VOC Azaltma Yöntemleri

VOC'lerin iki azaltma yöntemi (Uçucu Organik Bileşikler) hakkında bilgi edinmek için bu makaleyi okuyun: 1. Fiziksel Yöntemler ve 2. Yanma Bazlı Yöntemler.

Fiziksel Yöntemler:

Fiziksel yöntemler yoğuşma, emilim ve adsorpsiyondur. Bu yöntemler VOC'lerin piyasa değerlerinden dolayı geri kazanılması amaçlandığında tek tek veya seri halinde kullanılabilir.

Yoğunlaşma:

Bu işlem doğrudan veya dolaylı olarak VOC içeren çiğ noktasının, çiğlenme noktasının altında soğutulmasından oluşur. Bu, bazı VOC'lerin yoğunlaşmasına neden olur. Arıtılmış gaz akımı, artık VOC'lere sahip olacaktır. Artık VOC'lerin konsantrasyonu, soğutucu giriş sıcaklığına bağlı olacaktır.

Kondenserler, emici / adsorbe edici / yakma fırınlarının yukarısında bulunur. Bir kondansatör kullanmanın amacı, değerli organik maddeleri geri kazanmak veya akış aşağı birim (ler) üzerindeki VOC yükünü azaltmak olabilir. Bir kondansatörün yalnızca bir atık gaz akışındaki VOC konsantrasyonu nispeten yüksek olduğunda kullanılabileceği söylenemez. Kaldırma verimliliği, başlangıçtaki VOC konsantrasyonuna ve soğutma suyu giriş sıcaklığına bağlı olarak yaklaşık% 50-90 olabilir.

Emilim:

VOC'lerin bir gaz akımından çıkarılması için genellikle yüksek kaynama noktalı organik bir sıvı (bir yağ) ile temizlenir. Ovma, dolu bir kulede veya bir elek plaka kulesinde veya bir püskürtme bölmesinde yapılır. İşlem (absorpsiyon), tekrar tekrar veya tam tersi şekilde gerçekleştirilebilir. Ortak uygulama şu anda karşı fırçalayın.

Bu işlem sırasında VOC'ler emici (çözücü) içinde çözülür. Arıtılmış gaz akımı, artık VOC içeriğine bağlı olarak atmosfere işlenebilir veya atılabilir. Kalıntı konsantrasyon, etkili gaz akışındaki ilk VOC konsantrasyonuna, çözücü içinde VOC çözünürlüğüne (sıcaklığa bağlı olan) ve gaz / çözücü kütle oranına bağlıdır.

VOC yüklü çözücüden VOC buharla sıyırma yoluyla geri kazanılır ve VOC içermeyen çözücü emiciye geri döndürülür. Düzgün tasarlanmış bir emici, % 90 veya daha fazla bir VOC giderim verimine sahip olabilir. VOC-buhar karışımı soğutulur ve yoğuşturulur. Etkili bir gaz akışındaki VOC konsantrasyonu 200-300 ppm'den düşükse, bu işlem normalde ekonomik değildir.

adsorpsiyon:

VOC içeren bir gaz akımı, bir adsorban tanecik yatağı, yani aktive edilmiş tanecikli karbon tanecikleri yatağı içinden geçirildiğinde, VOC molekülleri, dış yüzeylerde ve ayrıca taneciklerin mikro ve makro gözeneklerinin yüzeylerinde tutulur. Aslında adsorpsiyon, adsorban partiküllerin bazı spesifik noktalarında (aktif bölgeler) meydana gelir. Parçacıkların çoğunluğunun aktif bölgelerinin çoğu VOC molekülleri tarafından işgal edildiğinde, adsorpsiyon oranı yavaşlar ve işlem durdurulur.

