Utilizzando l'ampia superficie specifica e l'elevata capacità di adsorbimento del carbone attivo, il trattamento ad adsorbimento dei gas di scarico organici a concentrazione da bassa-a-media è un metodo di trattamento estremamente efficace. Gli inquinanti presenti nei gas di scarico organici vengono adsorbiti all'interno del carbone attivo e il gas pulito viene scaricato, ottenendo così la purificazione.
Questo metodo combina organicamente un'unità di concentrazione di adsorbimento e un'unità di ossidazione termica. È adatto principalmente per gas di scarico organici con basse concentrazioni che non sono adatti alla combustione diretta, alla combustione catalitica o ai metodi di recupero per adsorbimento, in particolare per applicazioni di trattamento di grandi-volumi, dove si possono ottenere soddisfacenti vantaggi economici e sociali. Dopo la purificazione e il desorbimento per adsorbimento, il gas di scarico organico viene convertito in un flusso di piccolo volume e ad alta-concentrazione, che viene poi sottoposto a trattamento di ossidazione termica e il calore rilasciato dalla combustione della materia organica viene utilizzato in modo efficace.
Aree di applicazione: industria chimica organica, prodotti farmaceutici, produzione di vernici, rivestimenti superficiali, petrolio, imballaggio e stampa, ecc.
Il processo utilizza una combinazione di adsorbimento di carbone attivo, desorbimento di aria calda e combustione catalitica per purificare i gas di scarico organici, procedendo in tre fasi di lavoro:
Innanzitutto, il processo di lavoro utilizza la struttura multi-porosa, l'enorme tensione superficiale e la grande capacità di assorbimento del carbone attivo per assorbire i solventi organici nel gas di scarico, ottenendo un'efficienza di purificazione superiore al 95%, purificando così il gas di scarico scaricato.
In secondo luogo, a causa della limitata capacità di adsorbimento del carbone attivo, dopo un periodo di adsorbimento, quando il carbone attivo raggiunge la saturazione, l'adsorbimento si interrompe. A questo punto la materia organica è concentrata all'interno del carbone attivo. Dopo la saturazione del carbone attivo, i solventi organici adsorbiti sul carbone attivo vengono desorbiti utilizzando un flusso di aria calda ad un determinato rapporto di concentrazione e inviati al letto di combustione catalitica.
In terzo luogo, il gas di scarico organico ad alta-concentrazione che entra nel letto di combustione catalitica viene ulteriormente riscaldato e quindi ossidato e decomposto sotto l'azione di un catalizzatore, convertendolo in anidride carbonica e acqua. Il calore rilasciato dalla decomposizione viene recuperato da uno scambiatore di calore ad alta-efficienza e utilizzato per riscaldare il gas di scarico organico ad alta-concentrazione che entra nel letto di combustione catalitica.
Nel metodo di combustione catalitica a concentrazione di adsorbimento-, l'apparecchiatura utilizza più percorsi di gas per il funzionamento continuo ed è possibile utilizzare alternativamente più letti di adsorbimento. Dopo che i tre processi lavorativi raggiungono l'auto-equilibrio dopo un certo periodo di funzionamento, i processi di desorbimento e decomposizione catalitica non richiedono energia esterna per il riscaldamento. 1) Fase di pre-trattamento
La fase di pre-trattamento utilizza una torre di lavaggio a spruzzo a letto impaccato-. Il liquido di lavaggio viene selezionato per neutralizzare i gas acidi con una soluzione alcalina oppure viene utilizzato un filtro a secco per filtrare le particelle di polvere.
2) Fase di adsorbimento del carbone attivo
Dopo il pre-trattamento, il gas di scarico viene introdotto nella torre di adsorbimento/desorbimento a carbone attivo per il trattamento di adsorbimento. I gas organici vengono adsorbiti sulla superficie del carbone attivo attraverso i suoi micropori, rimuovendo le sostanze organiche dal gas di scarico e ottenendo l'effetto di purificazione del gas.
