Regeneracyjne utleniacze termiczne do usuwania lotnych związków organicznych i oparów
Utlenianie termiczne lotnych związków organicznych
Zastosowanie 1: Utlenianie LZO w sektorze motoryzacyjnym
Klient, do którego odnosi się niniejsze studium przypadku, jest jednym ze światowych liderów w produkcji systemów transportu płynów dla sektora motoryzacyjnego (złącza i tym podobne). Firma ta, dzięki swojej wiedzy technicznej i umiejętności dostosowania się do zmian na rynku, stanowi punkt odniesienia dla producentów pojazdów na całym świecie.
Galeria zdjęć
Przyjęty proces produkcji obejmuje fazę powlekania komponentów, która obejmuje emisję lotnych związków organicznych i oparów do atmosfery. Menedżerowie włoskiego zakładu kontaktowali się z Tecnosida® z prośbą o zaprojektowanie i realizację rozwiązania Regeneracyjny utleniacz termiczny dla tego problemu.
Regeneracyjny utleniacz termiczny (RUT) do utleniania lotnych związków organicznych wytwarzanych podczas operacji powlekania
Po nawiązaniu kontaktu firma Tecnosida® organizuje kontrolę techniczno-handlową w celu zweryfikowania rzeczywistej sytuacji i dokładnego zrozumienia potrzeb klienta.
Z tej pierwszej fazy wynika, że zakład produkcyjny stosuje już utleniacz termiczny, jednakże na jego użytkowanie wpływ wywierają pewne problemy.
W związku z powyższym technicy Tecnosida® wykonują kontrolę istniejącego RUT, co owocuje wyodrębnieniem dwóch kwestii:
- akumulacja materiału = zanieczyszczenie obecne w przetwarzanym strumieniu, początkowo w postaci aerozolu, zmienia stan po kontakcie z komorą spalania i w wyniku zmian temperatury. Na skutek tego zjawiska zanieczyszczenie ulega skraplaniu na ścianach orurowania i jest przeciągane w kierunku RUT. Umożliwia to wykrycie nagromadzeń materiału;
- wysoka obecność pyłu = wewnątrz zbiorników ceramicznych technicy Tecnosida® stwierdzają wysoką obecność pyłu wynikającego z degradacji termicznej zanieczyszczenia.
Na podstawie wyników inspekcji technicznej firma Tecnosida® przeprowadziła konserwację w celu ograniczenia problemów klienta. W następnym akapicie skupimy się na RUT wyprodukowanym przez Tecnosida®.
Charakterystyka techniczna dopalacza THEROX zainstalowanego w Ligurii
Projektując instalację uzdatniającą i biorąc pod uwagę problem akumulacji zużytych materiałów wspomniany w poprzednim akapicie, firma Tecnosida® realizuje system uzdatniania wstępnego, który pozwala wyeliminować kondensaty przed wejściem do dalszego dopalacza termicznego.
Precyzując, system ten obejmuje dwa etapy:
- pułapka separacyjna strumienia gazowego = przepływ powietrza pochodzący z procesu produkcyjnego jest przenoszony do dostosowanej konstrukcji w celu zmniejszenia prędkości powietrza i umożliwienia wytrącania się kondensatów do kolektora umieszczonego poniżej pułapki;
- filtry obrotowe = system wprowadzony za pułapką, składający się z dwóch filtrów obrotowych, jednego działającego i jednego zastępującego, co umożliwia dalsze filtrowanie zanieczyszczeń obecnych w strumieniu gazowym. Strumień powietrza poddany uprzednio obróbce wewnątrz pułapki zostaje przeniesiony do wnętrza filtra obrotowego, po czym przechodzi przez tuleję z materiału filtrującego, która wychwytuje zanieczyszczenia. Obsługa filtrów obrotowych jest zarządzana automatycznie przez przełącznik ciśnienia, który w zależności od strat obciążenia zastępuje zanieczyszczoną część filtra częścią czystą. Po zużyciu bębna przepływ jest automatycznie przekierowywany do obrotowego filtra zapasowego, umożliwiając konserwację (wymianę bębna) w filtrze głównym.
Po zakończeniu etapu wstępnego filtrowania strumień jest zasysany przez wentylator procesowy i transportowany do wnętrza regeneracyjny utleniacz termiczny THEROX za pomocą okrągłej rury kołnierzowej. RUT zrealizowany dla tego zastosowania składa się z komory spalania, trzech wymienników ceramicznych, palnika metanowego i rozdzielnicy sterowniczej do automatycznego zarządzania systemem zaworów klapowych umieszczonych z boku maszyny.
Łoża filtrujące są wykonane z materiału o strukturze plastra miodu w postaci odpowiednio ułożonych bloków z dużą powierzchnią wymiany, co generuje większą wydajność systemu.
Główne dane dotyczące systemu:
| Regeneracyjny utleniacz termiczny | |
| Uzdatniane zanieczyszczenia | LZO i opary ze skłonnością do formowania tworzywa sztucznego |
| Wydajność | 1500 Nm3/h |
| Temperatura spalania LZO | 750°C |
| Czas przebywania | s > 0,8 |
| Moc opałowa metanu | 8600 Kcal/Nmc |
| Moc cieplna palnika | 200 000 Kcal/h |
| Moc wentylatora procesowego | 4 kW |
Aby zapewnić wysoką skuteczność oczyszczania i prawidłowy dobór wielkości utleniacza termicznego THEROX, inżynierowie Tecnosida® wzięli pod uwagę trzy podstawowe czynniki utleniania lotnych związków organicznych:
- temperatura: aby umożliwić prawidłowe utlenianie związków, należy utrzymywać temperaturę około 750°C. Aby to osiągnąć, pod uwagę brane są dwa aspekty:~ciepło produkowane przez LZO podczas utleniania;~działanie palnika metanu, który pozwala na dostarczenie dodatkowego ciepła do osiągnięcia wymaganej temperatury
- czas: czas przebywania zanieczyszczeń w komorze spalania jest zmienny w zależności od rodzaju LZO. W tym zastosowaniu czas przebywania wynosi 0,8 sekundy, ale w obecności złożonych węglowodorów może wzrosnąć do 2 lub większej liczby sekund;
- turbulencja: parametr służący do oceny, jak dobrze wymieszane i w ruchu znajdują się cząsteczki obecne w strumieniu. Podstawowe znaczenie ma stopień turbulencji między tlenem a zanieczyszczeniami, które mają zostać usunięte.