Yatak daha sonra yeniden üretilir, yani adsorbe edilen maddeler, bir sıcak gaz veya buhar akımı geçirilerek uzaklaştırılır. Desorbe edilmiş maddeler yoğuşma ile geri kazanılabilir. Yatak adsorpsiyon işlemi için yeniden kullanılır. Adsorbe edilmiş moleküller partikül yüzeylerinde kuvvetli bir şekilde tutulursa, rejenerasyon daha yüksek bir sıcaklıkta hava oksidasyonu ile yapılır, böylece adsorbe edilmiş moleküller C02 ve H20'ya dönüştürülür. Karbon (adsorban) partiküllerin bazı kısımları ayrıca oksitlenir. C02.

Bir adsorbanın adsorpsiyon kapasitesi, adsorbatın (VOC) moleküler ağırlığına, VOC'lerin tipine ve konsantrasyonuna ve taşıyıcı gaz sıcaklığı, basıncı ve nemine bağlıdır. Kapasite, sıcaklığın azalması ve basıncın artmasıyla artar.

Su molekülleri tercihen adsorbe edildiklerinde bağıl nem (RH)% 50'yi aştığından kapasite olumsuz etkilenir. Bir adsorban, halojenli ve aromatik hidrokarbonların adsorpsiyonu için, alkoller, ketonlar ve aldehitler gibi oksijenli bileşiklerdekinden daha yüksek bir kapasiteye sahip olacaktır. Ticari olarak temin edilebilen farklı adsorban granüler aktif hindistan cevizi kabuğu kömürünün VOC adsorpsiyonu için ideal olduğu bulunmuştur.

Bir adsorpsiyon sistemindeki VOC giderim etkinliği yaklaşık% 95 olabilir. Bununla birlikte, çalışma sıcaklığına ve basıncına, adsorpsiyon ve rejenerasyon döngüsü süresine, bir gaz akışında bulunan VOC moleküllerinin türüne ve konsantrasyonuna bağlıdır.

Teorik olarak VOC giriş konsantrasyonunun üst sınırı yoktur; ancak pratikte 10.000 ppm VOC üst sınır olarak alınmıştır. Daha yüksek bir VOC konsantrasyonuna sahip olan bir gaz akımının taşınması için ya daha büyük bir yatak ya da daha kısa bir döngü kullanılmalıdır ve işlem ekonomik olmayabilir.

VOC'nin düşük (VOC) konsantrasyonlu (örneğin, 10 ppm'den az) bir gaz akımından adsorpsiyonu, VOC'nin, düşük VOC içeriği nedeniyle, desorbe edilmiş akıştan geri kazanılmasının zor olacağı için bir problem teşkil edecektir.

Adsorpsiyon, yüksek oranda uçucu bileşikler, yüksek kaynama dereceli bileşikler, polimerleştirilebilir bileşikler ve sıvı ve katı parçacıkları taşıyan gaz akışlarını içeren akışların işlenmesinde yaygın olarak kullanılmaz.

Yanma Tabanlı Yöntemler:

Yanma (oksidasyon) prosesleri katalitik veya katalitik olmayabilir.

Katalitik olmayan işlemler aşağıdaki şekillerde yapılabilir:

(i) Doğrudan yakma,

(ii) Geri kazanımlı oksidasyon,

(iii) Rejeneratif oksidasyon,

(iv) Fişekleri ve

(v) Mevcut kazanlarda ve proses ısıtıcılarında oksidasyon.

Genel olarak, yanmaya dayalı işlemler yüksek bir VOC giderim verimine sahiptir, örneğin yaklaşık% 98'dir. Yanma ürünleri C02'dir ve H20. Yanma sırasında NOx ve S02 de üretilebilir.

Katalitik Olmayan Yanma İşlemleri:

Bu işlemler genellikle 800-1100 ° C gibi daha yüksek bir sıcaklıkta gerçekleştirilir. VOC imha etkinliği, yanma bölgesinde kalma süresi, türbülans, karışım ve oksijenin mevcudiyetine bağlıdır. VOC yüklü gazın kalorifik değerine bağlı olarak ilave yakıt gerekebilir veya gerekmeyebilir.

