大氣污染控制工程10VOC污染控制課件

1、大氣污染控制工程10VOC污染控制主要內容蒸氣壓及蒸發(fā)VOCs污染控制方法和工藝VOCs污染預防第一節(jié) 蒸氣壓與蒸發(fā) 揮發(fā) 蒸氣壓是判斷是否屬于VOCs的主要依據一、蒸氣壓溫度越高，蒸氣壓越大1、蒸汽壓的作用2、蒸汽壓與溫度的關系空氣中VOCs的含量低，可視為理想氣體一、蒸氣壓3、拉烏爾定律例 估算在10 ，當水和乙醇的混合液在密閉容器中同空氣達到平衡時，氣相中水和乙醇的摩爾分數。已知混合液中水和乙醇的摩爾分數分別為62%和38%。解：查表10-1得到水和乙醇在10 時的蒸氣壓分別為9.21mmHg和23.6mmHg，分別代入公式，得一、蒸氣壓3、拉烏爾定律一、蒸氣壓4、安托萬方程例 1atm

2、、35的廢氣中含5000*10-6的甲苯，如果對其冷凝分離，要求甲苯去除效率為99%，需將廢氣冷卻到多少度？二、揮發(fā)1、不同蒸汽壓VOCs在標準大氣壓下的行為2、VOCs排放二、揮發(fā)例 一工廠每年操作7280h。其噴漆車間用12支噴槍同時操作，每支噴槍每小時可噴油漆0.8加侖。油漆中的VOCs含量為30.1%（質量分數），其余69.9%為不揮發(fā)的固體。噴出油漆中40%的VOCs排放到大氣中。油漆密度為10磅/加侖。計算該廠每年的VOCs排放量。解：該廠每年使用的油漆量： 0.8 12 728010=698880磅/年 年VOCs排放量： 21036340%=84145磅/年2、VOCs排放二、

3、揮發(fā) 該廠每年使用的VOCs量： 69888030.1%=210363磅/年主要內容蒸氣壓及蒸發(fā)VOCs污染控制方法和工藝VOCs污染預防第二節(jié) VOCs 污染預防 避免排放的預防性措施 VOCs控制技術分為兩大類末端治理為主的控制性措施替換原材料改變工藝控制泄漏第二節(jié) VOCs 污染預防 VOCs控制技術分為兩大類一、VOCs替代二、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石油及石化生產過程：回收利用放空氣體（烴類）三、泄漏損耗及控制1、充入、呼吸和排空損耗引起的VOCs排放量呼吸損耗呼吸損耗溫度變化使容器產生“吸進和呼出”而導致的有機物損耗白天呼出，夜晚

4、吸進可通過在容器出口附加蒸氣保護閥來控制三、泄漏損耗及控制1、充入、呼吸和排空損耗2、轉移損耗控制方法浮頂罐，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，避免充入、排出損耗。但這種密封方式仍然會有密封損失三、泄漏損耗及控制主要內容蒸氣壓及蒸發(fā)VOCs污染控制方法和工藝VOCs污染預防第三節(jié) 燃燒法控制VOCs污染 燃燒法特點 燃燒動力學及燃燒極限 燃燒工藝一、燃燒法特點適用于可燃或高溫分解的物質不能回收有用物質，但可回收熱量燃燒反應，如二、燃燒動力學及燃燒極限單位時間VOCs減少量1、燃燒動力學例 試計算燃燒溫度分別為538、649和760oC時，去除廢氣中

5、99.9%的苯所需的時間。解：假設燃燒反應為一級，即n=1，反應速率方程可寫為： 當T=538時，查表10-8，得k=0.00011/s，這樣有：同理可得T=649、760時所需燃燒時間分別為49s、0.2s二、燃燒動力學及燃燒極限1、燃燒動力學例 廢氣中甲苯含量為1000*10-6，在絕熱的焚燒爐內停留時間為0.5s。欲使甲苯去除效率達到99.9%，計算所需的燃燒溫度。（設燃燒反應為一級反應）解：VOCs的燃燒反應速率：燃燒極限濃度范圍爆炸極限濃度范圍2、燃燒與爆炸多種可燃氣體與空氣混合，爆炸極限范圍計算二、燃燒動力學及燃燒極限三、燃燒工藝適用于可燃有害組分濃度較高或熱值較高的廢氣1、直接燃

