華東理工大氣污染控制工程課件-vocs教材

大氣污染控制工程修光利2011-4大氣污染控制工程修光利第10章?lián)]發(fā)性有機物污染控制VOCs定義VOCs污染預(yù)防燃燒法控制VOCs污染洗滌法控制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污染第10章?lián)]發(fā)性有機物污染控制VOCs定義VOCs定義WHO,1989:TVOCs熔點低于室溫而沸點在50~260oC之間的揮發(fā)性有機化合物的總稱。美國EPA:除了CO\CO2\碳酸、金屬碳化物或碳酸鹽之外的，任何能參加大氣光化學(xué)反應(yīng)的含碳化合物。歐盟2001/81/EC：Directive2001/81/ECoftheEuropeanParliamentandoftheCouncilof23October2001onnationalemissionceilingsforcertainatmosphericpollutants除了甲烷外，能和氮氧化物在陽光照射下作用發(fā)生反應(yīng)的任何人為源和自然源排放的有機化合物。歐盟1999/13/ECvolatileorganiccompound(VOC)shallmeananyorganiccompoundhavingat293,15Kavapourpressureof0,01kPaormore,orhavingacorrespondingvolatilityundertheparticularconditionsofuse.ForthepurposeofthisDirective,thefractionofcreosotewhichexceedsthisvalueofvapourpressureat293,15KshallbeconsideredasaVOC。《煉油與石油化學(xué)工業(yè)大氣污染物排放標準》（DB11/447-2007)VOCs指20oC蒸汽壓大于或等于0.01kPa,或者在特定適用條件下具有相應(yīng)揮發(fā)性的全部有機化合物的統(tǒng)稱。《環(huán)境標志產(chǎn)品技術(shù)要求：水性涂料》(HJ/T201-2005)在101.3kPa,任何初沸點低于或等于250oC的有機化合物定義為VOCs。VOCs定義WHO,1989:TVOCs蒸氣壓氣液平衡：克勞休斯－克拉佩龍（Clausius－Clapyron）方程蒸氣壓氣液平衡：克勞休斯－克拉佩龍（Clausius－Cla§2VOCs污染預(yù)防VOCs控制技術(shù)可分為兩類防止泄漏為主的預(yù)防性措施替換原材料改變運行條件更換設(shè)備等末端治理§2VOCs污染預(yù)防VOCs控制技術(shù)可分為兩類一、VOCs替代一、VOCs替代工藝改革：非揮發(fā)性溶劑工藝取代揮發(fā)性溶劑工藝，如流化床粉劑涂料和紫外平版印刷術(shù)石油及石化生產(chǎn)過程：回收利用放空氣體蒸發(fā)散逸控制儲罐、加油站工藝改革：泄漏損耗及控制充入、呼吸和排空損耗儲罐的“大呼吸”損耗指當液體儲罐接收液體時，液面不斷上升，罐內(nèi)混合氣體被壓縮而使壓力不斷升高，當氣體空間的壓力大于壓力閥的控制值時，壓力閥打開，混合氣體溢出罐外，從而產(chǎn)生蒸發(fā)損耗。儲罐的“小呼吸”損耗。液體儲罐未進行收發(fā)油時，油品靜止儲存在罐中，油品蒸汽充滿儲罐氣體空間，由于罐內(nèi)氣體空間溫度的晝夜變化而引起的蒸發(fā)損耗。