(i) Doğrudan Yakma :

Doğrudan yakma ek bir yakıtla beslenen brülöre sahip ateşe dayanıklı astarlı bir yanma odasında gerçekleştirilir. Belirli bir durumda ilave yakıt ihtiyacı, VOC yüklü gazın kalorifik değerine bağlı olacaktır.

(ii) Geri Kazanımlı Yükseltgenme :

Geri kazanımlı oksidasyon ünitelerinde, gelen VOC içeren gaz, gelen gaz bir yakıcıya beslenmeden önce çıkan baca gazı ile dolaylı olarak ısı alışverişi ile önceden ısıtılır. Baca gazından ısı geri kazanımı% 40-70 arasında olabilir, bunun sonucunda ek yakıt ihtiyacı daha az olur.

(iii) Rejeneratif Oksidasyon:

Rejeneratif oksidasyon ünitesi bir yanma odasına ve seramik veya diğer malzemelerden boncuklar içeren iki paketlenmiş yatağa sahiptir. Gelen bir VOC içeren akımı sıcak bir yatak içinden geçirdiğinde, yatak soğurken ısıtılır. Akıntı daha sonra yanma odasına girer ve yanma reaksiyonlarına girer.

Yanma odasındaki baca gazı, ikinci yatak içinden akacak ve kendi kendine soğumaya devam ederken salmastrayı ısıtacaktır. Paketlenmiş yataklar döngüsel bir şekilde çalıştırılır, yani işlem akışı düzenli aralıklarla tersine çevrilir. Böyle bir ünitedeki ısı geri kazanımı çok yüksektir, dolayısıyla ya hiç yakıt ya da nispeten az miktarda bir ilave yakıt gerekli olacaktır. Bu üniteler her türlü VOC yüklü gaz için uygun değildir.

(iv) Fişekleri:

İşaret fişekleri temel olarak, işlem sırasında ortaya çıkan atık gazları herhangi bir ilave yakıt kullanmadan yakmak için bir emniyet cihazı olarak kullanılır. Kalorifik değeri 2600 kcal / Nm3'ten fazla olan yüksek debili atık gazlar için uygundur. Elde edilen yanma ürünlerinden ısı geri kazanılamaz ve VOC'lerin tam yanması sağlanamaz.

(v) Mevcut Kazanlarda ve Proses Isıtıcılarında Oksidasyon:

VOC yüklü gaz akıntılarını yakmak için mevcut kazanlar veya işlem ısıtıcıları kullanılabilir. Avantajları sermaye harcaması ve ek yakıt ihtiyacı değildir. Bu birimler, atık gaz debisindeki ve kalorifik değerindeki büyük değişikliklerle ilgilenemez. Bu tür ekipmanlarda, aşındırıcı bileşikler üretmesi muhtemel olan atık gazların yakılmasından kaçınılmalıdır. Bu tür ekipmanın performansı, atık gaz kalorifik değeri 1300 kcal / Nm3'ün altındaysa etkilenir.

Katalitik Yanma İşlemi:

VOC yüklü atık gazların katalitik oksidasyonu, daha az miktarda ilave yakıt kullanılarak daha düşük bir sıcaklıkta, yani 400-500 ° C'de gerçekleştirilebilir. Etkili (atık gaz) normalde, aynısını bir katalizör odasına beslemeden önce yaklaşık 260-480 ° C'ye ısıtılır.

VOC imha etkinliği, VOC kompozisyonu ve konsantrasyonuna, katalizör tipi ve özelliklerine, çalışma sıcaklığına, oksijen konsantrasyonuna ve alan hızına bağlı olarak% 95-98 aralığında olabilir. Sıvı ve katı parçacıkların ve polimerleştirilmiş bileşiklerin varlığı, yıkım verimliliğini etkiler.

Platin, bakır veya krom oksitler genellikle katalizör olarak kullanılır. Bunlar kurşun, arsenik, cıva, kükürt ve halojen ile zehirlenir. Yüksek VOC konsantrasyonunda, katalizör yatağı sıcaklığı, 550-600 ° C'ye veya daha fazlasına yükselebilir, bu sayede katalizör etkisiz hale gelebilir.