कई औद्योगिक प्रक्रियाओं में वाष्पशील कार्बनिक यौगिक (वीओसी) उत्पन्न होते हैं, जिनमें रासायनिक विनिर्माण, दवा उत्पादन, कोटिंग, प्रिंटिंग, बैटरी सामग्री प्रसंस्करण,और अपशिष्ट उपचार.
कई इंजीनियरों का मानना है कि VOC उपचार केवल एक उत्प्रेरक का चयन करने की बात है जो उच्च निष्कर्षण दक्षता प्राप्त करने में सक्षम है।एक उत्प्रेरक ऑक्सीकरण प्रणाली का प्रदर्शन सबसे पहले निकास गैस की संरचना को समझने पर निर्भर करता है.
औद्योगिक निकास गैस में शायद ही कभी एक भी वैरिएबल ऑक्सीजन (वीओसी) होती है। इसके बजाय यह आम तौर पर अल्कोहल, एल्डेहाइड, केटोन, सुगंधित हाइड्रोकार्बन, सल्फर युक्त यौगिकों,और अन्य कार्बनिक गैसेंप्रत्येक यौगिक में विभिन्न ऑक्सीकरण विशेषताएं, प्रज्वलन तापमान और उत्प्रेरक संवेदनशीलता होती है।
इस कारण से, एक कुशल उत्प्रेरक ऑक्सीकरण प्रणाली के डिजाइन में गैस संरचना विश्लेषण हमेशा पहला कदम होता है।
प्रयोगशाला गैसों के विपरीत, औद्योगिक निकास में कई यौगिक होते हैं जो उत्प्रेरक ऑक्सीकरण के दौरान परस्पर क्रिया करते हैं।
एक विशिष्ट मिश्रित VOC धारा में निम्नलिखित शामिल हो सकते हैंः
- इथेनॉल
- आइसोप्रोपानोल (आईपीए)
- ब्यूटानोल
- डिकैनॉल
- एसीटाल्डेहाइड
- प्रोपियोनलडेहाइड
- ब्यूटीराल्डेहाइड
- वालरेलडेहाइड
- एसीटोन
- मेथिल एथिल केटोन (MEK)
- मेथिल आइसोब्यूटिल केटोन (MIBK)
- टोलुएन
- क्सीलेन
- स्टायरिन
- हाइड्रोजन सल्फाइड (H2S)
- मेथिल मर्कैप्टान
- डिमेथिल सल्फाइड (डीएमएस)
- डिमेथिल डिसल्फाइड (डीएमडीएस)
- ट्राइमेथिलामाइन
- अमोनिया
प्रत्येक समूह उत्प्रेरक ऑक्सीकरण के दौरान अलग-अलग व्यवहार करता है।
उदाहरण के लिए:
- अल्कोहल आमतौर पर अपेक्षाकृत आसानी से ऑक्सीकृत होते हैं।
- सुगंधित हाइड्रोकार्बन को उच्च सक्रियण तापमान की आवश्यकता होती है।
- सल्फर यौगिक उत्प्रेरक सक्रिय स्थलों को विषाक्त कर सकते हैं।
- अमाइन बहुत कम सांद्रता में भी गंध पैदा कर सकते हैं।
एक यौगिक के लिए अनुकूलित उत्प्रेरक दूसरे के लिए उच्चतम दक्षता प्रदान नहीं कर सकता है।
वास्तविक औद्योगिक गैस संरचना विश्लेषणों के आधार पर, मिश्रित निकास धाराओं में अक्सर एक एकल प्रदूषक के बजाय गंध यौगिकों और VOCs का संयोजन होता है।
सामान्य श्रेणियों में शामिल हैंः
| प्रदूषक श्रेणी | विशिष्ट घटक |
|---|---|
| शराब | इथेनॉल, आईपीए, बुटानोल |
| अल्डेहाइड | एसीटाल्डेहाइड, ब्यूटीराल्डेहाइड |
| केटोन्स | एसीटोन, एमईके |
| सुगंधित VOCs | टोलुएन, ज़िलाइन, स्टायरेन |
| सल्फर यौगिक | H2S, Mercaptans, DMS |
| अमाइन | ट्राइमेथिलामाइन, अमोनिया |
यह विविधता बताती है कि क्यों औद्योगिक विलायक ऑक्सीजन उपचार प्रणालियों को प्रत्येक अनुप्रयोग के लिए विशेष रूप से इंजीनियर किया जाना चाहिए।
गैस की संरचना को जाने बिना उत्प्रेरक का चयन करने से अक्सर निम्न परिणाम होते हैंः
- विलायक ऑक्सीजन निकालने की कम दक्षता
- उत्प्रेरक की अधिक खपत
- परिचालन लागत में वृद्धि
- उत्प्रेरक का छोटा जीवनकाल
- अस्थिर प्रणाली प्रदर्शन
एक व्यापक गैस विश्लेषण में आमतौर पर निम्नलिखित का मूल्यांकन किया जाता हैः
- विलुप्त अवयवों की संरचना
- वीओसी सांद्रता
