再生式热氧化剂(RTO)是目前用于捕获和破坏污染物的领先技术，因为涂料棚排放的污染物浓度很低。
而RTOs它们非常有效，它们依赖于过程中持续的排放流来为进入的污染物的燃烧提供动力。
通过使用浓缩器，在环境温度或接近环境温度的排气流可以浓缩到一个点，在这个点上，输送到氧化剂的气流可以减少8到20之间的因素。
这不仅是大大减少的流量通常丰富的排放，但它也将导致更大的成本效益，当涉及到操作氧化剂系统。
背景
水性或水性涂料、饰面漆和建筑涂料已经取代了溶剂型涂料，约占世界市场的60%。据估计，这些更环保的水性涂料替代品仅在美国就有80%至85%的市场份额。
在耐久性和/或表面光洁度是重要因素的情况下，溶剂型涂料仍然是机械、电器和汽车表面处理的首选。溶剂也用于生产特殊用途的涂料，如交通、维修和海洋涂料。
溶剂是油基化学品，在应用和干燥生产阶段会释放有害空气污染物(HAPs)和挥发性有机化合物(VOCs)。水性涂料减少了溶剂的使用，因此，毒性水平。
HAPs和VOCs不仅是致癌物，如果直接释放到大气中，它们还会导致烟雾和臭氧问题。水性涂料减少但不完全消除溶剂的使用。
当考虑将溶剂型涂料替换为水性涂料以避免使用空气污染控制设备时，制造商应首先与适当的当地监管机构联系。2022世界杯美洲区赛程表
设施的潜在排放和设施的位置(未达标或达标区域)等因素可能意味着制造商使用水性涂料可能无法完全消除对排放控制设备的需求。2022世界杯美洲区赛程表
捕获和摧毁
排放控制设备侧重于两个主要元素或装2022世界杯美洲区赛程表置:捕获机制和销毁机制。一个排放控制系统的整体有效性是由个别清除和销毁系统的效率决定的。
事实上，在油漆、涂料和表面处理应用上采用适当的减排技术可以降低控制空气污染物的环境合规成本。用于油漆室排放处理的工艺也可用于固化炉、工业涂布机和精加工生产线。
在过去的20年里，环境保护署(EPA)根据《清洁空气法》(Clean Air Act)的规定，将排放捕获效率提高到几乎完全保护大气不受这些排放影响的程度。
一个因素是使用有效设计的外壳和罩。这不仅可以保护员工免受油漆过度喷漆排放的潜在有害物质的危害，还可以保护更广泛的社区。
捕获效率的提高可能导致破坏装置工作量的增加，结果可能对破坏能力产生负面影响。
喷漆室气流
油漆棚通常需要大量的气流，无论用户是油漆小到汽车还是大到火车或飞机。
大规模的操作可能会产生每分钟10,000个标准立方英尺(scfm)的废气，即使在油漆室内部完全提高再循环的情况下也是如此。
由于过度喷涂被稀释和喷涂操作的散发性等因素，排放的浓度通常很低。喷涂工艺通常会导致排放量在50至200 ppm之间，与其他排放控制工艺相比，这是相对较低的。
图1所示。再生热氧化剂(RTO)一直是捕获和破坏喷涂过程排放的首选技术。图片来源:安圭尔环境系统
图1显示了a的使用再生式热氧化剂(RTO) -由于油漆棚排放的低浓度，多年来在捕获和销毁油漆过程中受到青睐的技术。
由于它们能够从净化的废气中捕获热量，并随后对进入的未经处理的气流进行预热，蓄热式热氧化剂通常被认为是可用的最节能的氧化剂技术。
氧化过程是根据放热反应原理进行的。这意味着热量和能量被释放出来，如果排放的燃料值足够高，RTO可以以热自持的方式运行。
如果不需要补充燃料来达到所需的处理温度，则可以降低天然气消耗和运行成本。因此，燃烧装置排放的温室气体(GHG)也会更少。
对于所有这些效率优势，实时操作依赖于过程或应用中稳定的排放流来为任何进入污染物的燃烧提供燃料。
然而，油漆室中发现的低浓度和对大气流量的需要可能导致对补充燃料的大量需求，通常以天然气的形式存在。
补充燃料会导致更高水平的二氧化碳(CO2)和一氧化二氮(NOX)排放。也可能有二次空气污染来自消减装置本身。
即将到来的碳立法意味着制造商还需要考虑一些污染控制系统产生的温室气体排放，因为这些可能会增加监管合规成本。
集中器减少污染气流
虽然浓缩器技术最初是为除湿设备设计的，但它已迅速发展成为催化氧化剂和热氧化剂的节能补充。
在空气污染控制方面，集中器可以采用环境温度或接近环境温度的排气流并对其进行集中，从而使到达氧化剂的气流减少8到20倍(图2)。因此，大大减少的流量通常具有丰富的排放物，并降低了氧化剂系统的运行成本。
图2。浓缩器可以取环境温度或接近环境温度的排气流，并将其浓缩，使实际送到氧化剂的气流减少8到20倍。图片来源:安圭尔环境系统
