Utilizando la gran superficie específica y la alta capacidad de adsorción del carbón activado, el tratamiento de adsorción de gases residuales orgánicos de concentración baja{0}}a-es un método de tratamiento extremadamente eficaz. Los contaminantes del gas residual orgánico se absorben dentro del carbón activado y se descarga gas limpio, logrando así la purificación.
Este método combina orgánicamente una unidad de concentración de adsorción y una unidad de oxidación térmica. Es principalmente adecuado para gases residuales orgánicos con bajas concentraciones que no son adecuados para la combustión directa, la combustión catalítica o los métodos de recuperación por adsorción, especialmente para aplicaciones de tratamiento de gran-volumen, donde se pueden obtener beneficios económicos y sociales satisfactorios. Después de la purificación por adsorción y desorción, el gas residual orgánico se convierte en una corriente de pequeño volumen y alta-concentración, que luego se somete a un tratamiento de oxidación térmica y el calor liberado por la combustión de la materia orgánica se utiliza de manera efectiva.
Áreas de aplicación: industria química orgánica, productos farmacéuticos, producción de pinturas, recubrimientos de superficies, petróleo, embalaje e impresión, etc.
El proceso utiliza una combinación de adsorción de carbón activado, desorción de aire caliente y combustión catalítica para purificar el gas residual orgánico, y se desarrolla en tres etapas de trabajo:
En primer lugar, el proceso de trabajo utiliza la estructura multi-porosa, la enorme tensión superficial y la gran capacidad de adsorción del carbón activado para adsorber disolventes orgánicos en el gas residual, logrando una eficiencia de purificación de más del 95 %, purificando así el gas residual descargado.
En segundo lugar, debido a la limitada capacidad de adsorción del carbón activado, después de un período de adsorción, cuando el carbón activado alcanza la saturación, la adsorción se detiene. En este punto, la materia orgánica se ha concentrado dentro del carbón activado. Después de saturar el carbón activado, los disolventes orgánicos adsorbidos en el carbón activado se desorben utilizando una corriente de aire caliente en una determinada proporción de concentración y se envían al lecho de combustión catalítica.
En tercer lugar, el gas residual orgánico de alta-concentración que ingresa al lecho de combustión catalítica se calienta aún más y luego se oxida y se descompone bajo la acción de un catalizador, convirtiéndolo en dióxido de carbono y agua. El calor liberado por la descomposición se recupera mediante un intercambiador de calor de alta-eficiencia y se utiliza para calentar el gas residual orgánico de alta-concentración que ingresa al lecho de combustión catalítica.
En el método de combustión catalítica de concentración de adsorción-, el equipo utiliza múltiples rutas de gas para una operación continua y se pueden usar múltiples lechos de adsorción alternativamente. Después de que los tres procesos de trabajo alcanzan el auto-equilibrio después de un cierto período de operación, los procesos de desorción y descomposición catalítica no requieren energía externa para calentar. 1) Etapa de pre-tratamiento
La etapa de pre-tratamiento utiliza una torre de lavado por aspersión-de lecho empaquetado. El líquido de lavado se selecciona para neutralizar los gases ácidos con una solución alcalina o se utiliza un filtro seco para filtrar las partículas de polvo.
2) Etapa de adsorción de carbón activado
Después del pre-tratamiento, el gas residual se introduce en la torre de adsorción/desorción de carbón activado para el tratamiento de adsorción. Los gases orgánicos se adsorben en la superficie del carbón activado a través de sus microporos, eliminando sustancias orgánicas del gas residual y logrando el efecto de purificar el gas.
3) Etapa de desorción de carbón activado
Cuando el lecho de adsorción está saturado, se cambian las válvulas de desorción y adsorción y se pone en marcha el ventilador de desorción para desorber el lecho de adsorción saturado. El aire fresco para la desorción se calienta primero mediante un intercambiador de calor y una cámara de calentamiento eléctrica en la entrada de aire fresco, calentando el aire fresco a aproximadamente 120 grados antes de ingresar al lecho de carbón activado. Al calentar, el disolvente adsorbido por el carbón activado se evapora.
4) Etapa de combustión catalítica
El gas residual desorbido del carbón activado tiene un caudal bajo y una concentración alta. Un ventilador lo envía a un intercambiador de calor y luego ingresa a un precalentador. Bajo el efecto de calentamiento del calentador eléctrico, la temperatura del gas se eleva a aproximadamente 200-300 grados antes de ingresar al lecho de combustión catalítica. Esto hace que el gas residual orgánico se queme sin llama bajo la acción del catalizador, oxidándose en CO2 y H2O, y liberando simultáneamente una gran cantidad de energía térmica. A medida que la temperatura del gas aumenta aún más, este gas de alta-temperatura precalienta el gas orgánico sin tratar a través del intercambiador de calor antes de la cámara de combustión catalítica. El gas que sale del intercambiador de calor pasa luego a través del intercambiador de calor en la entrada de aire fresco para calentar el aire fresco para su desorción. Una vez que los dos intercambiadores de calor estén funcionando normalmente, se puede detener el equipo de calefacción eléctrica, ahorrando energía. Finalmente, el gas se descarga a la atmósfera a través de una chimenea. El gas de escape, que contiene componentes orgánicos con puntos de ebullición de tolueno (110,6 grados) y xileno (138-144 grados), se envía a un lecho de adsorción para su desorción. Los gases de escape orgánicos de alta concentración (que pueden concentrarse entre 10 y 20 veces) luego se intercambian calor con los gases de escape calientes de la combustión en un intercambiador de calor para precalentarlos antes de enviarlos a la cámara de combustión. En la cámara de combustión, una vez alcanzada la temperatura de ignición, los compuestos orgánicos se oxidan y se descomponen mediante un catalizador en CO2 y H2O inofensivos. El gas de escape de la combustión, después de enfriarse a 180-200 grados mediante intercambio de calor con el gas desorbido, se utiliza para la desorción. El exceso de gases de escape se descarga a través de la chimenea de escape.
Se utilizan múltiples lechos de adsorción en rotación para la regeneración de adsorción y desorción, cambiando entre adsorción y desorción para operación continua (el tiempo de trabajo se puede ajustar según la situación de producción de la empresa). Este proyecto está diseñado para una concentración de gases de escape de 100 ppm, y la concentración de gases de escape orgánicos concentrados puede alcanzar más de 5000 mg/m³. Una vez que el quemador se enciende y se calienta a la temperatura de ignición mediante calentamiento eléctrico, se puede mantener la autocombustión.
Se proporciona un puerto de descarga directa en la entrada de gas, controlado por una válvula eléctrica. Cuando el equipo no está funcionando, el puerto de descarga directa permanece abierto. Si el ventilador del dispositivo de adsorción falla, la válvula de descarga directa se abre automáticamente para mantenimiento. La purificación catalítica se utiliza para la desorción y la regeneración. Los parallamas se instalan tanto en la entrada como en la salida del dispositivo, y todo el sistema está controlado por un PLC.