Utilitzant la gran superfície específica i l'elevada capacitat d'adsorció del carbó actiu, el tractament d'adsorció de gasos residuals orgànics de baixa{0}}a-concentració és un mètode de tractament extremadament eficaç. Els contaminants del gas residual orgànic s'adsorbeixen dins del carbó actiu i s'aboquen gas net, aconseguint així la purificació.
Aquest mètode combina orgànicament una unitat de concentració d'adsorció i una unitat d'oxidació tèrmica. És adequat principalment per a gasos residuals orgànics amb concentracions baixes que no són adequats per a mètodes de combustió directa, combustió catalítica o recuperació per adsorció, especialment per a aplicacions de tractament de grans-volums, on es poden obtenir beneficis econòmics i socials satisfactoris. Després de la purificació i desorció per adsorció, el gas residual orgànic es converteix en un flux de petit volum i d'alta-concentració, que després se sotmet a un tractament d'oxidació tèrmica i la calor alliberada per la combustió de la matèria orgànica s'utilitza de manera eficaç.
Àrees d'aplicació: indústria química orgànica, farmacèutica, producció de pintura, recobriment de superfícies, petroli, embalatge i impressió, etc.
El procés utilitza una combinació d'adsorció de carbó actiu, desorció d'aire calent i combustió catalítica per purificar el gas residual orgànic, procedint en tres etapes de treball:
En primer lloc, el procés de treball utilitza l'estructura multi-porosa, l'enorme tensió superficial i la gran capacitat d'adsorció del carbó actiu per adsorbir dissolvents orgànics en el gas residual, aconseguint una eficiència de purificació superior al 95%, purificant així el gas residual descarregat.
En segon lloc, a causa de la capacitat limitada d'adsorció del carbó actiu, després d'un període d'adsorció, quan el carbó actiu arriba a la saturació, l'adsorció s'atura. En aquest punt, la matèria orgànica s'ha concentrat dins del carbó actiu. Després de saturat el carbó actiu, els dissolvents orgànics adsorbits al carbó actiu es desorbeixen mitjançant un corrent d'aire calent a una determinada proporció de concentració i s'envien al llit de combustió catalítica.
En tercer lloc, el gas de rebuig orgànic d'alta-concentració que entra al llit de combustió catalítica s'escalfa més i després s'oxida i es descompone sota l'acció d'un catalitzador, convertint-lo en diòxid de carboni i aigua. La calor alliberada de la descomposició es recupera mitjançant un intercanviador de calor d'alta-eficiència i s'utilitza per escalfar el gas residual orgànic d'alta-concentració que entra al llit de combustió catalítica.
En el mètode de combustió catalítica de concentració d'adsorció-, l'equip utilitza diverses vies de gas per a un funcionament continu i es poden utilitzar diversos llits d'adsorció alternativament. Després que els tres processos de treball arribin a l'auto-equilibri després d'un determinat període de funcionament, els processos de desorció i descomposició catalítica no requereixen energia externa per escalfar-se. 1) Etapa de pre-tractament
L'etapa de pre-tractament utilitza una torre de fregat-completa amb polvoritzador. El líquid de fregat es selecciona per neutralitzar els gasos àcids amb una solució alcalina o s'utilitza un filtre sec per filtrar les partícules de pols.
2) Etapa d'adsorció de carbó activat
Després del pre-tractament, el gas residual s'introdueix a la torre d'adsorció/dessorció de carbó actiu per al tractament d'adsorció. Els gasos orgànics s'adsorbeixen a la superfície del carbó actiu a través dels seus microporus, eliminant les substàncies orgàniques del gas residual i aconseguint l'efecte de purificació del gas.
3) Etapa de desorció de carbó activat
Quan el llit d'adsorció està saturat, les vàlvules de desorció i adsorció es canvien i el ventilador de desorció s'inicia per desorbir el llit d'adsorció saturat. L'aire fresc per a la desorció s'escalfa primer mitjançant un intercanviador de calor i una cambra de calefacció elèctrica a l'entrada d'aire fresc, escalfant l'aire fresc a aproximadament 120 graus abans d'entrar al llit de carbó actiu. En escalfar-se, el dissolvent adsorbit pel carbó actiu s'evapora.
4) Etapa de combustió catalítica
El gas residual desorbit del carbó actiu té un cabal baix i una alta concentració. S'envia a un intercanviador de calor per un ventilador, després entra a un preescalfador. Sota l'efecte d'escalfament de l'escalfador elèctric, la temperatura del gas s'eleva a aproximadament 200-300 graus abans d'entrar al llit de combustió catalítica. Això fa que el gas orgànic residual se sotmeti a una combustió sense flama sota l'acció del catalitzador, s'oxidi en CO2 i H2O, i simultàniament alliberi una gran quantitat d'energia tèrmica. A mesura que la temperatura del gas augmenta encara més, aquest gas d'alta-temperatura preescalfa el gas orgànic no tractat a través de l'intercanviador de calor abans de la cambra de combustió catalítica. El gas que surt de l'intercanviador de calor passa a través de l'intercanviador de calor a l'entrada d'aire fresc per escalfar l'aire fresc per a la desorció. Després que els dos intercanviadors de calor funcionin amb normalitat, l'equip de calefacció elèctrica es pot aturar, estalviant energia. Finalment, el gas s'aboca a l'atmosfera a través d'una xemeneia. El gas d'escapament, que conté components orgànics amb punts d'ebullició de toluè (110,6 graus) i xilè (138-144 graus), s'envia a un llit d'adsorció per a la desorció. El gas d'escapament orgànic d'alta concentració (que es pot concentrar de 10 a 20 vegades) s'intercanvia calor amb el gas d'escapament calent de la combustió en un intercanviador de calor per preescalfar abans d'enviar-se a la cambra de combustió. A la cambra de combustió, després d'arribar a la temperatura d'ignició, els compostos orgànics s'oxiden i es descomponen en CO2 i H2O inofensius per un catalitzador. El gas d'escapament de combustió, després de refredar-se a 180-200 graus mitjançant l'intercanvi de calor amb el gas desorbit, s'utilitza per a la desorció. L'excés de gas d'escapament es descarrega a través de la columna d'escapament.
S'utilitzen múltiples llits d'adsorció en rotació per a la regeneració d'adsorció i desorció, canviant entre adsorció i desorció per a un funcionament continu (el temps de treball es pot ajustar segons la situació de producció de l'empresa). Aquest projecte està dissenyat per a una concentració de gas d'escapament de 100 ppm, i la concentració de gas d'escapament orgànic concentrat pot arribar a superar els 5000 mg/m³. Després d'encendre el cremador i escalfar-lo a la temperatura d'ignició mitjançant calefacció elèctrica, es pot mantenir l'auto-combustió.
A l'entrada de gas s'ofereix un orifici de descàrrega directa, controlat per una vàlvula elèctrica. Quan l'equip no funciona, el port de descàrrega directa roman obert. Si el ventilador del dispositiu d'adsorció funciona malament, la vàlvula de descàrrega directa s'obre automàticament per al manteniment. La purificació catalítica s'utilitza per a la desorció i la regeneració. Els paraflames s'instal·len tant a l'entrada com a la sortida del dispositiu, i tot el sistema està controlat per un PLC.