6、燒（燃料）溫度1100左右設備：燃燒爐、窯、鍋爐火炬燃燒：產生有害氣體、煙塵和熱輻射，應盡量避免適于低濃度廢氣的凈化2、熱力燃燒（助燃氣體、燃燒對象）溫度低，540820必要條件：3T三、燃燒工藝廢氣燃燒凈化所需溫度、時間s2、熱力燃燒（助燃氣體、燃燒對象）三、燃燒工藝3、催化燃燒（催化劑）優(yōu)點無火焰燃燒，安全性好溫度低：300450，輔助燃料消耗少對可燃組分濃度和熱值限制少需注意的問題預處理，除去粉塵、液滴、有害組分預熱，達到催化劑起燃溫度釋放熱量須回收三、燃燒工藝實際裝置示意圖4、燃燒工藝比較三、燃燒工藝第五節(jié) 冷凝法控制VOCs污染特 點降溫使VOCs冷凝適于廢氣體積分數10-2以上的有

7、機蒸氣常作為其它方法的前處理主要內容 冷凝原理冷凝類型和設備冷凝計算一、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1、相平衡常數2、露點溫度3、泡點溫度二、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yi 、xi液化率物料平衡i 組分物料平衡又氣液平衡代入，則有又聯立求得f、yi 、xi冷凝熱三、冷凝類型和設備被冷凝氣體與冷卻介質直接接觸1、接觸冷凝噴射塔、噴淋塔、填料塔、篩板塔2、表面冷凝(間接冷卻)冷凝氣體與冷卻壁接觸列管式、翅管空冷、淋灑式、螺旋板第七節(jié) 生物法控制VOCs污染 基本原理反應裝置類別及比較 微生物類別影響凈化效果

8、的因素生物法處理廢氣實例微生物將有機成分作為碳源和能源，并將其分解為CO2和H2O一、基本原理具體過程：廢氣中污染物由氣膜擴散到液膜溶解于液膜中的污染物擴散到生物膜，被微生物捕獲并吸收微生物將污染物轉化為CO2和H2OCO2從生物膜脫附并反擴散至氣相主體，H2O保留在生物膜內二、微生物類別主要是異養(yǎng)菌用于處理VOCs的微生物菌屬微生物種類目標污染物舉例假單胞菌屬小分子烴乙烷諾卡氏菌屬小分子芳香族化合物二甲苯黃桿菌屬氯代化合物氯甲烷放線菌芳香族化合物甲苯真菌聚合高分子聚乙烯氧化硫硫桿菌有機硫化物硫醇按微生物的存在形式：三、反應裝置類別及比較懸浮生長附著生長按液相是否連續(xù)流動：連續(xù)相非連續(xù)相1、生

9、物洗滌塔三、反應裝置類別及比較2、生物滴濾塔三、反應裝置類別及比較3、生物過濾塔三、反應裝置類別及比較4、裝置性能比較三、反應裝置類別及比較四、影響凈化效果的因素1、填料最佳的微生物生長環(huán)境較大的比表面積一定的結構強度持水能力強空隙率高體密度較低2、溫度微生物種類溫度范圍/假單胞菌2535環(huán)狀弧菌3035硫桿菌2530放線菌2030四、影響凈化效果的因素3、pH微生物種類pH范圍最適pH假單胞菌6.57.57.0環(huán)狀弧菌7.08.07.5硫桿菌5.57.57.0放線菌7.08.07.0四、影響凈化效果的因素4、溶解氧好氧微生物5、填料濕度太低，微生物失活，填料破裂使氣流短路太高，壓降增高，停留時間降低，供氧不足4060%，生物濾膜性能較穩(wěn)定四、影響凈化效果的因素五、生物法處理