华东理工大气污染控制工程课件-vocs

大气污染(dàqìwūrǎn)控制工程修光利2011-4精品资料第10章挥发性有机物污染(wūrǎn)控制VOCs定义(dìngyì)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污染精品资料VOCs定义(dìngyì)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(tànsuān)、金属碳化物或碳酸(tànsuān)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。精品资料蒸气(zhēnɡqì)压气液平衡(pínghéng)：克劳休斯－克拉佩龙（Clausius－Clapyron）方程精品资料§2VOCs污染(wūrǎn)预防VOCs控制技术可分为(fēnwéi)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精品资料一、VOCs替代(tìdài)精品资料工艺改革：非挥发性溶剂工艺取代挥发性溶剂工艺，如流化床粉剂(fěnjì)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、加油站精品资料泄漏(xièlòu)损耗及控制充入、呼吸和排空(páikōnɡ)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。精品资料充入、呼吸和排空(páikōnɡ)损耗充入、呼吸和排空(páikōnɡ)导致的VOCs排放精品资料固定(gùdìng)罐的呼吸损耗美国TANK4.0可以(kěyǐ)计算精品资料转移损耗(sǔnhào)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(qítā)的细节。精品资料精品资料转移损耗控制方法(fāngfǎ)－阶段1控制精品资料转移(zhuǎnyí)损耗控制方法－阶段2控制精品资料VOCs控制(kòngzhì)方法和工艺燃烧法吸收(xīshōu)（洗涤）法冷凝法吸附法生物法精品资料燃烧(ránshāo)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(rèliàng)燃烧反应，如精品资料二、燃烧(ránshāo)工艺直接燃烧适用(shìyòng)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、湍流混合精品资料催化(cuīhuà)燃烧催化燃烧（CatalyticCombustion）优点：无火焰(huǒyàn)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精品资料燃烧工艺(gōngyì)比较精品资料吸收（洗涤）法控制(kòngzhì)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(jiàodà)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精品资料冷凝法控制(kòngzhì)VOCS污染适于废气体积分数10-2以上的有机(yǒujī)蒸气常作为其它方法的前处理精品资料一、冷凝(lěngníng)原理冷凝温度处于(chǔyú)露点和泡点温度之间越接近泡点，净化程度越高精品资料冷凝(lěngníng)计算压力P，温度t，进料中i组分的摩尔(móěr)分率zi，计算液化率f、冷凝后气液组成xi、yi精品资料二、冷凝类型(lèixíng)和设备接触冷凝被冷凝气体与冷却(lěngquè)介质直接接触喷射塔、喷淋塔、填料塔、筛板塔精品资料冷凝系统(xìtǒng)的设计给定脱除效率、出口浓度确定冷凝(lěngníng)温度冷凝(lěngníng)温度冷凝(lěngníng)剂类型计算冷凝(lěngníng)器的热负荷热负荷＋热传递系数冷凝(lěngníng)器尺寸精品资料吸附法控制(kòngzhì)VOCS污染一、吸附(xīfù)工艺精品资料活性炭吸附(xīfù)VOCs的性能最佳亦有部分VOCs不易解吸，不宜用活性炭吸附(xīfù)精品资料生物(shēngwù)法控制VOCS污染一、生物法控制VOCS污染(wūrǎn)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工艺工艺精品资料生物洗涤(xǐdí)塔（悬浮生长系统）精品资料生物(shēngwù)滴滤塔精品资料生物(shēngwù)滴滤塔生物膜内降解的数学模型微元物料平衡费克定律(dìnglǜ)+米－门公式精品资料生物(shēn