction génère du dioxyde de carbone et de l'eau et libère une grande quantité d'énergie thermique pour obtenir l'effet de traitement souhaité. Le gaz catalysé par l'oxydation pénètre dans la couche de matériau céramique 2 et l'énergie thermique est évacuée dans l'atmosphère par la vanne rotative. Après purification, la température des gaz d'échappement après purification n'est que légèrement supérieure à la température avant le traitement des gaz résiduaires. Le système fonctionne en continu et commute automatiquement. Grâce au travail de la vanne rotative, toutes les couches de remplissage en céramique complètent les étapes du cycle de chauffage, de refroidissement et de purification, et l'énergie thermique peut être récupérée.
Avantages : flux de processus simple, équipement compact, fonctionnement fiable ; efficacité de purification élevée, généralement supérieure à 98 % ; basse température de combustion; faible investissement jetable, faible coût d'exploitation, l'efficacité de la récupération de chaleur peut généralement atteindre plus de 85 % ; l'ensemble du processus sans production d'eaux usées, le processus de purification ne produit pas de pollution secondaire aux NOX ; L'équipement de purification RCO peut être utilisé avec la salle de séchage, le gaz purifié peut être directement réutilisé dans la salle de séchage, pour atteindre l'objectif d'économie d'énergie et de réduction des émissions ;
Inconvénients : le dispositif de combustion catalytique ne convient qu'au traitement des gaz résiduaires organiques avec des composants organiques à faible point d'ébullition et une faible teneur en cendres, et le traitement des gaz résiduaires de substances collantes telles que la fumée huileuse ne convient pas, et le catalyseur doit être empoisonné ; la concentration de gaz résiduaires organiques est inférieure à 20 %.
1.1.3Système d'incinération thermique de type recyclage TNV
Le système d'incinération thermique de type recyclage (allemand Thermische Nachverbrennung TNV) consiste à utiliser des gaz résiduaires de chauffage à combustion directe de gaz ou de carburant contenant un solvant organique, sous l'action d'une température élevée, d'une décomposition par oxydation des molécules de solvant organique en dioxyde de carbone et en eau, les gaz de combustion à haute température. en prenant en charge le processus de production de chauffage du dispositif de transfert de chaleur à plusieurs étages, il a besoin d'air ou d'eau chaude, le recyclage complet, la décomposition par oxydation de l'énergie thermique des gaz résiduaires organiques, réduisent la consommation d'énergie de l'ensemble du système. Par conséquent, le système TNV constitue un moyen efficace et idéal pour traiter les gaz résiduaires contenant des solvants organiques lorsque le processus de production nécessite beaucoup d’énergie thermique. Pour la nouvelle ligne de production de revêtement de peinture électrophorétique, le système d'incinération thermique de récupération TNV est généralement adopté.
Le système TNV se compose de trois parties : un système de préchauffage et d'incinération des gaz résiduaires, un système de chauffage à air circulant et un système d'échange thermique à air frais. Le dispositif de chauffage central d'incinération des gaz résiduaires du système est la partie centrale du TNV, qui se compose du corps du four, de la chambre de combustion, de l'échangeur de chaleur, du brûleur et de la vanne de régulation du conduit de fumée principale. Son processus de fonctionnement est le suivant : avec un ventilateur de tête à haute pression, les gaz résiduaires organiques de la salle de séchage, après l'incinération des gaz résiduaires, le dispositif de chauffage central, le préchauffage de l'échangeur de chaleur intégré, vers la chambre de combustion, puis à travers le chauffage du brûleur, à haute température ( environ 750 ℃) à la décomposition par oxydation des gaz résiduaires organiques, à la décomposition des gaz résiduaires organiques en dioxyde de carbone et en eau. Les gaz de combustion à haute température générés sont évacués via l'échangeur de chaleur et le conduit de gaz de combustion principal du four. Les gaz de combustion évacués chauffent l'air en circulation dans la salle de séchage pour fournir l'énergie thermique nécessaire à la salle de séchage. Un dispositif de transfert de chaleur à l'air frais est installé à l'extrémité du système pour récupérer la chaleur perdue du système pour la récupération finale. L'air frais apporté par la salle de séchage est chauffé avec les fumées puis envoyé dans la salle de séchage. De plus, il y a également une vanne de régulation électrique sur le pipeline de gaz de combustion principal, qui est utilisée pour ajuster la température des gaz de combustion à la sortie de l'appareil, et l'émission finale de la température des gaz de combustion peut être contrôlée à environ 160 ℃.
