Polutan yang dibuang terutama: kabut cat dan pelarut organik yang dihasilkan oleh cat semprot, serta pelarut organik yang dihasilkan selama penguapan pengeringan. Kabut cat terutama berasal dari bagian lapisan pelarut dalam penyemprotan udara, dan komposisinya sesuai dengan lapisan yang digunakan. Pelarut organik terutama berasal dari pelarut dan pengencer dalam proses penggunaan pelapis, sebagian besar merupakan emisi volatil, dan polutan utamanya adalah xilena, benzena, toluena, dan sebagainya. Oleh karena itu, sumber utama gas buang berbahaya yang dibuang dalam pelapis adalah ruang pengecatan semprot, ruang pengeringan, dan ruang pengering.
1. Metode pengolahan gas buang pada lini produksi otomotif
1.1 Skema pengolahan gas buang organik pada proses pengeringan
Gas yang dikeluarkan dari ruang pengering elektroforesis, pelapisan medium, dan pelapisan permukaan termasuk dalam gas buang bersuhu tinggi dan konsentrasi tinggi, sehingga cocok untuk metode insinerasi. Saat ini, langkah-langkah pengolahan gas buang yang umum digunakan dalam proses pengeringan meliputi: teknologi oksidasi termal regeneratif (RTO), teknologi pembakaran katalitik regeneratif (RCO), dan sistem insinerasi termal pemulihan TNV.
1.1.1 Teknologi oksidasi termal tipe penyimpanan termal (RTO)
Oksidator termal (Regenerative Thermal Oxidizer, RTO) adalah perangkat ramah lingkungan hemat energi untuk mengolah gas buang organik volatil dengan konsentrasi sedang dan rendah. Cocok untuk volume tinggi, konsentrasi rendah, dan konsentrasi gas buang organik antara 100 PPM-20.000 PPM. Biaya operasi rendah, ketika konsentrasi gas buang organik di atas 450 PPM, perangkat RTO tidak perlu menambahkan bahan bakar tambahan; tingkat pemurniannya tinggi, dengan tingkat pemurnian RTO dua unggun dapat mencapai lebih dari 98%, dan tingkat pemurnian RTO tiga unggun dapat mencapai lebih dari 99%, tanpa polusi sekunder seperti NOX; kontrol otomatis, pengoperasian sederhana; keamanannya tinggi.
Perangkat oksidasi panas regeneratif mengadopsi metode oksidasi termal untuk mengolah gas buang organik konsentrasi sedang dan rendah, dan penukar panas tempat penyimpanan panas keramik digunakan untuk memulihkan panas. Perangkat ini terdiri dari tempat penyimpanan panas keramik, katup kontrol otomatis, ruang pembakaran, dan sistem kontrol. Fitur utamanya adalah: katup kontrol otomatis di bagian bawah tempat penyimpanan panas terhubung dengan pipa utama pemasukan dan pipa utama pembuangan, dan tempat penyimpanan panas disimpan dengan memanaskan terlebih dahulu gas buang organik yang masuk ke tempat penyimpanan panas dengan bahan penyimpanan panas keramik untuk menyerap dan melepaskan panas; gas buang organik yang dipanaskan terlebih dahulu hingga suhu tertentu (760℃) dioksidasi dalam pembakaran ruang pembakaran untuk menghasilkan karbon dioksida dan air, dan dimurnikan. Struktur utama RTO dua tempat tidur yang umum terdiri dari satu ruang pembakaran, dua tempat pengepakan keramik, dan empat katup pengalih. Penukar panas tempat pengepakan keramik regeneratif dalam perangkat dapat memaksimalkan pemulihan panas lebih dari 95%; Tidak ada atau sedikit bahan bakar yang digunakan saat mengolah gas buang organik.
Keuntungan: Dalam menangani aliran tinggi dan konsentrasi rendah gas limbah organik, biaya operasinya sangat rendah.
Kekurangan: investasi satu kali tinggi, suhu pembakaran tinggi, tidak cocok untuk pengolahan gas limbah organik berkonsentrasi tinggi, banyak bagian yang bergerak, memerlukan pekerjaan pemeliharaan lebih banyak.
