Quais são os equipamentos de tratamento de gases residuais de estireno？

Quais são os equipamentos de tratamento de gases residuais de estireno？

1.Visão geral dos gases de escape de estireno

O estireno (fórmula química: C8H8) é um composto orgânico formado pela substituição de um átomo de hidrogênio do etileno por benzeno. O estireno, também conhecido como vinilbenzeno, é um líquido oleoso transparente incolor, inflamável, tóxico, insolúvel em água, solúvel em etanol, éter, exposto ao ar gradualmente polimerização e oxidação. O estireno é um líquido inflamável secundário com densidade relativa de 0,907, ponto de combustão espontânea de 490 graus Celsius e ponto de ebulição de 146 graus Celsius. As propriedades do estireno são relativamente estáveis, utilizadas principalmente na fabricação de borracha sintética, resina de troca iônica, resina de poliéter, plastificante e plásticos e outros monômeros importantes.

1.Perigos dos gases de escape do estireno

O estireno é irritante e intoxicante para os olhos e para o trato respiratório superior. A intoxicação aguda com alta concentração de estireno pode irritar fortemente os olhos e as membranas mucosas do trato respiratório superior, resultando em dor nos olhos, lágrimas, coriza, espirros, dor de garganta, tosse e outros sintomas, seguidos de dor de cabeça, tontura, náusea, vômito e fadiga geral. A contaminação dos olhos com estireno líquido pode causar queimaduras. O envenenamento crônico por estireno pode causar síndrome neurastênica, dor de cabeça, fadiga, náusea, perda de apetite, distensão abdominal, depressão, amnésia, tremor nos dedos e outros sintomas. O estireno tem efeito irritante no trato respiratório e a exposição prolongada pode causar alterações pulmonares obstrutivas.

1. Equipamento de tratamento de gases residuais de estireno

Para equipamentos de tratamento de gases residuais de estireno, existem principalmente equipamentos de adsorção de carvão ativado, equipamentos de purificação de íons, equipamentos de combustão, etc.

(1) equipamento de adsorção de carvão ativado

O equipamento de adsorção de carvão ativado é principalmente o uso de adsorvente sólido poroso (carvão ativo, sílica gel, peneira molecular, etc.) para tratar gases residuais orgânicos, de modo que componentes prejudiciais possam ser totalmente adsorvidos através da força de ligação química ou gravidade molecular, e adsorvidos em a superfície do adsorvente, de modo a atingir o objetivo de purificar os gases residuais orgânicos. Atualmente, o método de adsorção é usado principalmente em grandes volumes de ar, baixa concentração (≤800mg/m3), sem partículas, sem viscosidade, tratamento de purificação de gases residuais orgânicos de baixa concentração em temperatura ambiente.

A taxa de purificação de carvão ativado é alta (a adsorção de carvão ativado pode chegar a 65% -70%), operação prática e simples, baixo investimento. Após a saturação da adsorção, é necessário substituir o novo carvão ativado, e a substituição do carvão ativado precisa custar, e o carvão ativado saturado substituído também precisa encontrar profissionais para tratamento de resíduos perigosos, e o custo de operação é alto.

A taxa de purificação de carvão ativado é alta (a adsorção de carvão ativado pode chegar a 65% -70%), operação prática e simples, baixo investimento. Após a saturação da adsorção, é necessário substituir o novo carvão ativado, e a substituição do carvão ativado precisa custar, e o carvão ativado saturado substituído também precisa encontrar profissionais para tratamento de resíduos perigosos, e o custo de operação é alto.

A adsorção física ocorre principalmente no processo de remoção de impurezas nas fases líquida e gasosa da zeólita. A estrutura porosa da zeólita fornece uma grande área superficial específica, de modo que é muito fácil absorver e coletar impurezas. Devido à adsorção mútua de moléculas, um grande número de moléculas na parede dos poros do zeólito pode produzir uma forte força gravitacional, assim como uma força magnética, de modo a atrair impurezas do meio para a abertura.