Les caractéristiques du dispositif de chauffage central d'incinération des gaz résiduaires comprennent : le temps de séjour des gaz résiduaires organiques dans la chambre de combustion est de 1 à 2 s ; le taux de décomposition des gaz résiduaires organiques est supérieur à 99 % ; le taux de récupération de chaleur peut atteindre 76 % ; et le rapport de réglage de la puissance du brûleur peut atteindre 26 ∶ 1, jusqu'à 40 ∶ 1.
Inconvénients : lors du traitement des gaz résiduaires organiques à faible concentration, le coût d'exploitation est plus élevé ; l'échangeur de chaleur tubulaire est uniquement en fonctionnement continu, il a une longue durée de vie.
1.2 Schéma de traitement des gaz résiduaires organiques dans la salle de peinture par pulvérisation et la salle de séchage
Le gaz rejeté par la salle de peinture par pulvérisation et la salle de séchage est un gaz résiduaire à faible concentration, à grand débit et à température ambiante, et la composition principale des polluants est constituée d'hydrocarbures aromatiques, d'éthers d'alcool et de solvants organiques esters. À l'heure actuelle, la méthode étrangère plus mature est la suivante : la première concentration de gaz résiduaires organiques pour réduire la quantité totale de gaz résiduaires organiques, avec la première méthode d'adsorption (charbon actif ou zéolite comme adsorbant) pour une faible concentration d'adsorption des gaz d'échappement de peinture en aérosol à température ambiante, avec stripping des gaz à haute température, gaz d'échappement concentrés utilisant une méthode de combustion catalytique ou de combustion thermique régénérative.
1.2.1 Dispositif d'adsorption-désorption et de purification sur charbon actif
Utilisation du charbon actif en nid d'abeille comme adsorbant, combiné aux principes de purification par adsorption, de régénération par désorption et de concentration de COV et de combustion catalytique, volume d'air élevé, faible concentration de gaz résiduaires organiques grâce à l'adsorption sur charbon actif en nid d'abeille pour atteindre l'objectif de purification de l'air, Lorsque le charbon actif est saturé et utilise ensuite de l'air chaud pour régénérer le charbon actif, la matière organique concentrée désorbée est envoyée au lit de combustion catalytique pour une combustion catalytique, la matière organique est oxydée en dioxyde de carbone et en eau inoffensifs, les gaz d'échappement chauds brûlés chauffent le air froid à travers un échangeur de chaleur, certaines émissions de gaz de refroidissement après échange de chaleur, partie pour la régénération désorbitoire du charbon actif en nid d'abeilles, pour atteindre l'objectif d'utilisation de la chaleur perdue et d'économie d'énergie. L'ensemble du dispositif est composé d'un pré-filtre, d'un lit d'adsorption, d'un lit de combustion catalytique, d'un système ignifuge, d'un ventilateur associé, d'une vanne, etc.
Le dispositif de purification par adsorption-désorption sur charbon actif est conçu selon les deux principes de base de l'adsorption et de la combustion catalytique, en utilisant un travail continu à double trajet de gaz, une chambre de combustion catalytique, deux lits d'adsorption sont utilisés en alternance. Tout d'abord, les gaz résiduaires organiques avec adsorption sur charbon actif, lorsque la saturation rapide arrête l'adsorption, puis utilisent le flux d'air chaud pour éliminer la matière organique du charbon actif afin de régénérer le charbon actif ; la matière organique a été concentrée (concentration des dizaines de fois supérieure à l'originale) et envoyée à la chambre de combustion catalytique, combustion catalytique en dioxyde de carbone et rejet de vapeur d'eau. Lorsque la concentration des gaz résiduaires organiques atteint plus de 2 000 PPm, les gaz résiduaires organiques peuvent maintenir une combustion spontanée dans le lit catalytique sans chauffage externe. Une partie des gaz d'échappement de combustion est évacuée dans l'atmosphère et la majeure partie est envoyée au lit d'adsorption pour la régénération du charbon actif. Cela peut répondre à la combustion et à l'adsorption de l'énergie thermique requise, pour atteindre l'objectif d'économie d'énergie. La régénération peut entrer dans la prochaine adsorption ; lors de la désorption, l'opération de purification peut être réalisée par un autre lit d'adsorption, adapté aussi bien au fonctionnement continu qu'au fonctionnement intermittent.