工作原理
在操作中，高容量，低浓度的气流通过转子集中器轮，在那里排放被剥离和吸附。
实际上，大约90%的流向氧化剂的气流被减少了总风量的8 - 20%，然后这些清洁的空气可以排到大气中。剩余的清洁空气(约占总风量的10%)被加热到更高的温度，用作解吸空气。
浓缩器轮连续旋转，将吸附的VOCs和HAPs输送到解吸段。在解吸部分，有机物用小体积的加热气流从吸附介质中解吸。这种低容量、高浓度的空气然后由氧化剂处理。
指定氧化剂
再生式热氧化剂的尺寸和规格是基于输送到设备的最大气流量。通过降低送至氧化剂的风量，制造商可以节省大量的操作和资本设备。2022世界杯美洲区赛程表
例如，当50,000立方英尺/立方米的油漆室废气可以通过集中器装置排出时，废气随后将被压缩成约5,000立方英尺/立方米的污染空气。
图3。一个高容量，低浓度的气流通过转子集中器的车轮，排放从空气中剥离，并吸附到车轮上。图片来源:安圭尔环境系统
这意味着一个氧化剂和使用转子集中器轮只需要5000立方英尺，从而从空气中去除排放和额外的使用集中器。
由于这些挥发性有机化合物和HAPs的氧化会释放出用于氧化剂的热量，因此可以减少补充燃料源的消耗。
与在较低负荷条件下运行的50,000立方英尺RTO相比，天然气使用量更少，运营成本更低，温室气体排放也更少。这是由于浓缩器系统允许氧化设备的尺寸较小，以控制排放。2022世界杯美洲区赛程表
目前，选矿厂技术的破坏率效率(DRE)限制在95%至97.5%之间，而空气许可证的效率通常设置在97%至99%之间。并不是每个油漆车间都会使用带有RTO的浓缩器，虽然RTO的破坏效率超过99%，但浓缩器内的转子轮确实有限制。
如果制造商希望利用浓缩器节省效率，但他们的许可证要求比浓缩器能提供的更高的破坏率效率，仍然有一些选择可以探索。
如果制造商能够证明处理设备的碳足迹更低，美国监管机构可能会提供一个差异，通常只是简单地运行一些基本的计算。
通过对各设计的运营支出和资本支出的比较，可以表明每吨附加控制效率的相对成本。可以为监管机构提供他们可能认为可以接受的破坏效率，特别是在VOC和HAP破坏的小幅下降将导致温室气体排放大幅减少的情况下。
例如，一个应用程序或工艺的展位排气可能为500000立方英尺，其中含有50ppm的HAPs和VOCs。如果这些排放是通过其中一种技术实现的，则RTO成本为100时，就会产生资本和运营成本，如图所示。
带有浓缩器的蓄热式氧化器可以在消耗很少额外天然气的情况下运行。资料来源:安圭尔环境系统
减轻
设备 |
控制
效率 |
资本
成本 |
燃料
使用
(毫米BTU /人力资源) |
操作
成本
(每小时7美元/ MMBTU) |
有限公司2排放
(吨/年) |
不受控制的
VOCs和HAPs
(吨/年) |
| RTO |
98 - 99 + % |
One hundred. |
3.8 |
235000美元 |
2500年tpy |
1.8 - -3.6 tpy |
集中器/
RTO |
95％ |
One hundred. |
0．5 |
35000美元 |
850年tpy |
9 tpy |
集中器/
RTO |
97.5% |
115 |
0.9 |
55000美元 |
1050年tpy |
4.5 tpy |
这是在假定应用程序持续运行的基础上计算的，以便得出年度CO2排放。
RTOs与浓缩器一起使用可以使用非常少的额外消耗天然气。较高的浓度值可以产生“自由能”，为浓缩器提供吸附能。
然而，虽然RTO本身在破坏率方面可以提供略微更高的效率，但运营支出和碳足迹将大大增加。
如果可以为每种排放形式指定一个比较值，例如“每吨排放的美元成本”，大多数监管机构可以迅速建立适用的控制技术。
浓缩器技术为减少温室气体排放和漆室减排应用中的气体消耗提供了一种创新途径，尽管这可能以牺牲VOCs和HAPs的总体去除率为代价。
温室气体排放和VOC排放之间的任何权衡都需要进行评估，以建立最适用的设计基础。
由于浓缩器技术的废气限制为100°F或更低，其中VOCs或HAPs易于吸附和解吸，因此不能应用于所有工业过程排放，这意味着在使用前必须单独和彻底地考虑应用。
此信息已从安圭尔环境系统提供的材料中获得、审查和改编。
有关此源的更多信息，请访问安吉尔环境系统公司。