Folosind suprafața specifică mare și capacitatea mare de adsorbție a cărbunelui activat, tratarea cu adsorbție a gazelor reziduale organice cu concentrație scăzută- până la-medie este o metodă de tratare extrem de eficientă. Poluanții din gazul rezidual organic sunt adsorbiți în interiorul cărbunelui activ, iar gazul curat este evacuat, realizându-se astfel purificarea.
Această metodă combină organic o unitate de concentrație de adsorbție și o unitate de oxidare termică. Este potrivit în principal pentru gazele reziduale organice cu concentrații scăzute care nu sunt potrivite pentru arderea directă, arderea catalitică sau metodele de recuperare prin adsorbție, în special pentru aplicațiile de tratare cu volum mare-, unde pot fi obținute beneficii economice și sociale satisfăcătoare. După purificarea prin adsorbție și desorbție, gazul rezidual organic este transformat într-un flux de volum mic, cu concentrație ridicată-, care este apoi supus unui tratament de oxidare termică, iar căldura eliberată din arderea materiei organice este utilizată eficient.
Domenii de aplicare: industria chimică organică, produse farmaceutice, producția de vopsele, acoperirea suprafețelor, petrol, ambalare și imprimare etc.
Procesul folosește o combinație de adsorbție de cărbune activ, desorbție de aer cald și ardere catalitică pentru a purifica gazele organice reziduale, procedând în trei etape de lucru:
În primul rând, procesul de lucru utilizează structura multi-poroasă, tensiunea superficială uriașă și capacitatea mare de adsorbție a cărbunelui activ pentru a adsorbi solvenți organici în gazul rezidual, realizând o eficiență de purificare de peste 95%, purificând astfel gazul rezidual evacuat.
În al doilea rând, datorită capacității limitate de adsorbție a cărbunelui activ, după o perioadă de adsorbție, când cărbunele activ ajunge la saturație, adsorbția se oprește. În acest moment, materia organică a fost concentrată în carbonul activ. După ce cărbunele activ este saturat, solvenții organici adsorbiți pe cărbunele activat sunt desorbiți folosind un curent de aer cald la un anumit raport de concentrație și trimiși în patul de ardere catalitică.
În al treilea rând, gazul rezidual organic cu concentrație ridicată care intră în patul de ardere catalitică este încălzit în continuare și apoi oxidat și descompus sub acțiunea unui catalizator, transformându-l în dioxid de carbon și apă. Căldura eliberată din descompunere este recuperată de un schimbător de căldură cu-eficiență ridicată și utilizată pentru a încălzi gazul rezidual organic cu-concentrație mare care intră în patul de ardere catalitică.
În metoda de ardere catalitică a concentrației de adsorbție-, echipamentul utilizează mai multe căi de gaz pentru funcționare continuă, iar mai multe paturi de adsorbție pot fi utilizate alternativ. După ce cele trei procese de lucru ajung la auto-echilibru după o anumită perioadă de funcționare, procesele de desorbție și descompunere catalitică nu necesită energie externă pentru încălzire. 1) Etapa de pre-tratare
Etapa de pre-tratare utilizează un turn de spălare cu pulverizare în pat plin-. Lichidul de spălare este selectat pentru a neutraliza gazele acide cu o soluție alcalină sau se folosește un filtru uscat pentru a filtra particulele de praf.
2) Etapa de adsorbție a cărbunelui activat
După pre-tratare, gazul rezidual este introdus în turnul de adsorbție/desorbție a cărbunelui activ pentru tratarea de adsorbție. Gazele organice sunt adsorbite pe suprafața cărbunelui activat prin microporii acestuia, eliminând substanțele organice din gazul rezidual și obținând efectul de purificare a gazului.
3) Etapa de desorbție a cărbunelui activat
Când patul de adsorbție este saturat, supapele de desorbție și de adsorbție sunt comutate, iar ventilatorul de desorbție este pornit pentru a desorbi patul de adsorbție saturat. Aerul proaspăt pentru desorbție este mai întâi încălzit de un schimbător de căldură și o cameră de încălzire electrică la intrarea de aer proaspăt, încălzind aerul proaspăt la aproximativ 120 de grade înainte de a intra în patul de cărbune activ. La încălzire, solventul adsorbit de cărbunele activat se evaporă.
4) Etapa de ardere catalitică
Gazul rezidual desorbit din cărbunele activ are un debit scăzut și o concentrație mare. Este trimis la un schimbător de căldură de către un ventilator, apoi intră într-un preîncălzitor. Sub efectul de încălzire al încălzitorului electric, temperatura gazului este ridicată la aproximativ 200-300 de grade înainte de a intra în patul de ardere catalitică. Acest lucru face ca gazul rezidual organic să sufere ardere fără flacără sub acțiunea catalizatorului, fiind oxidat în CO2 și H2O, și eliberând simultan o cantitate mare de energie termică. Pe măsură ce temperatura gazului crește și mai mult, acest gaz la temperatură înaltă{15}preîncălzește gazul organic netratat prin schimbătorul de căldură înaintea camerei de ardere catalitică. Gazul care iese din schimbătorul de căldură trece apoi prin schimbătorul de căldură la intrarea de aer proaspăt pentru a încălzi aerul proaspăt pentru desorbție. După ce cele două schimbătoare de căldură funcționează normal, echipamentul electric de încălzire poate fi oprit, economisind energie. În cele din urmă, gazul este evacuat în atmosferă printr-un coș de fum. Gazul de eșapament, care conține componente organice cu puncte de fierbere de toluen (110,6 grade ) și xilen (138-144 grade ), este trimis într-un pat de adsorbție pentru desorbție. Gazele de eșapament organice cu concentrație mare (care pot fi concentrate de 10-20 de ori) sunt apoi schimbate la căldură cu gazele de evacuare fierbinți de la ardere într-un schimbător de căldură pentru preîncălzire înainte de a fi trimise în camera de ardere. În camera de ardere, după atingerea temperaturii de aprindere, compușii organici sunt oxidați și descompuși în CO2 și H2O inofensiv de către un catalizator. Gazele de eșapament de ardere, după ce au fost răcite la 180-200 de grade prin schimbul de căldură cu gazul desorbit, sunt folosite pentru desorbție. Excesul de gaz de evacuare este evacuat prin coșul de evacuare.
Paturi multiple de adsorbție sunt utilizate în rotație pentru regenerare prin adsorbție și desorbție, comutați între adsorbție și desorbție pentru funcționare continuă (timpul de lucru poate fi ajustat în funcție de situația de producție a companiei). Acest proiect este conceput pentru o concentrație a gazelor de eșapament de 100 ppm, iar concentrația de gaze de eșapament organice concentrate poate ajunge la peste 5000 mg/m³. După ce arzătorul este pornit și încălzit la temperatura de aprindere prin încălzire electrică, auto-combustia poate fi menținută.
La intrarea gazului este prevăzut un orificiu de descărcare directă, controlat de o supapă electrică. Când echipamentul nu funcționează, portul de descărcare directă rămâne deschis. Dacă ventilatorul dispozitivului de adsorbție funcționează defectuos, supapa de descărcare directă se deschide automat pentru întreținere. Purificarea catalitică este utilizată pentru desorbție și regenerare. Descărcătoarele sunt instalate atât la intrarea, cât și la ieșirea dispozitivului, iar întregul sistem este controlat de un PLC.