Regenerative thermische Oxidationsmittel zur Reduzierung von VOCs und Dämpfen

Thermische Oxidation von flüchtigen organischen Verbindungen

Anwendung 1: VOC-Oxidation im Automobilbereich

Der Kunde, auf den sich diese Fallgeschichte bezieht, ist einer der weltweit führenden Hersteller von Flüssigkeitstransportsystemen für den Automobilsektor (Stecker und dergleichen). Das Unternehmen ist dank seines technischen Wissens und seiner Anpassungsfähigkeit an die Marktentwicklung weltweit die Referenz für Automobilhersteller.

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Der angewandte Produktionsprozess beinhaltet eine Beschichtungsphase der Komponenten, die die Emission von VOCs und Dämpfen in die Atmosphäre beinhaltet. Die Manager des italienischen Werkes haben sich mit Tecnosida® in Verbindung gesetzt, um die Konzeption und Umsetzung einer Regenerative thermische Abluftreinigung anzufordern, um das Problem lösen zu können.

Regenerative Thermische Oxidationsanlage (RTO) zur Oxidation von VOCs, die bei Beschichtungsvorgängen entstehen

Nach dem Kontakt mit dem Unternehmen organisiert Tecnosida® eine technisch-kaufmännische Inspektion, um die aktuelle Situation zu überprüfen und die Bedürfnisse des Kunden genau zu verstehen.

Aus dieser ersten Phase geht hervor, dass es in der Produktionsstätte bereits eine thermische Oxidationsanlage gibt, deren Einsatz einige Probleme mit sich bringt. Aus diesem Grund führen die Tecnosida®-Techniker eine Überprüfung der bestehenden RTO durch, die zwei Aspekte hervorhebt:

  • Materialanhäufung = der in dem zu behandelnden Strom vorhandene Schadstoff, zunächst in Form von Aerosolen, ändert den Zustand nach Kontakt mit der Brennkammer und Temperaturänderungen. Aufgrund dieses Phänomens kondensiert der Schadstoff an den Rohrwänden und wird zur RTO geschleppt. Dies führt zu Materialansammlungen, wie in den folgenden Bildern dargestellt:
Akkumulation von Material in der bestehenden RT
  • Hohes Aufkommen von Staub = innerhalb der Keramikbetten finden die Tecnosida® Techniker ein hohes Staubaufkommen, das durch den thermischen Abbau des Schadstoffs entsteht.

Unter Berücksichtigung der Ergebnisse der technischen Inspektion führte Tecnosida® eine Wartung durch, um die Probleme des Kunden einzudämmen. Im folgenden Abschnitt werden wir uns auf die RTO von Tecnosida® konzentrieren.

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Technische Merkmale des in Ligurien installierten THEROX-Nachbrenners

Bei der Planung der Kläranlage schafft Tecnosida® angesichts des im vorherigen Absatz erwähnten Problems der Anhäufung von Abgasen ein Vorbehandlungssystem, das es ermöglicht, Kondensate vor dem Eintritt in den Nachwärmebrenner zu entfernen.

Konkret besteht dieses System aus zwei Phasen:

  1. Gasstromtrennfalle = der aus dem Produktionsprozess resultierende Luftstrom wird in einer angepassten Struktur gefördert, um die Geschwindigkeit der Luft zu reduzieren und die Kondensate in dem unterhalb der Falle angeordneten Kollektor ausfallen zu lassen;
  2. Rotationsfilter = stromabwärts der Falle wird ein System bestehend aus zwei Rotationsfiltern eingesetzt, einem in Betrieb und einem Austausch, mit denen Sie den Schadstoff im Gasstrom weiter filtern können. Insbesondere wird der zuvor behandelte Luftstrom im Inneren des Ableiters innerhalb des Rotationsfilters gefördert und durchläuft eine Rolle Filtermaterial, das die Schadstoffe zurückhält. Die Funktion der Drehfilter wird automatisch durch einen Druckschalter gesteuert, der je nach Druckverlust den verschmutzten Teil des Filters durch den sauberen Teil ersetzt. Sobald die Rolle verbraucht ist, wird der Durchfluss automatisch zum unterstützenden Rotationsfilter umgeleitet, der die Wartung (Rollenwechsel) des Hauptfilters ermöglicht.
Rotationsfiler

