• O nás
• Historie firmy
• Používáme
• Odborné články
• Reference
• Legislativa
• Novinky
• Kontakty

Odborné články

Článek uveřejněný v časopisu Povrchové úpravy:

Sofistikované zařízení na VOC – řešení provozních nákladů

Čističky sorbetů – sofistikované řešení problematiky VOC
Regenerace sorbetů – sofistikované řešení problematiky VOC
Velké zdroje VOC – optimální způsoby čístění odplynů.

Tendence snižovaní spotřeby organických látek vedená automobilovým průmyslem naráží nejen v oboru povrchových úprav na své limity.Pro povrchové aplikace s vysokými nároky na odolnost prostředí představují rozpouštědlové NH i v současnosti jedinou alternativu z hlediska předepsané kvality v poměru k nákladům.

Podniky provozující velký zdroj emisí VOC musí kalkulovat s enviromentálním nákladem k výrobku,zahrnující veškeré výdaje spojené ze zákonem stanoveným emisním limitem.

Každé zařízení se navrhujeme individuálně,dle zodpovědného rozboru zadaní a požadavků investora. Naším prvotním výstupem je rozbor alternativních řešení,vč. porovnání provozních nákladů a doporučení optimální technologie. Cílem našeho projektování je návrh BAT technologie s co nejnižšími nároky na spotřebu energií a vedlejších nákladů.

Technický popis

Zařízení pro likvidaci emisí obsahuje 1 x zeolitový rotor, 1 x katalytická jednotka.

Znečištěný vzduch o průtoku 20.000 Nm3 / h je z technologie přiváděn do zeolitového rotoru, kde je filtrován tak, že koncentrace VOC je na výfuku do ovzduší nenčí než 50 mg (TOC) / m3.

Regenerace adsorbentu je prováděna horkým vzduchem o průtoku 2.000 Nm3 / h. Tím se docílí zvýšení koncentrace VOC cca 10:1. Takto koncentrované VOC se likvidují v katalyticko-oxidační jednotce při teplotách 330 - 600 °C. Spaliny jsou dále využity k předehřevu regeneračního vzduchu.

Regeneruje se vždy část zeolitového rotoru. Tato část je následně ochlazena na pracovní teplotu. Regenerace probíhá za chodu zařízení, tj. během filtrace.

Oxidační jednotka je kompaktní zařízení, které je umístěno v kontejneru o rozměrech 6 x 2,8 x 2,6 m. Součástí oxidační jednotky jsou dva tepelné výměníky, 70 kW resp. 245 kW, přídavné elektrické topení 54 kW a katalytický reaktor ? 1.100 mm.

Schéma zařízení pro likvidaci emisí VOC je uvedeno na následujícím obrázku 1.

Obrázek 1. Katalyticko – oxidační jednotka s zakoncentrací VOC, SCHEMA.

Zařízení je dle zadání navrženo na průtok vzduchu 20.000 Nm3 / h s průměrnou koncentrací 900 mg / m3 (Isopropanol). Teplota filtrovaného vzduchu je 40 °C. Pro tyto parametry je průtok regeneračního vzduchu stanoven na 2.000 Nm3 / h. Proud č. 4 vstupuje do regenerační části rotoru. Průchodem horkým ložem sorbetu se vzduch předehřeje na teplotu cca 100 °C. Dále proud č. 5 vstupuje do tepelného výměníku HE-UD. Vystupující proud č. 6 je ohřátý na teplotu 180 °C, což je teplota potřebná k regeneraci sorbetu. Proud č. 6 předá v rotoru své teplo do sorpčního lože a současně jej desorbuje. Koncentrace proudu č. 7 se zvýší přibližně desetkrát. Vzduch se dále předehřeje v tepelném výměníku HE-RE na teplotu 330 °C, což je teplota nutná pro rozklad isopropanolu. Oxidací isopropanolu o koncentraci cca 9 g / m3 dojde k nárůstu teploty o 215 °C. Dále část vzduchu (proud č. 10) vstupuje do tepelného výměníku HE-UD, kde předá své teplo a část horkého vzduchu jde obtokem (proud č. 14). Poté dojde opět ke smísení obou proudů. Zbytek tepla je předán ve výměníku HE-RE. vzduch o teplotě 219 °C je ventilátorem vyfukován do okolního ovzduší.