1.1.2 Teknologi pembakaran katalitik termal (RCO)
Perangkat pembakaran katalitik regeneratif (Regenerative Catalytic Oxidizer RCO) dapat diaplikasikan langsung pada pemurnian gas limbah organik dengan konsentrasi sedang dan tinggi (1000 mg/m3-10000 mg/m3). Teknologi pengolahan RCO sangat cocok untuk kebutuhan laju pemulihan panas yang tinggi, tetapi juga cocok untuk lini produksi yang sama. Hal ini dikarenakan komposisi gas limbah yang sering berubah atau konsentrasi gas limbah yang sangat berfluktuasi karena perbedaan produk. Hal ini sangat cocok untuk kebutuhan pemulihan energi panas perusahaan atau pengolahan gas limbah pada saluran pengeringan, dan pemulihan energinya dapat digunakan untuk saluran pengeringan, sehingga mencapai tujuan penghematan energi.
Teknologi pengolahan pembakaran katalitik regeneratif merupakan reaksi fase gas-padat yang umum, yang sebenarnya merupakan oksidasi mendalam spesies oksigen reaktif. Dalam proses oksidasi katalitik, adsorpsi pada permukaan katalis memperkaya molekul reaktan di permukaan katalis. Efek katalis dalam mengurangi energi aktivasi mempercepat reaksi oksidasi dan meningkatkan laju reaksi oksidasi. Di bawah aksi katalis spesifik, bahan organik terbakar tanpa oksidasi pada suhu awal yang rendah (250~300℃), yang kemudian terurai menjadi karbon dioksida dan air, serta melepaskan sejumlah besar energi panas.
Perangkat RCO terutama terdiri dari badan tungku, badan penyimpanan panas katalitik, sistem pembakaran, sistem kontrol otomatis, katup otomatis, dan beberapa sistem lainnya. Dalam proses produksi industri, gas buang organik yang dibuang memasuki katup putar peralatan melalui kipas angin induksi, dan gas masuk serta gas keluar dipisahkan sepenuhnya melalui katup putar. Penyimpanan energi panas dan pertukaran panas gas hampir mencapai suhu yang ditetapkan oleh oksidasi katalitik lapisan katalitik; gas buang terus memanas melalui area pemanas (baik dengan pemanas listrik maupun pemanas gas alam) dan tetap pada suhu yang ditetapkan; gas buang memasuki lapisan katalitik untuk menyelesaikan reaksi oksidasi katalitik, yaitu, reaksi tersebut menghasilkan karbon dioksida dan air, dan melepaskan sejumlah besar energi panas untuk mencapai efek pengolahan yang diinginkan. Gas yang dikatalisis oleh oksidasi memasuki lapisan material keramik 2, dan energi panas dibuang ke atmosfer melalui katup putar. Setelah pemurnian, suhu buang setelah pemurnian hanya sedikit lebih tinggi daripada suhu sebelum pengolahan gas buang. Sistem beroperasi terus menerus dan beralih secara otomatis. Melalui kerja katup yang berputar, semua lapisan pengisi keramik menyelesaikan langkah siklus pemanasan, pendinginan, dan pemurnian, dan energi panas dapat dipulihkan.
Keunggulan: alur proses sederhana, peralatan kompak, pengoperasian andal; efisiensi pemurnian tinggi, umumnya di atas 98%; suhu pembakaran rendah; investasi sekali pakai rendah, biaya pengoperasian rendah, efisiensi pemulihan panas umumnya dapat mencapai lebih dari 85%; seluruh proses tanpa produksi air limbah, proses pemurnian tidak menghasilkan polusi sekunder NOX; peralatan pemurnian RCO dapat digunakan dengan ruang pengering, gas yang dimurnikan dapat langsung digunakan kembali di ruang pengering, untuk mencapai tujuan penghematan energi dan pengurangan emisi;
Kekurangan: perangkat pembakaran katalitik hanya cocok untuk pengolahan gas limbah organik dengan komponen organik titik didih rendah dan kadar abu rendah, dan pengolahan gas limbah zat lengket seperti asap berminyak tidak cocok, dan katalis harus diracuni; konsentrasi gas limbah organik di bawah 20%.