Além da adsorção física, muitas vezes ocorrem reações químicas na superfície da zeólita. A superfície contém uma pequena quantidade de ligação química, forma de grupo funcional de oxigênio e hidrogênio, e essas superfícies contêm óxidos ou complexos moídos que podem reagir quimicamente com as substâncias adsorvidas, de modo a combinar-se com as substâncias adsorvidas e agregar-se ao interior e à superfície de zeólita.

A seleção razoável e eficiente de zeólita pode maximizar a capacidade de adsorção do tambor e economizar consumo de energia. Comparado com outros materiais de adsorção, tem as seguintes vantagens:

Seletividade de adsorção forte：

Tamanho uniforme dos poros, adsorvente iônico. Pode ser adsorvido seletivamente de acordo com o tamanho e a polaridade da molécula.

Economize energia de dessorção：

A peneira molecular hidrofóbica com alta relação Si/Al não adsorve moléculas de água no ar, reduzindo a perda de calor causada pela evaporação da água.

Forte capacidade de adsorção：

A capacidade de adsorção é grande, a eficiência de adsorção de estágio único pode atingir 90~98% e a capacidade de adsorção ainda é forte em temperaturas mais altas.

Resistência a altas temperaturas e não inflamabilidade：

Possui boa estabilidade térmica, a temperatura de dessorção é de 180 ~ 220 ℃ e a temperatura de resistência ao calor em uso pode chegar a 350 ℃. A dessorção está completa e a taxa de concentração de VOCs é alta. O módulo de zeólita pode suportar uma temperatura máxima de 700 ℃ e pode ser regenerado offline em alta temperatura.

(3)Equipamento de combustão

O equipamento de combustão queima completamente os compostos orgânicos voláteis em alta temperatura e ar suficiente para se decompor em CO2 e H2O. O método de combustão é adequado para todos os tipos de gases residuais orgânicos e pode ser dividido em equipamentos de combustão direta, equipamentos de combustão térmica (RTO) e equipamentos de combustão catalítica (RCO).

Os gases de escape de alta concentração com concentração de emissão superior a 5000 mg/m³ são geralmente tratados por equipamentos de combustão direta, que queimam gases de escape de VOCs como combustível, e a temperatura de combustão é geralmente controlada a 1100 ℃, com alta eficiência de tratamento, que pode chegar a 95% -99%.

Equipamento de combustão térmica(RTO) é adequado para processar a concentração de gases de escape de 1000-5000mg/m³, o uso de equipamentos de combustão térmica, a concentração de COVs nos gases de escape é baixa, a necessidade de usar outros combustíveis ou gases de combustão, a temperatura exigida por o equipamento de combustão térmica é inferior à combustão direta, cerca de 540-820 ℃. A eficiência do tratamento de gases residuais de COVs para o tratamento de gases residuais de combustão térmica é alta, mas se os gases residuais de COVs contiverem S, N e outros elementos, os gases de exaustão gerados após a combustão levarão à poluição secundária.

O tratamento de gases residuais orgânicos por equipamentos de combustão térmica ou equipamentos de combustão catalítica tem uma taxa de purificação relativamente alta, mas seus custos de investimento e operação são extremamente elevados. Devido aos muitos e dispersos pontos de emissão, é difícil conseguir uma recolha centralizada. Dispositivos incendiários requerem vários conjuntos e exigem uma grande área ocupada. O equipamento de combustão térmica é mais adequado para operação contínua de 24 horas e alta concentração e condições estáveis ​​de gases de escape, não adequado para condições de linha de produção intermitente. O investimento e o custo operacional da combustão catalítica são inferiores aos da combustão térmica, mas a eficiência de purificação também é menor. No entanto, o catalisador de metal precioso é fácil de causar falhas tóxicas devido a impurezas nos gases de escape (como sulfeto), e o custo de substituição do catalisador é muito alto. Ao mesmo tempo, o controle das condições de admissão dos gases de escape é muito rigoroso, caso contrário causará bloqueio da câmara de combustão catalítica e causará acidentes de segurança.

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