Performances et caractéristiques techniques : performances stables, structure simple, sûre et fiable, économie d'énergie et de travail, pas de pollution secondaire. L'équipement couvre une petite surface et est léger. Très adapté pour une utilisation en grand volume. Le lit de charbon actif qui adsorbe les gaz résiduaires organiques utilise les gaz résiduaires après combustion catalytique pour la régénération de stripping, et le gaz de stripping est envoyé à la chambre de combustion catalytique pour purification, sans énergie externe, et l'effet d'économie d'énergie est significatif. L'inconvénient est que le charbon actif est court et que son coût d'exploitation est élevé.
1.2.2 Dispositif de purification par adsorption-désorption à roue de transfert de zéolite
Les principaux composants de la zéolite sont : le silicium, l'aluminium, avec une capacité d'adsorption, peuvent être utilisés comme adsorbants ; Le coureur de zéolite doit utiliser les caractéristiques de l'ouverture spécifique de la zéolite avec une capacité d'adsorption et de désorption pour les polluants organiques, de sorte que les gaz d'échappement de COV à faible concentration et à haute concentration puissent réduire le coût de fonctionnement de l'équipement de traitement final final. Les caractéristiques de son appareil sont adaptées au traitement de flux importants, à faible concentration, contenant une variété de composants organiques. L’inconvénient est que l’investissement initial est élevé.
Le dispositif d'adsorption-purification à coureur de zéolite est un dispositif de purification de gaz qui peut effectuer en continu des opérations d'adsorption et de désorption. Les deux côtés de la roue de zéolite sont divisés en trois zones par le dispositif d'étanchéité spécial : zone d'adsorption, zone de désorption (régénération) et zone de refroidissement. Le processus de fonctionnement du système est le suivant : la roue rotative des zéolites tourne en continu à basse vitesse, circulation à travers la zone d'adsorption, la zone de désorption (régénération) et la zone de refroidissement ; Lorsque les gaz d'échappement à faible concentration et à volume de vent traversent continuellement la zone d'adsorption du coureur, les COV contenus dans les gaz d'échappement sont adsorbés par la zéolite de la roue rotative, émission directe après adsorption et purification ; Le solvant organique adsorbé par la roue est envoyé dans la zone de désorption (régénération) avec la rotation de la roue, Puis avec un petit volume d'air chauffer l'air en continu à travers la zone de désorption, Les COV adsorbés sur la roue sont régénérés dans la zone de désorption, Les gaz d'échappement COV sont évacués avec l'air chaud ; La roue vers la zone de refroidissement pour le refroidissement peut être réadsorbée. Avec la rotation constante de la roue rotative, un cycle d'adsorption, de désorption et de refroidissement est effectué, garantissant le fonctionnement continu et stable du traitement des gaz résiduaires.
Le dispositif à canaux de zéolite est essentiellement un concentrateur et les gaz d'échappement contenant un solvant organique sont divisés en deux parties : de l'air propre qui peut être évacué directement et de l'air recyclé contenant une forte concentration de solvant organique. Air propre pouvant être évacué directement et recyclé dans le système de ventilation de la climatisation peint ; la concentration élevée de gaz COV est environ 10 fois supérieure à la concentration de COV avant d'entrer dans le système. Le gaz concentré est traité par incinération à haute température via le système d'incinération thermique de récupération TNV (ou autre équipement). La chaleur générée par l'incinération est respectivement le chauffage de la salle de séchage et le chauffage du décapage de la zéolite, et l'énergie thermique est entièrement utilisée pour obtenir l'effet d'économie d'énergie et de réduction des émissions.
Performances et caractéristiques techniques : structure simple, entretien facile, longue durée de vie ; une efficacité d'absorption et de décapage élevée, convertit le volume de vent élevé d'origine et les gaz résiduaires à faible concentration de COV en un faible volume d'air et des gaz résiduaires à haute concentration, réduit le coût de l'équipement de traitement final final ; chute de pression extrêmement faible, peut réduire considérablement la consommation d'énergie ; préparation globale du système et conception modulaire, avec un minimum d'espace requis, et fournir un mode de contrôle continu et sans pilote ; il peut atteindre la norme nationale d'émission ; l'adsorbant utilise de la zéolite non combustible, l'utilisation est plus sûre ; l'inconvénient est un investissement ponctuel très coûteux.
Heure de publication : 03 janvier 2023