1.1.3TNV Sistem insinerasi termal tipe daur ulang
Sistem insinerasi termal tipe daur ulang (bahasa Jerman: Thermische Nachverbrennung, TNV) adalah sistem yang menggunakan gas atau bahan bakar untuk pemanasan langsung, yaitu gas buang yang mengandung pelarut organik. Di bawah pengaruh suhu tinggi, molekul pelarut organik akan teroksidasi dan terurai menjadi karbon dioksida dan air. Gas buang bersuhu tinggi ini membutuhkan udara atau air panas melalui perangkat perpindahan panas multi-tahap untuk mendukung proses produksi pemanas. Proses daur ulang ini akan menghasilkan energi panas melalui oksidasi dan dekomposisi gas buang organik secara menyeluruh, sehingga mengurangi konsumsi energi seluruh sistem. Oleh karena itu, sistem TNV merupakan cara yang efisien dan ideal untuk mengolah gas buang yang mengandung pelarut organik ketika proses produksi membutuhkan energi panas yang tinggi. Sistem insinerasi termal pemulihan TNV umumnya digunakan untuk lini produksi pelapis cat elektroforesis baru.
Sistem TNV terdiri dari tiga bagian: sistem pra-pemanasan dan insinerasi gas buang, sistem pemanas udara sirkulasi, dan sistem pertukaran panas udara segar. Perangkat pemanas sentral insinerasi gas buang dalam sistem ini merupakan bagian inti dari TNV, yang terdiri dari badan tungku, ruang bakar, penukar panas, pembakar, dan katup pengatur cerobong utama. Proses kerjanya adalah: dengan kipas kepala bertekanan tinggi, gas buang organik dari ruang pengering dialirkan dari ruang pengering ke ruang pengering melalui penukar panas internal insinerasi gas buang. Setelah pemanasan awal, penukar panas internal perangkat pemanas sentral insinerasi gas buang dialirkan ke ruang pengering melalui pembakar. Pemanasan ini kemudian dilakukan pada suhu tinggi (sekitar 750℃) untuk mengoksidasi gas buang organik dan menguraikan gas buang organik menjadi karbon dioksida dan air. Gas buang bersuhu tinggi yang dihasilkan dibuang melalui penukar panas dan pipa gas buang utama ke dalam tungku. Gas buang yang dibuang memanaskan udara sirkulasi di ruang pengering untuk menyediakan energi panas yang dibutuhkan ruang pengering. Perangkat pemindah panas udara segar dipasang di ujung sistem untuk memanfaatkan panas buang sistem untuk proses pemulihan akhir. Udara segar yang dipasok oleh ruang pengering dipanaskan dengan gas buang, lalu dialirkan ke ruang pengering. Selain itu, terdapat katup pengatur elektrik pada pipa gas buang utama untuk mengatur suhu gas buang di outlet perangkat, dan emisi akhir suhu gas buang dapat dikontrol hingga sekitar 160℃.
Karakteristik alat pemanas sentral insinerasi gas buang antara lain: waktu tinggal gas buang organik di ruang bakar adalah 1~2 detik; laju dekomposisi gas buang organik lebih dari 99%; laju pemulihan panas dapat mencapai 76%; dan rasio penyesuaian keluaran pembakar dapat mencapai 26 ∶ 1, hingga 40 ∶ 1.
Kekurangan: saat mengolah gas buang organik konsentrasi rendah, biaya operasinya lebih tinggi; penukar kalor tubular hanya beroperasi terus-menerus, umur pakainya panjang.
