Rys. 1. Katalizator utleniający na powłoce blachy stalowej ma strukturę o otwartych porach.
Połączenie promieniowania UV-C z fotokatalityczną powłoką proszkową
W obecnym projekcie badawczym Instytutu Fraunhofera IPA, który jest częścią projektu ZIM (Centralny Program Innowacyjny dla Średnich Firm) prowadzonego wspólnie z firmą oxytec z Hamburga, efektywność redukcji LZO ma zostać zwiększona poprzez zastosowanie powłoki proszkowej o otwartych porach oraz zintegrowanie jej z instalacją oczyszczania powietrza wylotowego promieniami UV. Efektywność ma też być poszerzona o mieszaniny rozpuszczalników, których wcześniej nie można było zredukować lub redukowano je w sposób niewystarczający.
W przyszłości przyniesie to wyraźne korzyści lakierniom, w których stosuje się farby ciekłe, ponieważ zwykle występują tam duże ilości powietrza zawierające lotne związki organiczne (LZO) w stężeniach od 500 mg/m3 do 3000 mg/m3. Powietrze wylotowe jest oczyszczane za pomocą instalacji oczyszczania powietrza, aby zachować ustawowo regulowane wartości dopuszczalne dla LZO zgodnie z normami 31. BImSchV i TA-Luft.
Najnowocześniejsza technologia
Obecnie dostępne są fizyczne, biologiczne i chemiczne metody oczyszczania powietrza wylotowego z lakierni. Technologie chemiczne obejmują reakcję LZO z ozonem lub rodnikami hydroksylowymi wytwarzanymi z tlenu i wilgoci w powietrzu za pomocą promieniowania UV-C. To, która metoda jest najbardziej odpowiednia dla danego zastosowania, zależy zarówno od stężenia LZO, jak i ilości wytwarzanego powietrza wylotowego. Metody fizyczne i chemiczne obejmują dopalanie termiczne i katalityczne lub oczyszczanie gazu. W instalacjach przemysłowych dopalanie termiczne jest często stosowane w liniach malarskich, w których powietrze dolotowe krąży w obiegu, a całkowita zawartość węgla (C) w powietrzu wylotowym znacznie przekracza wartość 1 g C/Nm3.
- niskie koszty eksploatacji i energii,
- wysoki poziom skuteczności w redukcji LZO,
- możliwość pracy ciągłej i pracy przerywanej,
- małe zapotrzebowanie na miejsce; możliwa jest integracja instalacji UV-C w rurach wentylacyjnych.
Zwiększenie redukcji LZO
Oprócz zwiększenia efektywności redukcji LZO za pomocą promieniowania UV-C, fotokatalitycznie aktywna farba proszkowa powinna ograniczyć tworzenie się produktów ubocznych, a tym samym doprowadzić do całkowitego rozpadu LZO na dwutlenek węgla i wodę (tzw. selektywność ). Ta, będąca efektem reakcji fotokatalizy redukcja LZO pod wpływem promieniowania UV-C, była już wielokrotnie analizowana w pracach badawczych w warunkach laboratoryjnych, ale najczęściej tylko z wybranym rozpuszczalnikiem. W powietrzu wylotowym w lakierniach należy się jednak spodziewać mieszanin rozpuszczalników, które w czasie również zmieniają się pod względem składu. W poprzednich pracach badawczych nie zastosowano żadnych dodatkowych aktywnych fotokatalitycznie powłok proszkowych.
Instytut Fraunhofera IPA bada obecnie, czy i w jakim stopniu te powłoki przyspieszają redukcję różnych LZO. W tym celu stężenia LZO, pośrednie i końcowe produkty ich rozkładu, takie jak dwutlenek węgla (CO2), są określane za pomocą analizy spektroskopowej FTIR in situ.
Zadaniem firmy oxytec w ramach projektu badawczego jest zbadanie istniejącej instalacji UV pod kątem złożonej zależności między promieniowaniem UV a fotokatalizatorem.
W urządzeniu testowym zbudowanym wspólnie z oxytec w Instytucie Fraunhofera IPA, które można zainstalować bezpośrednio w istniejącym kanale powietrza wylotowego, powłoki proszkowe wyposażone w katalizatory fotooksydacyjne mogą być nakładane na perforowane blachy. Powietrze wylotowe, które jest celowo zanieczyszczone rozpuszczalnikami, wchodzi do rury reakcyjnej po lewej stronie urządzenia i przechodzi przez strefę lamp UV i perforowanych blach pomalowanych farbami katalitycznymi (rys. 2).
Komentarze (0)