揮發(fā)性有機物控制VOC課件

第十章?lián)]發(fā)性有機物污染控制第十章?lián)]發(fā)性有機物污染控制關(guān)于VOCs（VolatileOrganicCompounds）的定義有多種形式，例如美國ASTMD3960-98標準將VOC定義為任何能參加大氣光化學反應的有機化合物；美國聯(lián)邦環(huán)保署（EPA）將VOCs定義為除CO、CO2、H2CO3、金屬碳化物、金屬碳酸鹽和碳酸銨外任何參與大氣光化學反應的碳化合物；世界衛(wèi)生組織（WHO）對VOCs的定義為熔點低于室溫而沸點在50~260℃之間的揮發(fā)性有機化合物的總稱。大氣污染控制工程中的定義是：VOCs是一類有機化合物的統(tǒng)稱，在常溫下它們的蒸發(fā)速度大，易揮發(fā)。什么是揮發(fā)性有機物？關(guān)于VOCs（VolatileOrganicCompouVOCs的定義VOCs的危害WHO沸點在

50-260

C之間的所有有機物,除了殺蟲劑EU在

20

C條件下，蒸氣壓大于0.01KPa的所有有機物USEPA所有含碳的并參加大氣中光化學反應的有機物AustralianNationalPollutionInventory澳大利亞國家污染物清單在

25

C條件下蒸氣壓大于0.27kPa的所有有機物毒性&刺激性:丙酮,脂肪烴(C6-C12),含氯溶劑,醋酸丁酯,二氯苯,4-苯己烯,萜烯（松香油）,臭氧致癌性:苯,1,3-丁二烯,甲醛VOCs的定義VOCs的危害WHOEUUSEPAAustr常見揮發(fā)性有機物種類VOCs按其化學結(jié)構(gòu)，可以進一步分為：烷類、芳烴類、酯類、醛類和其他等。目前已鑒定出的有300多種。甲苯（Toluene）二甲苯(Xylene)對-二氯苯(para-dichlorobenzene)乙苯(Ethylbenzene)苯乙烯(Styrene)甲醛(Formaldehyde)（易溶于水）乙醛(Acetaldehyde)（除甲醛以外，絕大多數(shù)揮發(fā)性有機化合物一般都不溶于水而易溶于有機溶劑）三氯甲烷三氯乙烷二異氰酸酯（TDI）二異氰甲苯酯等。

常見揮發(fā)性有機物種類VOCs按其化學結(jié)構(gòu)，可以進一步分為：甲VOCs的來源運輸燃料工業(yè)產(chǎn)品氟氯化碳其它溶劑使用VOCs的來源運輸燃料工業(yè)產(chǎn)品氟氯化碳其它溶劑使用含VOCs的產(chǎn)品含VOCs的產(chǎn)品揮發(fā)性有機物控制VOC課件Q&A1.什么是揮發(fā)性有機物？2.VOCs對我們有哪些危害Q&A1.什么是揮發(fā)性有機物？2.VOCs對我們有哪些危害蒸氣壓是判斷有機物是否屬于揮發(fā)性有機物的主要依據(jù)溫度越高，蒸氣壓越大一、

蒸氣壓與蒸發(fā)蒸氣壓是判斷有機物是否屬于揮發(fā)性有機物的主要依據(jù)一、蒸氣壓空氣中VOCs的含量低，可視為理想氣體，拉烏爾定律蒸氣壓－氣相中組分i的摩爾分數(shù)－液相中組分i的摩爾分數(shù)－純組分i的蒸氣壓－總壓空氣中VOCs的含量低，可視為理想氣體，拉烏爾定律蒸氣壓－氣蒸氣壓氣液平衡：克勞休斯－克拉佩龍（Clausius－Clapyron）方程－平衡蒸氣壓，mmHg－系統(tǒng)溫度，K－經(jīng)驗常數(shù)安托萬（Antoine）方程－溫度，oC－經(jīng)驗常數(shù)，參見課本P419蒸氣壓氣液平衡：克勞休斯－克拉佩龍（Clausius－Cla揮發(fā)與溶解揮發(fā)與溶解二、VOCS污染預防VOCs控制技術(shù)可分為兩類防止泄漏為主的預防性措施替換原材料改變運行條件更換設(shè)備等末端治理為主的控制性措施二、VOCS污染預防VOCs控制技術(shù)可分為兩類VOCS控制技術(shù)VOCS控制技術(shù)VOCS替代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：回收利用放空氣體由于受經(jīng)濟、技術(shù)等因素的制約，尋找VOCs代用品和革新工藝的措施并不能完全控制VOCs的排放，為此，必須采用必要的末端治理措施。工藝改革非揮發(fā)性溶劑工藝取代揮發(fā)性溶劑工藝，如流化床粉劑涂料蒸發(fā)散逸控制充入、呼吸和排空損耗蒸發(fā)散逸控制充入、呼吸和排空損耗充入、呼吸和排空損耗充入、呼吸和排空導致的VOCs排放－組分i的排放量－排出空氣中VOCs的濃度－組分i的摩爾質(zhì)量－排出空氣中VOCs的摩爾分率－混合氣體的摩爾體積充入、呼吸和排空損耗充入、呼吸和排空導致的VOCs排放－組分充入、呼吸和排空損耗呼吸損耗呼吸損耗－溫度變化使容器產(chǎn)生“吸進和呼出”而導致的有機物損耗白天呼出，夜晚吸進可通過在容器出口附加的蒸氣保護閥來控制充入、呼吸和排空損耗呼吸損耗汽油的轉(zhuǎn)移和呼吸損耗汽油50余種碳氫化物和其他痕量物質(zhì)，C8H17汽油已揮發(fā)部分所占的百分比/%汽油的轉(zhuǎn)移和呼吸損耗汽油汽油已揮發(fā)部分所占的百分比/%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控制三、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三、VOCS控制方法和工藝燃燒法1.燃燒法（Combustion）