1.2 Skema pengolahan gas buang organik di ruang cat semprot dan ruang pengering
Gas yang dikeluarkan dari ruang cat semprot dan ruang pengering adalah gas buang dengan konsentrasi rendah, laju alir tinggi, dan suhu ruang, dengan komposisi utama polutan berupa hidrokarbon aromatik, eter alkohol, dan pelarut organik ester. Saat ini, metode yang lebih matang adalah: konsentrasi gas buang organik pertama untuk mengurangi jumlah total gas buang organik, dengan metode adsorpsi pertama (karbon aktif atau zeolit sebagai adsorben) untuk adsorpsi gas buang cat semprot suhu ruang konsentrasi rendah, dengan pengupasan gas suhu tinggi, gas buang terkonsentrasi menggunakan metode pembakaran katalitik atau pembakaran termal regeneratif.
1.2.1 Perangkat adsorpsi-desorpsi dan pemurnian karbon aktif
Bahasa Indonesia: Menggunakan arang aktif sarang lebah sebagai adsorben, Dikombinasikan dengan prinsip pemurnian adsorpsi, regenerasi desorpsi dan konsentrasi VOC dan pembakaran katalitik, Volume udara tinggi, konsentrasi rendah gas buang organik melalui adsorpsi karbon aktif sarang lebah untuk mencapai tujuan pemurnian udara, Ketika karbon aktif jenuh dan kemudian menggunakan udara panas untuk meregenerasi karbon aktif, Bahan organik pekat yang terdesorbsi dikirim ke tempat pembakaran katalitik untuk pembakaran katalitik, Bahan organik dioksidasi menjadi karbon dioksida dan air yang tidak berbahaya, Gas buang panas yang terbakar memanaskan udara dingin melalui penukar panas, Beberapa emisi gas pendingin setelah pertukaran panas, Bagian untuk regenerasi desorbitori arang aktif sarang lebah, Untuk mencapai tujuan pemanfaatan panas buang dan penghematan energi. Seluruh perangkat terdiri dari pra-filter, tempat penyerapan, tempat pembakaran katalitik, penghambat api, kipas terkait, katup, dll.
Perangkat pemurnian adsorpsi-desorpsi karbon aktif dirancang berdasarkan dua prinsip dasar adsorpsi dan pembakaran katalitik. Sistem ini menggunakan jalur gas ganda yang bekerja secara kontinu. Satu ruang pembakaran katalitik dan dua unggun adsorpsi digunakan secara bergantian. Pertama, gas buang organik diadsorpsi oleh karbon aktif. Ketika saturasi cepat, adsorpsi dihentikan. Kemudian, bahan organik dihilangkan dari karbon aktif menggunakan aliran udara panas untuk menghasilkan regenerasi karbon aktif. Bahan organik yang telah dikonsentrasikan (konsentrasinya puluhan kali lebih tinggi dari aslinya) dikirim ke ruang pembakaran katalitik untuk diubah menjadi karbon dioksida dan uap air. Ketika konsentrasi gas buang organik mencapai lebih dari 2000 PPm, gas buang organik dapat mempertahankan pembakaran spontan di unggun katalitik tanpa pemanasan eksternal. Sebagian gas buang hasil pembakaran dibuang ke atmosfer, dan sebagian besar dikirim ke unggun adsorpsi untuk regenerasi karbon aktif. Hal ini dapat memenuhi kebutuhan energi panas pembakaran dan adsorpsi, sehingga mencapai tujuan penghematan energi. Regenerasi dapat memasuki adsorpsi berikutnya. dalam desorpsi, operasi pemurnian dapat dilakukan oleh tempat tidur adsorpsi lain, cocok untuk operasi kontinyu dan operasi intermiten.
Performa dan karakteristik teknis: kinerja stabil, struktur sederhana, aman dan andal, hemat energi dan tenaga kerja, serta bebas polusi sekunder. Peralatan ini mencakup area kecil dan ringan. Sangat cocok untuk penggunaan volume tinggi. Lapisan karbon aktif yang menyerap gas buang organik menggunakan gas buang hasil pembakaran katalitik untuk regenerasi stripping, dan gas stripping dikirim ke ruang pembakaran katalitik untuk pemurnian, tanpa energi eksternal, sehingga menghasilkan efek penghematan energi yang signifikan. Kekurangannya adalah karbon aktif berukuran pendek dan biaya operasionalnya tinggi.