Popis jednotlivých proudů

Režimy chodu zařízení

Ohřev reaktoru

Toto je startovací režim. Proudem označeným číslem 16. se nasává čerstvý vzduch. Klapka KE 01 je otevřená. Následuje předehřev ve výměníku HE-UD, HE-RE, v topení a proud horkého vzduchu vstupuje do reaktoru, který ohřívá na pracovní teplotu 330°C. Instalovaný příkon pro režim ohřevu je 54 kW. Po dosažení pracovní teploty v reaktoru se uzavře klapka KE 01 a jako regenerační vzduch se využívá část procesního vzduchu. Oddělení regeneračního vzduchu je zajištěno ve vstupní komoře rotoru.

Pracovní režim

Pracovní režim je běžný režim provozu zařízení. Část zeolitového rotoru filtruje znečištěný vzduch z technologie, část zeolitového rotoru je současně regenerována. VOC vytěsněná při regeneraci jsou spalována (likvidována) v katalytickém reaktoru. Pro pracovní režim je zařízení navrženo tak, aby pracovalo v autotermním režimu. Průtoky a teploty pro běžný režim (podmínky, na které je zařízení navrženo) jsou na obrázku 1.

Dle zadavatele může koncentrace isopropanolu dosáhnout hodnoty 1.200 mg / m3. Pro tento stav je nutné zvýšit průtok regeneračního vzduchu na hodnotu 2.500 Nm3 / h. Tím se docílí koncentrační poměr 8. Koncentrace zkoncentrovaného vzduchu dosáhne hodnoty 9,3 g / m3. Teplota na výstupu z reaktoru se zvýší na 570 °C.

Regulace

Při běžném provozu je nutné držet teplotu proudu č. 6 (vstup desorpčního vzduchu) na 180 °C. Tato teplota nesmí překročit 210 °C. K desorpci dochází již při teplotě 160 °C. Teplota tohoto proudu je regulována pomocí Obtoku výměníku HE-UD proud č. 14.

Při běžném provozu je nutné držet teplotu proudu č. 9 (vstup do reaktoru) na 330 °C. Teplota tohoto proudu je regulována pomocí obtoku výměníku HE-RE proud č. 15.

Maximální povolená teplota katalyzátoru je 680 °C. Tzn. teplota spalin proud č. 10 nesmí v žádném případě překročit tuto hodnotu.

Nárůst rozdílu teplot proudů č. 9 a č. 10 značí nárůst koncentrace. V tomto případě je nutné postupně zvyšovat průtok regeneračního vzduchu max. na 2.500 Nm3 / h pomocí frekvenčního měniče. V opačném případě, tj. při poklesu rozdílu teplot proudů č. 9 a č. 10, je třeba snižovat postupně průtok na min. hodnotu 1.600 Nm3 / h. V případě nutnosti zvýšení teploty vstupu do reaktoru proud č. 9 na hodnotu 330 °C je třeba využít topení. Je-li dodržena teplota desorpčního vzduchu proud č. 6, je možné využít tepelné kapacity lože katalyzátoru a snížit teplotu vstupu do reaktoru proudu č. 9 na takovou hodnotu, aby se stále udržela chemická reakce na katalyzátoru (odhadem cca 300 °C).

Není-li možné dodržet horní hranice výše uvedených teplot z důvodu vysokého nárůstu teploty v reaktoru, je nutné pustit vzduch obtokem rotoru proud č. 13. Toto již je ale havarijní stav, při kterém nedochází k naplňování sorbetu. Po snížení teploty spalin proud č. 10 může dojít opět k přepnutí do běžného provozu.

Hlavní odtahový ventilátor VE-3: je použit stávající ventilátor, známe pouze tyto údaje 24.900 m3/h, 2500 Pa, 50 HP (IP-54). Napájení a ovládání tohoto ventilátoru zajišťuje FT Praha.

Obrázek 2. Katalyticko – oxidační jednotka se zakoncentrací VOC, SCHEMA-umístění teploměrů, označení klapek. (Formát A3 viz příloha)

V Praze dne 7.11.2006
Ing. Michal Šrámek

nahoru