《大气污染控制工程2010-第11讲挥发性有机》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大气污染控制工程2010-第11讲挥发性有机（50页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、大气污染控制工程第十一讲 VOCs的污染控制扬州大学环境科学与工程学院 VOCs的污染控制2l 1.蒸气压及蒸发l 2.VOCs（volatile organic compounds）污染预防l 3.VOCs污染控制方法和工艺扬州大学环境科学与工程学院 蒸气压与蒸发l 蒸气压是判断有机物是否属于挥发 性有机物的主要依据 l 温度越高，蒸气压越大3扬州大学环境科学与工程学院 蒸气压蒸气压l 空气中VOCs的含量低，可视为理想气体，拉乌尔定律蒸气压与蒸发4扬州大学环境科学与工程学院 l 气液平衡：克劳休斯克拉佩龙（ClausiusClapyron）方程蒸气压蒸气压蒸气压与蒸发5扬州大学环境科学与工
2、程学院 挥发与溶解挥发与溶解蒸气压与蒸发6扬州大学环境科学与工程学院 VOCsVOCs的排放的排放蒸气压与蒸发7扬州大学环境科学与工程学院 VOCs污染预防l VOCs控制技术可分为两类 防止泄漏为主的预防性措施- 替换原材料- 改变运行条件- 更换设备 等 末端治理为主的控制性措施8扬州大学环境科学与工程学院 VOCsVOCs控制技术控制技术VOCs污染预防9扬州大学环境科学与工程学院 VOCsVOCs替代替代VOCs污染预防10扬州大学环境科学与工程学院 工艺改革工艺改革 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 石油及石化生产过程：回收利用放空气体VOCs污染
3、预防11扬州大学环境科学与工程学院 泄漏损耗及控制泄漏损耗及控制l 充入、呼吸和排空损耗VOCs污染预防12扬州大学环境科学与工程学院 充入、呼吸和排空损耗充入、呼吸和排空损耗l 充入、呼吸和排空导致的VOCs排放VOCs污染预防13扬州大学环境科学与工程学院 充入、呼吸和排空损耗充入、呼吸和排空损耗l 呼吸损耗 呼吸损耗温度变化使容器产生“吸进和呼出”而导致的有机物损耗 白天呼出，夜晚吸进 可通过在容器出口附加的蒸气保护阀来控制VOCs污染预防14扬州大学环境科学与工程学院 汽油的汽油的转转转转移和呼吸移和呼吸损损损损耗耗 l 汽油 50余种碳氢化物和其他痕量物质，C8H17汽油已挥发挥发
4、部分所占的百分 比/%VOCs污染预防15扬州大学环境科学与工程学院 汽油的转移和呼吸损耗汽油的转移和呼吸损耗VOCs污染预防16扬州大学环境科学与工程学院 转移损耗控制方法转移损耗控制方法浮顶罐，用于储存大量的高挥发 性的液体。用于密封的浮顶盖浮在 液面上，液面以上没有空隙。液体注入或流出时顶 盖随之上下浮动 ，避免上面所讲述的呼吸损耗。但是这种密封方式（一般采用有弹 性的橡胶薄盖，类似于汽车上的雨刷）并不是完美的，仍然会有密 封损失。这张 草图没有给出防雨雪装置和其他的细节 。VOCs污染预防17扬州大学环境科学与工程学院 转转转转移移损损损损耗控制方法耗控制方法阶阶阶阶段段1 1控制控制