1.2.2 Perangkat pemurnian adsorpsi-desorpsi roda transfer zeolit
Komponen utama zeolit adalah silikon dan aluminium. Dengan kapasitas adsorpsi yang tinggi, zeolit runner dapat digunakan sebagai adsorben. Zeolit runner memanfaatkan karakteristik apertur spesifik zeolit dengan kapasitas adsorpsi dan desorpsi untuk polutan organik, sehingga gas buang VOC dengan konsentrasi rendah dan tinggi dapat mengurangi biaya operasional peralatan pengolahan akhir. Karakteristik perangkatnya cocok untuk pengolahan aliran besar, konsentrasi rendah, dan mengandung berbagai komponen organik. Kerugiannya adalah investasi awal yang tinggi.
Perangkat pemurnian-adsorpsi runner zeolit adalah perangkat pemurnian gas yang dapat terus menerus melakukan operasi adsorpsi dan desorpsi. Kedua sisi roda zeolit dibagi menjadi tiga area oleh perangkat penyegel khusus: area adsorpsi, area desorpsi (regenerasi) dan area pendinginan. Proses kerja sistem adalah: roda putar zeolit berputar terus menerus dengan kecepatan rendah, Sirkulasi melalui area adsorpsi, area desorpsi (regenerasi) dan area pendinginan; Ketika gas buang konsentrasi rendah dan volume gale terus menerus melewati area adsorpsi runner, VOC dalam gas buang diserap oleh zeolit roda yang berputar, Emisi langsung setelah adsorpsi dan pemurnian; Pelarut organik yang diserap oleh roda dikirim ke zona desorpsi (regenerasi) dengan putaran roda, Kemudian dengan volume udara kecil memanaskan udara terus menerus melalui area desorpsi, VOC yang diserap ke roda diregenerasi di zona desorpsi, Gas buang VOC dibuang bersama dengan udara panas; Roda ke area pendingin untuk pendinginan pendinginan dapat diadsorpsi ulang, Dengan putaran roda yang konstan, siklus adsorpsi, desorpsi, dan pendinginan dilakukan, Memastikan operasi pengolahan gas buang yang berkelanjutan dan stabil.
Perangkat runner zeolit pada dasarnya adalah konsentrator, dan gas buang yang mengandung pelarut organik dibagi menjadi dua bagian: udara bersih yang dapat dibuang langsung, dan udara daur ulang yang mengandung pelarut organik berkonsentrasi tinggi. Udara bersih yang dapat dibuang langsung dan dapat didaur ulang dalam sistem ventilasi pendingin udara yang dicat; konsentrasi gas VOC yang tinggi sekitar 10 kali lipat dari konsentrasi VOC sebelum memasuki sistem. Gas pekat tersebut diolah dengan insinerasi suhu tinggi melalui sistem insinerasi termal pemulihan TNV (atau peralatan lainnya). Panas yang dihasilkan oleh insinerasi masing-masing digunakan untuk pemanasan ruang pengering dan pemanasan pengupasan zeolit, dan energi panas dimanfaatkan sepenuhnya untuk mencapai efek penghematan energi dan pengurangan emisi.
Performa dan karakteristik teknis: struktur sederhana, perawatan mudah, masa pakai lama; efisiensi penyerapan dan pengupasan tinggi, mengubah volume angin tinggi dan gas buang VOC konsentrasi rendah menjadi volume udara rendah dan gas buang konsentrasi tinggi, mengurangi biaya peralatan pengolahan akhir back-end; penurunan tekanan sangat rendah, dapat sangat mengurangi konsumsi energi listrik; persiapan sistem keseluruhan dan desain modular, dengan persyaratan ruang minimum, dan menyediakan mode kontrol berkelanjutan dan tak berawak; dapat mencapai standar emisi nasional; adsorben menggunakan zeolit yang tidak mudah terbakar, penggunaannya lebih aman; kerugiannya adalah investasi satu kali dengan biaya tinggi.
Waktu posting: 03-Jan-2023
