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第10章 挥发性有机物污染控制讲解


题。
其工艺流程如下:
吸附法净化的工艺流程

燃烧极限浓度范围=爆炸极限浓度范围
对空气而已,氧的体积百分含量为21%,因此只要确定空 气中可燃组分的浓度即可,该极限范围有上限与下限2个 值。空气中可燃组分低于下限时,燃烧产生的热量不足以 引燃周围混合气体,因而,不能继续燃烧,也不会引起爆 炸;空气中可燃组分高于爆炸上限时,由于氧气不足也不 能引起爆炸。
接燃烧法
直接燃烧法,又称火焰燃烧法,它是把可燃的VOCs
当作燃料来燃烧的一种方法。该法适合处理高浓度 VOCs,燃烧温度控制在1100℃以上,去除效率95%以
上。
热力燃烧法要求VOCs在较高气速下(4.5~7.5 m/s)进入热交换
器增温后,通入热力燃烧室,控制反应温度700~870℃,停留 时间0.3~1 s进行燃烧。该法适用于处理高浓度VOCs。去除率 可达95%以上。其工艺流程如下:
第10章 挥发性有机物污染控制
教学内容 §1 蒸汽压与蒸发 §2 VOCs污染预防 §3 VOCs污染控制
教学要求 要求了解VOCs性质和来源,理解和掌握VOCs污染的控制措 施,包括燃烧法控制VOCs、洗涤法控制VOCs、冷凝法控制 VOCs、吸附法控制VO Cs、生物法控制VOCs污染。 教学重点 本章重点介绍各种VOCs污染控制。
VOCs 对人体健康的危害主要表现在以下几个方面:
危害呼吸系统: 呼吸困难﹑胸闷﹑使呼吸次数减少,严重时导致昏迷或 死亡; 危害循环系统: 呼吸变化导致脉搏和血压变化,使人体产生头晕、头 痛、缺氧﹑心跳﹑血压不正常和心血管疾病; 危害消化系统: 经常接触 VOCs 物质,会使出现人厌食,恶心甚至呕 吐,进而发展为消化功能减退; 危害内分泌系统: 经常受VOCs 物质刺激,内分泌系统的分泌功能会紊 乱,影响机体的代谢活动;
工艺改革

通过工艺改革以减少VOCs的形成比末端治理措施更 为有效。
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。 减少石油及石化生产过程中的原料及成本等的各种 损耗是减少VOCs排放的重要措施。回收利用放空气 体,改进改善工艺设备减少油品的挥发损失。
有机废气的净化
甲醛也是挥发性有机化合物,但甲醛易溶于水,与其他挥
发性有机化合物有所不同,室内来源广泛,释放浓度也 高。因此,常把甲醛与其他挥发性有机化合物分别阐述。
VOCs 来源
燃料的燃烧;
1 来源
建筑材料、室内装饰材料和生活及办公用品。 例如:有机溶剂、油漆及含水涂料;
工业废气、汽车尾气、光化学烟雾等。
VOCs 危害
VOCs的定义

根据WHO定义,VOCs 是指在常温下,沸点50℃-260℃ 的各种有机化合物。

VOCs 按化学结构可分为:烷类、芳烃类、酯类、醛类 和其他等。目前已鉴定出的有300多种。最常见的有苯、甲 苯、二甲苯、苯乙烯、三氯乙烯、三氯甲烷、三氯乙烷、 二异氰酸酯(TDI)、二异氰甲苯酯等。

VOCs 处理技术
燃烧法 溶剂吸收法 吸附法 冷凝法
控制技术
生物法 吸附-催化氧化技术 光催化降解技术 等离子体
燃烧法
燃烧法是利用VOCs易燃烧性质进行处理的一种方法。VOCs气 体进入燃烧室,在足够高的温度、过量的空气、高温湍流条件 下,进行完全燃烧,最终生成CO2、H2O后外排。但存在投资 较高、运行费用高且不完全燃烧会产生二次污染的缺点。
危害神经系统: 长期受到低浓度VOCs 物质刺激会引起嗅觉疲劳、嗅觉 丧失,最后导致大脑皮质兴奋和抑制的调节功能失调。
§2 VOCs污染预防

VOCs控制技术可分为两类

改进工艺技术、更换设备和防止泄漏为主的预防性措施

替换原材料,减少引入到生产过程中的VOCs总量 改变运行条件,减少VOCs的形成和挥发 更换设备等,减少VOCs泄露
热力燃烧工艺流程图
催化燃烧法是VOCs经过热交换器、预热器加温后,进入催
化反应器,进行催化燃烧。该法适用于低浓度 VOCs 的处理。 其工艺流程如下:
催化燃烧工艺流程图
吸收法的原理是采用低挥发或不挥发性溶剂对VOCs进行吸 收,再利用VOCs分子和吸收剂物理性质的差异进行分离。 吸收效果主要取决于吸收剂的吸收性能和吸收设备的结构特 征、VOCs种类、浓度、性质和吸附系统的操作温度、湿度、压 力等因素。 该方法具有技术成熟、运行简单的优点,但存在处理效果很难

基本方法:冷凝法、吸收法、吸附法、燃烧(催 化燃烧、热力燃烧或直接燃烧)、膜法、生物法 等,或上述方法的组合。 选择方法:既考虑技术上的可行性,又考虑经济 上的可行性。具体应从污染物的性质、浓度、净 化要求并结合生产中的具体情况以及投资、运转 费用、回收效益等诸方面予以考虑,同时还要综 合考虑环境效益和社会效益。
通常采用的燃烧方式有直接燃烧法、热力燃烧法和催化燃烧 法。据资料介绍,当废气的质量浓度超过1500ppm时,焚烧 法是唯一有效的办法 。
VOCs燃烧原理及动力学

燃烧与爆炸 当混合气体含有的氧和可燃组分在一定的浓度范围内,某一 点被燃着时产生的热量,可以继续引燃周围的混合气体,此 浓度范围就是爆炸极限浓度范围

末端治理为主的控制性措施
VOCs控制技术
VOCs替代
涂料施工、喷漆、电缆、印刷、粘接、金属清洗等行业均需利 用有机溶剂,在使用时有机溶剂绝大部分经挥发进入大气环 境,造成严重的局部污染,而且还有可能造成对健康环境的潜 在危害。因此,采用无毒或低毒原料替代或部分代替有机溶 剂,做到不排或少排有害的VOCs,是减少这类污染的有效途径。
达到期望标准。且不同VOCs气体需要使用不同的洗涤液,因而
运行费用高,此外还必须对排液进行处理。
其工艺流程如下:
吸收一般吸工艺流程图
吸附法
吸附法控制VOCs的原理是将含VOCs的气态混合物与多孔性固 体接触时,利用固体表面存在的未平衡的分子吸附力或化学键 力,把混合气体中VOCs组分吸附留在固体表面的分离过程。 该方法的优点是设备简单,动力消耗少,去除效果好,但是由于 吸附容量的限制而存在再生和更换的问题以及产生二次污染问
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