Instalacja została zrealizowana zgodnie z BAT (PC.T.02) i umożliwia zmniejszenie emisji w granicach określonych przez prawo, eliminując w ten sposób problem klienta.
Zastosowanie 2: Utlenianie LZO w sektorze materiałów ściernych
Klient omawiany w drugim przypadku zajmuje się produkcją ściernych materiałów plastikowych do obróbki powierzchni. Firma specjalizuje się w produkcji ściernic do wykańczania metali, tarcz diamentowych do docinania płytek oraz materiałów ogniotrwałych do produkcji aluminium.
Klient skontaktował się z Tecnosida®, ponieważ podczas normalnego procesu produkcyjnego wykryto wysoką emisję styrenu, przekraczającą limity określone przez obowiązujące przepisy.
Regeneracyjny utleniacz termiczny do usuwania styrenu w Piemoncie
Po odpowiedniej kontroli technicznej Tecnosida® przygotowuje niezbędne środki do realizacji RUT, które stanowią najbardziej odpowiednie rozwiązanie problemu klienta.
Działanie utleniacza termicznego Therox wdrożonego w tym zastosowaniu jest podobne do przedstawionego wcześniej. Jednakże w tym przypadku proces produkcyjny klienta nie przewiduje stosowania substancji, które powodują gromadzenie się materiału wewnątrz maszyny, dlatego też nie było potrzeby wprowadzenia systemu filtracji wstępnej. Strumień powietrza zasysany przez maszyny produkcyjne jest następnie transportowany bezpośrednio do RUT przez szereg rur i system zaworów motylkowych zainstalowanych w dolnej części utleniacza.
Jak wspomniano w poprzedniej sekcji, związkiem zanieczyszczającym, który należy usunąć, jest styren:
| Wzór | Masa molowa (g/mol) | Moc opałowa (Kcal/kg) | Temperatura samozapłonu (°C) | Rozpuszczalność w wodzie (g/l) | |
| Styren | C8H8 | 104,15 | 9 600 | 490 | 0,24 |
Aby osiągnąć wartości emisji wymagane przepisami, komora spalania jest odpowiednio zwymiarowana celem umożliwienia pracy z temperaturą spalania w zakresie 750-770°C przy utrzymaniu strumienia w tej temperaturze przez czas przebywania 0,8 sekundy.
Umiejscowienie zaworów motylkowych w dolnej części RUT umożliwia przeprowadzenie instalacji w pionie, co pozwala maksymalnie wykorzystać dostępną przestrzeń.
Dane dotyczące maszyny:
| Regeneracyjny utleniacz termiczny | |
| Uzdatniane zanieczyszczenia | Styren |
| Wydajność | 2 500 Nm3/h |
| Minimalna temperatura robocza | 750°C |
| Maksymalna temperatura robocza | 950°C |
| Czas przebywania | s > 0,8 |
| Moc cieplna palnika | 150 kW |
| Moc opałowa metanu | 8600 Kcal/Nmc |
| Moc wentylatora procesowego | 5,5 kW |
Również w tym przypadku instalacja wyprodukowana przez Tecnosida® jest zgodna z BAT (PC.T.02) i jest w stanie wyeliminować problem klienta.
Zastosowanie 3: Realizacja opakowań elastycznych:
Klient jest ważną firmą, która produkuje opakowania elastyczne na rynek włoski i zagraniczny. Produkcja opakowań elastycznych obejmuje emisję z maszyny drukarskiej oparów zawierających LZO. Klient skontaktował się z nami, prosząc o opracowanie systemu zdolnego do zmniejszenia stężenia emitowanych zanieczyszczeń i przywrócenia go do wartości w granicach ustanowionych przez prawo.
Regeneracyjna termiczna wtórna komora spalania
Firma Tecnosida®, po dokładnym sprawdzeniu warunków roboczych podczas inspekcji w zakładzie klienta, opracowała rozwiązanie z użyciem utleniacza Therox celem niemalże całkowitego wyeliminowania obecności zanieczyszczeń. Proponowany system obejmuje trójkomorową regeneracyjną termiczną komorę spalania, zdolną do zagwarantowania najwyższych standardów działania i oszczędności energii.
Korzyści płynące z zastosowania utleniacza termicznego:
- Redukcja zanieczyszczeń poniżej limitów prawnych;
- Wyeliminowanie zużycia paliwa pomocniczego dzięki odpowiedniemu doborowi rozmiaru regeneracyjnego wymiennika ciepła systemu THEROX;
- Instalacja w krótkim czasie, bez przestojów produkcyjnych dla klienta;
- System zarządzania maszyną, który nie wymaga obecności technika wyznaczonego do jego obsługi.
Instalacja została zrealizowana zgodnie z BAT (PC.T.01) i umożliwia zmniejszenie emisji zanieczyszczeń, eliminując w ten sposób problem klienta.