泄漏損耗及控制充入、呼吸和排空損耗儲罐的“大呼吸”損耗充入、呼吸和排空損耗充入、呼吸和排空導(dǎo)致的VOCs排放充入、呼吸和排空損耗充入、呼吸和排空導(dǎo)致的VOCs排放固定罐的呼吸損耗美國TANK4.0可以計算固定罐的呼吸損耗美國TANK4.0可以計算轉(zhuǎn)移損耗控制方法浮頂罐，用于儲存大量的高揮發(fā)性的液體。用于密封的浮頂蓋浮在液面上，液面以上沒有空隙。液體注入或流出時頂蓋隨之上下浮動，避免上面所講述的呼吸損耗。但是這種密封方式（一般采用有彈性的橡膠薄蓋，類似于汽車上的雨刷）并不是完美的，仍然會有密封損失。這張草圖沒有給出防雨雪裝置和其他的細節(jié)。轉(zhuǎn)移損耗控制方法浮頂罐，用于儲存大量的高揮發(fā)性的液體。用于密華東理工大氣污染控制工程課件—vocs教材轉(zhuǎn)移損耗控制方法－階段1控制轉(zhuǎn)移損耗控制方法－階段1控制轉(zhuǎn)移損耗控制方法－階段2控制轉(zhuǎn)移損耗控制方法－階段2控制VOCs控制方法和工藝燃燒法吸收（洗滌）法冷凝法吸附法生物法VOCs控制方法和工藝燃燒法燃燒法（Combustion）適用于可燃或高溫分解的物質(zhì)不能回收有用物質(zhì)，但可回收熱量燃燒反應(yīng)，如燃燒法（Combustion）適用于可燃或高溫分解的物質(zhì)二、燃燒工藝直接燃燒適用于可燃有害組分濃度較高或熱值較高的廢氣設(shè)備：燃燒爐、窯、鍋爐溫度1100oC左右火炬燃燒：產(chǎn)生大量有害氣體、煙塵和熱輻射，應(yīng)盡量避免熱力燃燒（ThermalCombustion)適于低濃度廢氣的凈化溫度低，540～820oC必要條件：溫度、停留時間、湍流混合二、燃燒工藝直接燃燒催化燃燒催化燃燒（CatalyticCombustion）優(yōu)點：無火焰燃燒，安全性好溫度低：300～450oC，輔助燃料消耗少對可燃組分濃度和熱值限制少催化燃燒催化燃燒（CatalyticCombustion）燃燒工藝比較燃燒工藝比較吸收（洗滌）法控制VOCS污染吸收工藝及吸收劑吸收劑的要求對被去除的VOCs有較大的溶解性蒸氣壓低易解吸化學(xué)穩(wěn)定性和無毒無害性分子量低吸收（洗滌）法控制VOCS污染吸收工藝及吸收劑冷凝法控制VOCS污染適于廢氣體積分數(shù)10-2以上的有機蒸氣常作為其它方法的前處理冷凝法控制VOCS污染適于廢氣體積分數(shù)10-2以上的有機蒸氣一、冷凝原理冷凝溫度處于露點和泡點溫度之間越接近泡點，凈化程度越高一、冷凝原理冷凝溫度處于露點和泡點溫度之間冷凝計算壓力P，溫度t，進料中i組分的摩爾分率zi，計算液化率f、冷凝后氣液組成xi、yi冷凝計算壓力P，溫度t，進料中i組分的摩爾分率zi，計算液化二、冷凝類型和設(shè)備接觸冷凝被冷凝氣體與冷卻介質(zhì)直接接觸噴射塔、噴淋塔、填料塔、篩板塔二、冷凝類型和設(shè)備接觸冷凝冷凝系統(tǒng)的設(shè)計給定脫除效率、出口濃度確定冷凝溫度冷凝溫度冷凝劑類型計算冷凝器的熱負荷熱負荷＋熱傳遞系數(shù)冷凝器尺寸冷凝系統(tǒng)的設(shè)計給定脫除效率、出口濃度吸附法控制VOCS污染一、吸附工藝吸附法控制VOCS污染一、吸附工藝活性炭吸附VOCs的性能最佳亦有部分VOCs不易解吸，不宜用活性炭吸附活性炭吸附VOCs的性能最佳生物法控制VOCS污染一、生物法控制VOCS污染原理微生物將有機成分作為碳源和能源，并將其分解為CO2和H2O二、生物法處理VOCS工藝工藝生物法控制VOCS污染一、生物法控制VOCS污染原理工藝生物洗滌塔（懸浮生長系統(tǒng)）生物洗滌塔（懸浮生長系統(tǒng)）生物滴濾塔生物滴濾塔生物滴濾塔生物膜內(nèi)降解的數(shù)學(xué)模型微元物料平衡費克定律+米－門公式生物滴濾塔生物膜內(nèi)降解的數(shù)學(xué)模型生物滴濾塔液膜內(nèi)傳遞的