5、VOCs污染预防18扬州大学环境科学与工程学院 转转转转移移损损损损耗控制方法耗控制方法阶阶阶阶段段2 2控制控制VOCs污染预防19扬州大学环境科学与工程学院 VOCs控制方法和工艺l 燃烧法l 吸收（洗涤）法l 冷凝法l 吸附法l 生物法20扬州大学环境科学与工程学院 燃燃烧烧烧烧法（法（CombustionCombustion）l 适用于可燃或高温分解的物质l 不能回收有用物质，但可回收热量l 燃烧反应，如VOCs控制方法和工艺21扬州大学环境科学与工程学院 VOCsVOCs燃燃烧烧烧烧原理及原理及动动动动力学力学l 燃烧动力学 单位时间VOCs减少量VOCs控制方法和工艺22扬州大学环
6、境科学与工程学院 VOCsVOCs燃燃烧烧烧烧原理及原理及动动动动力学力学VOCsA/s-1E /4.18kJmol-1k/s-1538oC649oC 760oC丙烯醛 丙烯腈 丙醇3.30E+10 2.13E+12 1.75E+0635.9 52.1 21.46.99258 0.01946 2.99528102.37 0.96 14.83841.47 20.34 52.07氯丙烷 苯 1-丁烯 氯苯 环己胺 1，2-二氯乙烷 乙烷 乙醇 乙基丙稀酸酯 乙烯 甲酸乙酯 乙硫醇3.89E+07 7.43E+21 3.74E+14 1.34E+17 5.13E+12 4.82E+11 5.65E+
7、14 5.37E+11 2.19E+12 1.37E+12 4.39E+11 5.20E+0529.1 95.9 58.2 76.6 47.6 45.6 63.6 48.1 46.0 50.8 44.7 14.70.56034 0.00011 0.07760 0.00031 0.76467 0.24851 0.00411 0.05869 0.88094 0.02804 0.39562 58.863534.93 0.14 6.02 0.09 26.84 7.51 0.48 2.14 27.44 1.25 11.18 170.6427.21 38.59 183.05 8.41 438.42 109
8、.11 19.93 35.97 407.99 24.64 154.04 404.29VOCs控制方法和工艺23扬州大学环境科学与工程学院 VOCsVOCs燃燃烧烧烧烧原理及原理及动动动动力学力学例：试计 算燃烧温度分别为 538、649和760oC时，去除废气中 99.9%的苯所需的时间 。 解：假设燃烧反应为 一级，即n=l，对式（10-8）积分，得 当T=5380C时，由表10-8，得k=0.00011/s，代入式（10-9）， 得同理可求得T=649、7600C时所需的燃烧时间 分别为 49s、0.2s 。VOCs控制方法和工艺24扬州大学环境科学与工程学院 VOCsVOCs燃燃烧烧烧烧
9、原理及原理及动动动动力学力学l 燃烧与爆炸 燃烧极限浓度范围爆炸极限浓度范围 多种可燃气体与空气混合，爆炸极限范围VOCs控制方法和工艺25扬州大学环境科学与工程学院 燃燃烧烧烧烧工工艺艺艺艺l 直接燃烧 适用于可燃有害组分浓度较高或热值较 高的废气 设备：燃烧炉、窑、锅炉 温度1100oC左右 火炬燃烧：产生大量有害气体、烟尘和热辐射，应尽量避免VOCs控制方法和工艺26扬州大学环境科学与工程学院 燃烧工艺燃烧工艺l 热力燃烧（Thermal Combustion) 适于低浓度废气的净化 温度低，540820oC 必要条件：温度、停留时间、湍流混合VOCs控制方法和工艺27扬州大学环境科学与
