第三節(jié) VOCs控制方法和工藝

第三節(jié)

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－燃燒時(shí)放出的熱量VOCs燃燒原理及動(dòng)力學(xué)燃燒動(dòng)力學(xué)單位時(shí)間VOCs減少多數(shù)化學(xué)反應(yīng)，遵循阿累尼烏斯方程氧氣濃度遠(yuǎn)高于VOCs濃度VOCs燃燒原理及動(dòng)力學(xué)VOCsA,1/sE,kcal/mol

k,1/s538oC649oC760oC丙烯醛丙烯腈丙醇3.30E+102.13E+121.75E+0635.952.121.46.992580.019462.99528102.370.9614.83841.4720.3452.07氯丙烷苯1-丁烯氯苯環(huán)己胺1，2-二氯乙烷乙烷乙醇Ethylacrylate乙烯3.89E+077.43E+213.74E+141.34E+175.13E+124.82E+115.65E+145.37E+112.19E+121.37E+124.39E+115.20E+0529.195.958.276.647.645.663.648.146.050.844.714.70.560340.000110.077600.000310.764670.248510.004110.058690.880940.028040.3956258.863534.930.146.020.0926.847.510.482.1427.441.2511.18170.6427.2138.59183.058.41438.42109.1119.9335.97407.9924.64154.04404.29VOCs燃燒原理及動(dòng)力學(xué)例：試計(jì)算燃燒溫度分別為538、649和760oC時(shí)，去除廢氣中99.9%的苯所需的時(shí)間。解：假設(shè)燃燒反應(yīng)為一級(jí)，即n=l，一級(jí)反應(yīng)，對(duì)式（10-8）積分，得

當(dāng)T=5380C時(shí)，由表10-8，得k=0.00011/s，代入式（10-9），得

同理可求得T=649、7600C時(shí)所需的燃燒時(shí)間分別為49s、0.2s。

（10-9）VOCs燃燒原理及動(dòng)力學(xué)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?xì)怏w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(shí)間、湍流混合燃燒工藝熱力燃燒燃燒工藝催化燃燒（CatalyticCombustion）燃燒工藝具有熱回收裝置的催化燃燒器催化燃燒裝置燃燒工藝催化燃燒優(yōu)點(diǎn)：無(wú)火焰燃燒，安全性好溫度低：300～450oC，輔助燃料消耗少對(duì)可燃組分濃度和熱值限制少燃燒工藝吸收（洗滌）法（Absorption）吸收工藝吸收工藝吸收劑的要求對(duì)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(wú)毒無(wú)害性分子量低吸收設(shè)備主要設(shè)計(jì)指標(biāo)液氣比塔徑塔高冷凝法（Condensation）適于廢氣體積分?jǐn)?shù)10-2以上的有機(jī)蒸氣常作為其它方法的前處理冷凝原理冷凝溫度處于露點(diǎn)和泡點(diǎn)溫度之間越接近泡點(diǎn)，凈化程度越高時(shí)，對(duì)應(yīng)溫度為泡點(diǎn)泡點(diǎn)溫度時(shí)，對(duì)應(yīng)的溫度為露點(diǎn)

Ki－相平衡常數(shù)露點(diǎn)溫度相平衡常數(shù)冷凝計(jì)算壓力P，溫度t，進(jìn)料中i組分的摩爾分率zi，計(jì)算液化率f、冷凝后氣液組成xi、yi冷凝熱由和上式可得f、xi、yi氣液平衡關(guān)系代入上式得

i組分的物料平衡物料平衡液化率冷凝類型和設(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系統(tǒng)的