organic-waste-gas-vocs

- Główne składniki: różne lotne związki organiczne, takie jak benzen, toluen, ksylen, formaldehyd, aceton, octan etylu, alkany, alkeny itp.
- Źródła: produkcja chemiczna, powlekanie, drukowanie, farmaceutyki, przetwórstwo gumy i tworzyw sztucznych itp.

W przypadku organicznych gazów odlotowych, składających się głównie z różnych lotnych związków organicznych (LZO) z szerokiego zakresu źródeł, do oczyszczania można zastosować następujący sprzęt:

Urządzenia do adsorpcji węgla aktywnego
- Zasada: Węgiel aktywowany o bogatej strukturze mikroporowatej i dużej powierzchni ma dużą zdolność adsorpcji różnych LZO. Gdy organiczny gaz odlotowy przechodzi przez warstwę węgla aktywnego, cząsteczki LZO są adsorbowane na powierzchni, oczyszczając w ten sposób gaz odlotowy. Gdy węgiel aktywny osiągnie nasycenie, można go zregenerować poprzez przedmuchanie gorącym powietrzem lub desorpcję pary wodnej. Zdesorbowany organiczny gaz odlotowy o wysokim stężeniu można poddać dalszej obróbce.
- Zastosowanie: Nadaje się do oczyszczania organicznych gazów odlotowych o niskim i średnim stężeniu z dużą ilością powietrza. Ma doskonałe właściwości adsorpcji dla większości powszechnych LZO, takich jak benzen, toluen, ksylen, formaldehyd, aceton i octan etylu. Jednakże w przypadku gazów odlotowych o wysokim stężeniu węgiel aktywny wymaga częstej wymiany, co powoduje wysokie koszty operacyjne.

Urządzenia do spalania katalitycznego
- Zasada: Pod działaniem katalizatora (takiego jak katalizator z metalu szlachetnego, takiego jak platyna lub pallad, lub katalizator z tlenku metalu), LZO w organicznych gazach odlotowych ulegają reakcji utleniania w stosunkowo niskiej temperaturze (zwykle 200–400°C) w celu wytworzenia dwutlenku węgla i wody. Katalizator zmniejsza energię aktywacji reakcji, ułatwiając reakcję, jednocześnie zmniejszając zużycie energii.
- Zastosowania: Nadaje się do oczyszczania organicznych gazów odlotowych o niskim i średnim stężeniu, skutecznie oczyszcza różne LZO, w tym alkany, alkeny, szeregi benzenu, aldehydy i ketony. Szczególnie dobrze nadaje się do gazów odlotowych emitowanych w sposób ciągły. Sprzęt ten zapewnia wysoką skuteczność oczyszczania (ponad 95%), niskie zużycie energii i brak zanieczyszczeń wtórnych. Jest jednak wrażliwy na substancje zatruwające katalizator, takie jak pyły i metale ciężkie, znajdujące się w gazach odlotowych, wymagające wstępnej obróbki.

Sprzęt do regeneracyjnego utleniania termicznego (RTO).
- Zasada: Po wejściu do urządzeń RTO organiczne gazy odlotowe są najpierw podgrzewane w regeneratorze. Następnie trafia do komory utleniania, gdzie składniki organiczne ulegają utlenieniu i rozkładowi na dwutlenek węgla i wodę w wysokiej temperaturze (około 760°C). Powstały gaz o wysokiej temperaturze przechodzi następnie przez inny regenerator, uwalniając ciepło w celu ogrzania regeneratora, który następnie wykorzystuje się do wstępnego podgrzewania przychodzących gazów odlotowych, uzyskując odzysk ciepła. Zamieniając kanały wlotowe i wylotowe, regenerator naprzemiennie pobiera i oddaje ciepło.
- Zastosowania: Może oczyszczać organiczne gazy odlotowe o wysokim stężeniu i dużej objętości. Charakteryzuje się wysoką skutecznością oczyszczania wszystkich rodzajów lotnych związków organicznych, osiągając skuteczność oczyszczania przekraczającą 99%. Ponadto, dzięki odzyskowi ciepła, koszty operacyjne są stosunkowo niskie. Jednakże inwestycja w sprzęt jest stosunkowo duża, wymaga dużej powierzchni i jest bardziej odpowiednia do oczyszczania organicznych gazów odlotowych o stosunkowo stabilnym składzie.

Sprzęt do odzyskiwania kondensatu
- Zasada: W oparciu o tę charakterystykę, że substancje mają różną prężność pary nasyconej w różnych temperaturach, LZO w organicznych gazach odlotowych ulegają przesyceniu poprzez obniżenie temperatury lub zwiększenie ciśnienia w układzie, w ten sposób kondensując je do postaci ciekłej i oddzielając je od gazów odlotowych w celu odzysku.
- Zastosowanie: Nadaje się do oczyszczania organicznych gazów odlotowych o wysokim stężeniu i wysokiej temperaturze wrzenia, takich jak alkany i benzen. W przypadku gazów odlotowych o niskim stężeniu, duża ilość energii wymagana do obniżenia temperatury lub zwiększenia ciśnienia powoduje, że jest to mniej ekonomiczne. Urządzenia do odzyskiwania kondensatu umożliwiają odzyskiwanie i ponowne wykorzystanie rozpuszczalników organicznych, co zapewnia pewne korzyści ekonomiczne, wymaga jednak odporności na wysokie ciśnienie i niską temperaturę.

Sprzęt do oczyszczania biologicznego (filtry biologiczne, filtry biozraszające itp.)
- Zasada: Wykorzystując metabolizm drobnoustrojów, LZO w organicznych gazach odlotowych służą jako źródło węgla i źródło energii dla rozwoju drobnoustrojów. Degradacja mikrobiologiczna przekształca te LZO w dwutlenek węgla, wodę i materię komórek drobnoustrojów. W biofiltrze gazy odlotowe przechodzą przez warstwę filtracyjną zawierającą mikroorganizmy, gdzie LZO są adsorbowane i rozkładane przez mikroorganizmy. Z drugiej strony filtr biozraszający rozpyla roztwór odżywczy na podłoże zawierające drobnoustroje, aby utrzymać aktywność drobnoustrojów i oczyścić gazy odlotowe.
- Obowiązujące zastosowania: Nadaje się do oczyszczania biodegradowalnych organicznych gazów odlotowych o niskim i średnim stężeniu, takich jak etanol, aceton i octan etylu. Metoda ta zapewnia niskie koszty operacyjne i brak wtórnych zanieczyszczeń, ale na skuteczność oczyszczania znacząco wpływają takie czynniki, jak skład gazów odlotowych, temperatura, wilgotność i pH, i jest mniej skuteczna w przypadku oczyszczania substancji organicznych trudnych do biodegradacji.

W zastosowaniach praktycznych do oczyszczania organicznych gazów odlotowych zazwyczaj wybiera się pojedyncze urządzenie lub kombinację wielu urządzeń na podstawie wielu czynników, w tym jego specyficznego składu, stężenia, objętości powietrza, wzorców emisji i kosztów ekonomicznych. Na przykład w przypadku organicznych gazów odlotowych o niskim stężeniu i dużej objętości można najpierw zastosować adsorpcję i zatężanie na węglu aktywnym, a następnie spalanie katalityczne. W przypadku gazów odlotowych o wysokim stężeniu rozpuszczalniki organiczne można odzyskać poprzez kondensację, a następnie głębokie oczyszczanie przy użyciu RTO.