Nach Abschluss dieser Vorfilterphase wird das Abwasser vom Prozessgebläse angesaugt und über eine Rundflanschleitung in den THEROX transportiert. Die für diese Anwendung realisierte RTO besteht aus einer Brennkammer, drei Keramiktauschern, einem Methanbrenner und einem Bedienfeld für die automatische Steuerung des an der Maschinenseite angeordneten Pufferventilsystems

Die Filterbetten bestehen aus Wabenmaterial, das aus geordneten Blöcken mit einer hohen Austauschfläche besteht, die eine höhere Effizienz ermöglicht.

Die wichtigsten Daten, die sich darauf beziehen, sind:

Regenerative thermische Oxidationsanlage:
Behandelter SchadstoffVOCs und Dämpfe mit einer Neigung zur Bildung von Kunststoffen
Förderleistung1.500 Nm3/h
Temperatur für die Verbrennung von VOCs750°C
Verweildauers > 0,8
Brennwert Methan8.600 Kcal/Nmc
Brennerwärmeleistung200.000 Kcal/h
Prozessgebläseleistung4 kW

Um einen hohen Wirkungsgrad der thermischen Abluftreinigung und die richtige Dimensionierung der THEROX-Anlage zu gewährleisten, haben die Ingenieure von Tecnosida® drei grundlegende Faktoren für die Oxidation von VOCs berücksichtigt:

  • Temperatur: Um eine korrekte Oxidation der Verbindungen zu ermöglichen, muss sie bei etwa 750 °C gehalten werden. Zwei Aspekte werden verwendet, um dieses Ergebnis zu erreichen:~Wärme, die von VOCs während der Oxidation erzeugt wird;~Eingriff des Methanbrenner, der es ermöglicht, dass die Zufuhr von Zusatzwärme die erforderliche Temperatur erreicht.
  • Zeit: Die Verweilzeit der Schadstoffe in der Brennkammer variiert je nach Art der VOC. In dieser Anwendung beträgt die Verweilzeit 0,8 Sekunden, kann aber bei Vorhandensein von komplexen Kohlenwasserstoffen auf 2 oder mehr Sekunden ansteigen;
  • Turbulenz: Parameter zur Beurteilung, wie gut sich die Moleküle im Abwasser vermischt und bewegt haben. Von zentraler Bedeutung ist der Grad der Turbulenzen zwischen Sauerstoff und zu eliminierenden Schadstoffen.

Die Anlage wurde nach der Referenz BVT (PC.T.02) gebaut und hat es ermöglicht, die Emissionen innerhalb der gesetzlich vorgeschriebenen Grenzen zu reduzieren und damit die Probleme des Kunden zu lösen.

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Anwendung 2 VOC-Oxidation im Schleifmittelbereich

Der Kunde dieser zweiten Realisierung beschäftigt sich mit der Herstellung von abrasiven Kunststoffvorformen für die Oberflächenbehandlung. Das Unternehmen ist spezialisiert auf die Herstellung von Schleifscheiben für die Endbearbeitung von Metallen, Diamantsektoren für das Quadrieren von Fliesen und Feuerfestmaterialien für die Aluminiumherstellung.

Das Kundenunternehmen kontaktierte Tecnosida® weil es während des normalen Produktionsprozesses eine hohe Emission von Styrol feststellt, so dass die durch die geltenden Vorschriften festgelegten Grenzwerte überschritten werden.

Regenerative thermische Oxidationsmittel zur Behandlung von Styrol im Piemont

Nach einer angemessenen technischen Inspektion bereitet Tecnosida® die notwendigen Maßnahmen für die Realisierung einer RTO vor, die die am besten geeignete Lösung zur Lösung des Problems des Kunden darstellt.