- सल्फर सामग्री
- आर्द्रता स्तर
- ऑक्सीजन सांद्रता
- प्रवाह दर
- परिचालन तापमान
ये मापदंड सीधे उत्प्रेरक चयन और रिएक्टर डिजाइन को प्रभावित करते हैं।
एक सफल उत्प्रेरक ऑक्सीकरण प्रणाली के लिए कई इंजीनियरिंग कारकों को संतुलित करने की आवश्यकता होती है।
उत्प्रेरक को एक एकल लक्ष्य यौगिक के बजाय कई VOC प्रजातियों में उच्च ऑक्सीकरण दक्षता बनाए रखनी चाहिए।
उत्प्रेरक के माध्यम से एक समान वायु प्रवाह चैनल को कम करता है और निरंतर रूपांतरण दक्षता सुनिश्चित करता है।
मधुमक्खी के झाड़ू सेरेमिक उत्प्रेरक आम तौर पर चुना जाता है क्योंकि वे प्रदान करते हैंः
- बड़ा विशिष्ट सतह क्षेत्रफल
- कम दबाव हानि
- उत्कृष्ट गैस वितरण
- उच्च यांत्रिक शक्ति
औद्योगिक निकास गैसों में उत्प्रेरक जहर जैसे सल्फर यौगिक, क्लोराइड या सिलिकॉन युक्त पदार्थ हो सकते हैं।
उपयुक्त उत्प्रेरक संरचना का चयन सेवा जीवन में काफी सुधार करता है।
उत्प्रेरक ऑक्सीकरण प्रणालियों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता हैः
- रासायनिक विनिर्माण
- औषधीय उत्पादन
- कोटिंग और पेंटिंग लाइनें
- मुद्रण संयंत्र
- अर्धचालक विनिर्माण
- लिथियम बैटरी सामग्री का उत्पादन
- अपशिष्ट उपचार सुविधाएँ
- गंध नियंत्रण प्रणाली
प्रत्येक उद्योग विलायक संघटकों का एक अलग संयोजन उत्पन्न करता है, जिससे अनुकूलित उत्प्रेरक चयन आवश्यक हो जाता है।
मधुमक्खी के झाड़ू सेरेमिक उत्प्रेरक का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है क्योंकि वे संयोजन करते हैंः
- उच्च उत्प्रेरक दक्षता
- कम वायु प्रवाह प्रतिरोध
- उत्कृष्ट थर्मल स्थिरता
- समान गैस वितरण
- लंबे परिचालन जीवन
उनकी मॉड्यूलर डिजाइन भी में आसान एकीकरण की अनुमति देता हैः
- उत्प्रेरक ऑक्सीकरण (सीओ) प्रणाली
- पुनरुत्पादक उत्प्रेरक ऑक्सीकरण (आरसीओ) प्रणाली
- औद्योगिक अवशोषण उपकरण
- VOC उत्सर्जन नियंत्रण प्रणाली
किसी भी वीओसी उत्प्रेरक ऑक्सीकरण प्रणाली के डिजाइन से पहले, इंजीनियरों को निम्नलिखित चरणों को पूरा करना चाहिएः
- प्रमुख VOC घटकों की पहचान करें।
- प्रदूषक सांद्रता को मापें।
- सल्फर और क्लोरीन की मात्रा का आकलन करें।
- ऑपरेटिंग तापमान और वायु प्रवाह निर्धारित करें।
- उपयुक्त उत्प्रेरक संरचना का चयन करें।
- उत्प्रेरक वॉल्यूम और रिएक्टर कॉन्फ़िगरेशन को अनुकूलित करें।
- दबाव में गिरावट और निवास समय की पुष्टि करें।
यह अभियांत्रिकी दृष्टिकोण उत्प्रेरक के सेवा जीवन का विस्तार करते हुए वीओसी हटाने की दक्षता को अधिकतम करने में मदद करता है।
औद्योगिक विलायक ऑक्सीजन संश्लेषण केवल उत्प्रेरक का चयन करने से कहीं अधिक जटिल है।
चूंकि अधिकांश औद्योगिक निकास धाराओं में अल्कोहल, अल्डेहाइड, केटोन, सल्फर यौगिकों, सुगंधित हाइड्रोकार्बन, और अन्य VOC के मिश्रण होते हैं,गैस संरचना विश्लेषण हमेशा उत्प्रेरक प्रणाली के डिजाइन का प्रारंभिक बिंदु होना चाहिए.
निकास गैस की विशेषताओं को समझकर और उपयुक्त मधुमक्खी घोंसला सिरेमिक उत्प्रेरक और रिएक्टर विन्यास का चयन करके, इंजीनियर अधिक निष्कासन दक्षता प्राप्त कर सकते हैं,कम परिचालन लागत, और अधिक विश्वसनीय दीर्घकालिक प्रदर्शन।