10、工程学院 燃燃烧烧烧烧工工艺艺艺艺l 热力燃烧VOCs控制方法和工艺28扬州大学环境科学与工程学院 燃燃烧烧烧烧工工艺艺艺艺l 催化燃烧（Catalytic Combustion）VOCs控制方法和工艺29扬州大学环境科学与工程学院 燃燃烧烧烧烧工工艺艺艺艺具有热热回收装置的催化燃烧烧器l 催化燃烧装置VOCs控制方法和工艺30扬州大学环境科学与工程学院 燃燃烧烧烧烧工工艺艺艺艺l 催化燃烧 优点：- 无火焰燃烧，安全性好- 温度低：300450oC，辅助燃料消耗少- 对可燃组分浓度和热值限制少VOCs控制方法和工艺31扬州大学环境科学与工程学院 燃燃烧烧烧烧工工艺艺艺艺VOCs控制方法和工艺
11、32扬州大学环境科学与工程学院 吸收（洗吸收（洗涤涤涤涤）法（）法（AbsorptionAbsorption）l 吸收工艺VOCs控制方法和工艺33扬州大学环境科学与工程学院 吸收工吸收工艺艺艺艺l 吸收剂的要求 对被去除的VOCs有较大的溶解性 蒸气压低 易解吸 化学稳定性和无毒无害性 分子量低VOCs控制方法和工艺34扬州大学环境科学与工程学院 吸收吸收设备设备设备设备l 主要设计指标 液气比 塔径 塔高VOCs控制方法和工艺35扬州大学环境科学与工程学院 冷凝法（冷凝法（CondensationCondensation）l 适于废气体积分数10-2以上的有机蒸气 l 常作为其它方法的前处
12、理VOCs控制方法和工艺36扬州大学环境科学与工程学院 冷凝原理冷凝原理l 冷凝温度处于露点和泡点温度之间l 越接近泡点，净化程度越高VOCs控制方法和工艺37扬州大学环境科学与工程学院 冷凝冷凝计计计计算算l 压力P，温度t，进料中i组分的摩尔分率zi，计算液化率f、冷凝 后气液组成xi、yiVOCs控制方法和工艺38扬州大学环境科学与工程学院 冷凝冷凝类类类类型和型和设备设备设备设备l 接触冷凝 被冷凝气体与冷却介质直接接触 喷射塔、喷淋塔、填料塔、筛板塔VOCs控制方法和工艺39扬州大学环境科学与工程学院 冷凝系冷凝系统统统统的的设计设计设计设计l 给定脱除效率、出口浓度 l 确定冷凝温
13、度l 冷凝温度 冷凝剂类型 l 计算冷凝器的热负荷 l 热负荷热传递 系数 冷凝器尺寸VOCs控制方法和工艺40扬州大学环境科学与工程学院 吸附法（吸附法（AdsorptionAdsorption）l 吸附工艺VOCs控制方法和工艺41扬州大学环境科学与工程学院 吸附工吸附工艺艺艺艺l 活性炭吸附VOCs的性能最佳 l 亦有部分VOCs不易解吸，不宜用活性炭吸附VOCs控制方法和工艺42扬州大学环境科学与工程学院 吸附工吸附工艺艺艺艺l 吸附容量 利用波拉尼曲线估算 l 多组分吸附 过程 - 各组分均等吸附于 活性炭上 - 挥发性强的物质被 弱的物质取代VOCs控制方法和工艺43扬州大学环境科
14、学与工程学院 活性炭的吸附活性炭的吸附热热热热l 物理吸附 吸附热凝缩热+润湿热 估算式VOCs控制方法和工艺44扬州大学环境科学与工程学院 生物法（生物法（Biological OxidationBiological Oxidation）l 原理 微生物将有机成分作为碳源和能源，并将其分解为 CO2和H2Ov 工艺艺VOCs控制方法和工艺45扬州大学环境科学与工程学院 生物洗生物洗涤涤涤涤塔（塔（悬悬悬悬浮生浮生长长长长系系统统统统）VOCs控制方法和工艺46扬州大学环境科学与工程学院 生物滴滤塔生物滴滤塔VOCs控制方法和工艺47扬州大学环境科学与工程学院 生物过滤塔（附着生长系统）生物过滤塔（附着生长系统）VOCs控制方法和工艺48扬州大学环境科学与工程学院 生物过滤塔生物过滤塔VOCs控制方法和工艺49扬州大学环境科学与工程学院 生物法工艺比较生物法工艺比较VOCs控制方法和工艺50
