华东理工大气污染控制工程课件-vocs

大气污染控制工程修光利2011-4第10章挥发性有机物污染控制VOCs定义VOCs污染预防燃烧法控制VOCs污染洗涤法控制VOCs污染冷凝法控制VOCs污染吸附法控制VOCs污染生物法控制VOCs污染VOCs定义WHO,1989:TVOCs熔点低于室温而沸点在50~260ºC之间的挥发性有机化合物的总称。美国EPA:除了CO\CO2\碳酸、金属碳化物或碳酸盐之外的，任何能参加大气光化学反应的含碳化合物。欧盟2001/81/EC：Directive2001/81/ECoftheEuropeanParliamentandoftheCouncilof23October2001onnationalemissionceilingsforcertainatmosphericpollutants除了甲烷外，能和氮氧化物在阳光照射下作用发生反应的任何人为源和自然源排放的有机化合物。欧盟1999/13/ECvolatileorganiccompound(VOC)shallmeananyorganiccompoundhavingat293,15Kavapourpressureof0,01kPaormore,orhavingacorrespondingvolatilityundertheparticularconditionsofuse.ForthepurposeofthisDirective,thefractionofcreosotewhichexceedsthisvalueofvapourpressureat293,15KshallbeconsideredasaVOC。《炼油与石油化学工业大气污染物排放标准》（DB11/447-2007)VOCs指20ºC蒸汽压大于或等于0.01kPa,或者在特定适用条件下具有相应挥发性的全部有机化合物的统称。《环境标志产品技术要求：水性涂料》(HJ/T201-2005)在101.3kPa,任何初沸点低于或等于250ºC的有机化合物定义为VOCs。蒸气压气液平衡：克劳休斯－克拉佩龙（Clausius－Clapyron）方程§2VOCs污染预防VOCs控制技术可分为两类防止泄漏为主的预防性措施替换原材料改变运行条件更换设备等末端治理一、VOCs替代工艺改革：非挥发性溶剂工艺取代挥发性溶剂工艺，如流化床粉剂涂料和紫外平版印刷术石油及石化生产过程：回收利用放空气体蒸发散逸控制储罐、加油站泄漏损耗及控制充入、呼吸和排空损耗储罐的“大呼吸”损耗指当液体储罐接收液体时，液面不断上升，罐内混合气体被压缩而使压力不断升高，当气体空间的压力大于压力阀的控制值时，压力阀打开，混合气体溢出罐外，从而产生蒸发损耗。储罐的“小呼吸”损耗。液体储罐未进行收发油时，油品静止储存在罐中，油品蒸汽充满储罐气体空间，由于罐内气体空间温度的昼夜变化而引起的蒸发损耗。充入、呼吸和排空损耗充入、呼吸和排空导致的VOCs排放固定罐的呼吸损耗美国TANK4.0可以计算转移损耗控制方法浮顶罐，用于储存大量的高挥发性的液体。用于密封的浮顶盖浮在液面上，液面以上没有空隙。液体注入或流出时顶盖随之上下浮动，避免上面所讲述的呼吸损耗。但是这种密封方式（一般采用有弹性的橡胶薄盖，类似于汽车上的雨刷）并不是完美的，仍然会有密封损失。这张草图没有给出防雨雪装置和其他的细节。转移损耗控制方法－阶段1控制转移损耗控制方法－阶段2控制VOCs控制方法和工艺燃烧法吸收（洗涤）法冷凝法吸附法生物法燃烧法（Combustion）适用于可燃或高温分解的物质不能回收有用物质，但可回收热量燃烧反应，如二、燃烧工艺直接燃烧适用于可燃有害组分浓度较高或热值较高的废气设备：燃烧炉、窑、锅炉温度1100oC左右火炬燃烧：产生大量有害气体、烟尘和热辐射，应尽量避免热力燃烧（ThermalCombustion)适于低浓度废气的净化温度低，540～820oC必要条件：温度、停留时间、湍流混合催化燃烧催化燃烧（CatalyticCombustion）优点：无火焰燃烧，安全性好温度低：300～450oC，辅助燃料消耗少对可燃组分浓度和热值限制少燃烧工艺比较吸收（洗涤）法控制VOCS污染吸收工艺及吸收剂吸收剂的要求对被去除的VOCs有较大的溶解性蒸气压低易解吸化学稳定性和无毒无害性分子量低冷凝法控制VOCS污染适于废气体积分数10-2以上的有机蒸气常作为其它方法的前处理一、冷凝原理冷凝温度处于露点和泡点温度之间越接近泡点，净化程度越高冷凝计算压力P，温度t，进料中i组分的摩尔分率zi，计算液化率f、冷凝后气液组成xi、yi二、冷凝类型和设备接触冷凝被冷凝气体与冷却介质直接接触喷射塔、喷淋塔、填料塔、筛板塔冷凝系统的设计给定脱除效率、出口浓度确定冷凝温度冷凝温度冷凝剂类型计算冷凝器的热负荷热负荷＋热传递系数冷凝器尺寸吸附法控制VOCS污染一、吸附工艺活性炭吸附VOCs的性能最佳亦有部分VOCs不易解吸，不宜用活性炭吸附生物法控制VOCS污染一、生物法控制VOCS污染原理微生物将有机成分作为碳源和能源，并将其分解为CO2和H2O二、生物法处理VOCS工艺

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