3) Stadio di desorbimento con carbone attivo
Quando il letto di adsorbimento è saturo, le valvole di desorbimento e di adsorbimento vengono commutate e la ventola di desorbimento viene avviata per desorbire il letto di adsorbimento saturo. L'aria fresca per il desorbimento viene prima riscaldata da uno scambiatore di calore e da una camera di riscaldamento elettrica all'ingresso dell'aria fresca, riscaldando l'aria fresca a circa 120 gradi prima di entrare nel letto di carbone attivo. Durante il riscaldamento il solvente adsorbito dal carbone attivo evapora.
4) Stadio di combustione catalitica
Il gas di scarico desorbito dal carbone attivo ha una portata bassa e un'elevata concentrazione. Viene inviato ad uno scambiatore di calore da un ventilatore, quindi entra in un preriscaldatore. Sotto l'effetto riscaldante del riscaldatore elettrico, la temperatura del gas viene aumentata a circa 200-300 gradi prima di entrare nel letto di combustione catalitica. Ciò fa sì che il gas di scarico organico subisca una combustione senza fiamma sotto l'azione del catalizzatore, venga ossidato in CO2 e H2O e contemporaneamente rilasci una grande quantità di energia termica. Man mano che la temperatura del gas aumenta ulteriormente, questo gas ad alta-preriscalda il gas organico non trattato attraverso lo scambiatore di calore prima della camera di combustione catalitica. Il gas in uscita dallo scambiatore di calore passa quindi attraverso lo scambiatore di calore in corrispondenza dell'ingresso dell'aria fresca per riscaldare l'aria fresca per il desorbimento. Dopo che i due scambiatori di calore funzionano normalmente, è possibile arrestare l'apparecchiatura di riscaldamento elettrico, risparmiando energia. Infine il gas viene scaricato nell'atmosfera attraverso un camino. Il gas di scarico, contenente componenti organici con punti di ebollizione di toluene (110,6 gradi) e xilene (138-144 gradi), viene inviato ad un letto di adsorbimento per il desorbimento. I gas di scarico organici ad alta concentrazione (che possono essere concentrati 10-20 volte) vengono poi scambiati termicamente con i gas di scarico caldi provenienti dalla combustione in uno scambiatore di calore per il preriscaldamento prima di essere inviati alla camera di combustione. Nella camera di combustione, dopo aver raggiunto la temperatura di accensione, i composti organici vengono ossidati e decomposti in innocui CO2 e H2O da un catalizzatore. I gas di scarico della combustione, dopo essere stati raffreddati a 180-200 gradi mediante scambio termico con il gas desorbito, vengono utilizzati per il desorbimento. Il gas di scarico in eccesso viene scaricato attraverso il camino di scarico.
I letti di adsorbimento multipli vengono utilizzati in rotazione per la rigenerazione dell'adsorbimento e del desorbimento, passando dall'adsorbimento al desorbimento per il funzionamento continuo (l'orario di lavoro può essere regolato in base alla situazione produttiva dell'azienda). Questo progetto è progettato per una concentrazione di gas di scarico di 100 ppm e la concentrazione di gas di scarico organici concentrati può raggiungere oltre 5000 mg/m³. Dopo che il bruciatore è stato avviato e riscaldato alla temperatura di accensione mediante riscaldamento elettrico, è possibile mantenere l'auto-combustione.
All'ingresso del gas è previsto uno scarico diretto comandato da una elettrovalvola. Quando l'apparecchiatura non funziona, la porta di scarico diretto rimane aperta. Se la ventola del dispositivo di adsorbimento non funziona correttamente, la valvola di scarico diretto si apre automaticamente per la manutenzione. La purificazione catalitica viene utilizzata per il desorbimento e la rigenerazione. Sia all'ingresso che all'uscita del dispositivo sono installati dei rompifiamma e l'intero sistema è controllato da un PLC.