用燃燒方法將有害氣體、蒸氣、液體或煙塵轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)的過程稱為燃燒凈化，亦稱焚燒法1.燃燒法（Combustion）用燃燒方法將有害氣體、蒸燃燒法燃燒氧化作用及高溫下的熱分解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，如－燃燒時放出的熱量燃燒氧化作用及高溫下的熱分解－燃燒時放出的熱量VOCs燃燒原理及動力學燃燒動力學單位時間VOCs減少多數(shù)化學反應，遵循阿累尼烏斯方程氧氣濃度遠高于VOCs濃度VOCs燃燒原理及動力學燃燒動力學多數(shù)化學反應，遵循阿累尼烏VOCs燃燒原理及動力學燃燒與爆炸燃燒濃度極限范圍＝爆炸濃度極限范圍多種可燃氣體與空氣混合，爆炸極限范圍－混合氣體的爆炸極限－i組分的爆炸極限－各組分的百分含量VOCs燃燒原理及動力學燃燒與爆炸－混合氣體的爆炸極限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1100℃左右火炬燃燒：產(chǎn)生大量有害氣體、煙塵和熱輻射，應盡量避免直接燃燒法不適于處理低濃度廢氣。燃燒工藝直接燃燒燃燒工藝熱力燃燒（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、湍流混合燃燒工藝熱力燃燒（ThermalCombustion)燃燒工藝熱力燃燒（ThermalCombustion)燃燒工藝熱力燃燒（ThermalCombustion)燃燒工藝催化燃燒（CatalyticCombustion）燃燒工藝催化燃燒（CatalyticCombustion）燃燒工藝催化燃燒裝置優(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燃燒工藝催化燃燒裝置燃燒工藝問題：不完全燃燒。過程會產(chǎn)生有害的中間產(chǎn)物，如乙醛，二噁英，呋喃。燃燒工藝問題：2.吸收（洗滌）法（Absorption）吸收工藝：

溶劑吸收法采用低揮發(fā)或不揮發(fā)性溶劑對VOCs進行吸收，再利用VOCs分子和吸收劑物理性質(zhì)的差異進行分離。吸收效果主要取決于吸收劑的吸收性能和吸收設(shè)備的結(jié)構(gòu)特征。VOCs吸收工藝2.吸收（洗滌）法（Absorption）吸收工藝：VOCs該工藝適用于VOCs濃度比較高，溫度較低和壓力較高的場合。吸收裝置多為氣液相反應器。吸收工藝該工藝適用于VOCs濃度比較高，溫度較低和壓力較高的場合。吸吸收工藝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穩(wěn)定性和無毒無害性分子量低吸收工藝吸收劑的要求吸收設(shè)備主要設(shè)計指標液氣比塔徑塔高吸收設(shè)備主要設(shè)計指標3.冷凝法（Condensation）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是利用物質(zhì)在不同溫度下具有不同飽和蒸汽壓這一物理性質(zhì)，采用降低系統(tǒng)溫度或提高系統(tǒng)壓力的方法，使處于蒸汽狀態(tài)的污染物冷凝并從廢氣中分離出來的過程。3.冷凝法（Condensation）適于廢氣體積分數(shù)10-冷凝系統(tǒng)流程圖冷凝原理冷凝系統(tǒng)流程圖冷凝原理冷凝類型和設(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、噴灑式、螺旋板傳熱方程冷凝類型和設(shè)備接觸冷凝4.吸附法（Adsorption）4.吸附法（Adsorption）吸附工藝活性炭吸附VOCs的性能最佳亦有部分VOCs不易解吸，不宜用活性炭吸附吸附工藝活性炭吸附VOCs的性能最佳吸附工藝吸附容量利用波拉尼曲線估算多組分吸附過程各組分均勻吸附于活性炭上揮發(fā)性強的物質(zhì)被弱的物質(zhì)取代吸附工藝吸附容量活性炭的吸附熱物理吸附吸附熱＝凝縮熱+潤濕熱估算式－吸附熱，kJ/kg－吸附蒸氣量,m3/kg－常數(shù)，表10-16活性炭的吸附熱物理吸附－吸附熱，kJ/kg5.生物法（BiologicalOxidation）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工藝5.生物法（BiologicalOxidation）原理生物法生物法生物洗滌塔（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過濾塔生物過濾塔生物法工藝性能比較生物法工藝性能比較光催化氧化法低溫等離子體凈化法氣體放電光催化法（低溫等離子體與光催化結(jié)合）低溫等離子體協(xié)同吸附低溫等離子體協(xié)同催化（Mn，Ag等金屬催化劑）VOCs處理的新方法光催化氧化法VOCs處理的新方法THANK