Die Funktionsweise der in dieser Anwendung verwendeten thermischen Abluftreinigung ist ähnlich wie oben beschrieben. In diesem Fall werden im Produktionsprozess des Kunden jedoch keine Stoffe verwendet, die Materialansammlungen in der Maschine erzeugen, so dass es nicht notwendig war, ein Vorfiltrationssystem zu implementieren.

Der von den Produktionsmaschinen angesaugte Luftstrom wird dann direkt in die RTO über eine Reihe von Rohren und ein System von Absperrklappen geleitet, die im unteren Teil der Oxidationsvorrichtung installiert sind.

Wie bereits im vorherigen Teil erwähnt, handelt es sich bei der zu entfernenden Schadstoffverbindung um Styrol:

Schmetterlingsventil
FormelMolarmasse (g/mol)Heizleistung (Kcal/Kg)Selbstentzündungstemperatur (°C)Wasserlöslichkeit (g/l)
StyrolC8H8104,159.6004900,24

Um die in der Norm geforderten Emissionswerte zu erreichen, ist die Brennkammer so bemessen, dass sie mit einer Verbrennungstemperatur von 750-770°C arbeitet und das Abwasser für eine Verweilzeit von 0,8 Sekunden auf dieser Temperatur hält.

Die Positionierung der Absperrklappen im unteren Teil der RTO ermöglicht eine vertikale Entwicklung des Systems unter Ausnutzung des verfügbaren Platzes.

Es folgen einige Maschinendaten:

Regenerative thermische Oxidationsanlage
Behandelter SchadstoffStyrol
Förderleistung2.500 Nm3/h
Mindest-Betriebstemperatur750°C
Maximale Betriebstemperatur950°C
Verweildauers > 0,8
Brennerwärmeleistung150 kW
Brennwert Methan8.600 Kcal/Nmc
Prozessgebläseleistung5,5 kW

Auch in diesem Fall entspricht das von Tecnosida® gebaute System der Referenz BAT (PC.T.02) und konnte das Problem des Kunden zu lösen.

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Anwendung 3 Herstellung von flexiblen Verpackungen:

Der Kunde ist ein wichtiges Unternehmen, das flexible Verpackungen für den italienischen und ausländischen Markt herstellt. Bei der Herstellung von flexiblen Verpackungen werden VOC-haltige Dämpfe aus der Druckmaschine emittiert. Systems, das in der Lage ist, die Konzentration der emittierten Schadstoffe zu reduzieren und die Werte innerhalb der gesetzlich festgelegten Grenzen zu halten.

Regenerative thermische Nachverbrennung:

Tecnosida® hat nach sorgfältiger Überprüfung der Betriebsbedingungen im Zusammenhang mit einer Inspektion durch den Kunden die Anwendung des Oxidationsmittels Therox für die nahezu vollständige Reduzierung der vorhandenen Schadstoffe untersucht. Insbesondere handelt es sich bei dem vorgeschlagenen System um einen regenerativen Dreikammer-Wärmebrenner, der höchste Betriebsstandards und Energieeinsparungen gewährleisten kann.

Struktur der Nachbrennkammer

Vorteile der thermischen Abluftreinigung:

  • Reduzierung der Verschmutzung unter den gesetzlichen Grenzwerten;
  • Durch die Dimensionierung des regenerativen Wärmetauschers des THEROX-Systems entfällt der zusätzliche Kraftstoffverbrauch;
  • Schnelle Installation ohne Produktionsstopps für den Kunden;
  • Maschinenmanagementsystem, das für seinen Betrieb keine Anwesenheit eines Technikers erfordert.

Die Anlage wurde in Übereinstimmung mit den Referenz-BATs (PC.T.01) gebaut und hat es ermöglicht, die Schadstoffemissionen zu reduzieren und damit die Probleme des Kunden zu lösen.