天津大学《环境化工》课件-思考题-3.pptxVIP

第五章挥发性有机污染物控制

简述VOC的定义及危害

从资源、环境角度分析VOCs污染预防与处理措施

设计风量大、浓度低、组分复杂的VOCs净化技术路线与处理工艺

以丙烯和氨气为原料采用丙烯氨催化氧化法合成丙烯腈是目前丙烯腈生产的主流工艺。丙烯氨催化氧化工艺从吸收塔顶排出的废气（35℃）除了主要成份氮气外，还包括非甲烷烃类、一氧化碳、氮氧化物与微量的丙烯腈等污染物（见下表），设计丙烯腈吸收塔废气治理技术路线。

项目

CO

丙烯

丙烷

NOx

丙烯腈

氧气

组成mol%

0.89

0.22

0.25

0.03

0.03

0.5

简述VOC的定义及危害

定义：挥发性有机化合物(volatileorganiccompounds，简称VOC）是除CO、CO2、H2CO3、金属碳化物、金属碳酸盐和碳酸铵外，任何沸点介于50～260℃之间并参加大气光化学反应的碳化合物(美国联邦环保署EPA）。

从环保意义上说，挥发和参加大气光化学反应这两点是十分重要的，不挥发或不参加大气光化学反应就不构成危害。

危害

环境危害：雾霾、光化学烟雾等大气污染的元凶，温室效应气体。

人体健康：刺激眼睛和呼吸道，伤害人的肝、肾、大脑和神经系统。

如果没有足够的通风设备使空气流通，室内VOC空气污染程度比室外严重10倍之多。

2.VOCs控制技术

一、以改进工艺技术、更换设备和防止泄露为主的源头控制措施；

二、以吸附、吸收及燃烧等排放控制技术为主的末端治理措施。

VOCs源头控制

工艺技术的改进和设备的更新是减少VOCs排放的最佳选择

VOCs替代：替换原材料，减少生产过程中引入的VOCs总量

工艺改革：改变运行条件，减少VOCs的形成和挥发；更换设备，减少VOCs泄漏

VOCs末端治理

燃烧法：适用于可燃或高温分解的物质；不能回收有用物质，但可回收热量；分为直接燃烧、热力燃烧和催化燃烧

溶剂吸收法：采用低挥发或不挥发性溶剂对VOCs进行吸收，再利用VOCs分子和吸收剂的物理性质差异进行分离

冷凝法：利用物质在不同温度下的不同饱和蒸汽压，采用降低温度、提高压力，使VOCs冷凝并与废气分离

VOCs末端治理

吸附法：利用多孔固体表面存在的未平衡的分子吸引力或化学键力，吸附混合气体中的VOCs组分并与废气分离

生物法：微生物以VOCs作为碳源和能源，将其分解为CO2和H2O

VOCs吸附浓缩+催化氧化或蓄热燃烧系统

吸附浓缩+催化氧化VOCs处理工艺

吸附床一般使用蜂窝活性炭、蜂窝沸石分子筛作为吸附剂，在安全因素、连续运行、脱附后浓度波动性等方面，沸石分子筛更有优势；

沸石分子筛转轮可以实现吸附－脱附－浓缩三项连续变温的吸、脱附程序，转轮吸附浓缩成主流处理工艺；

沸石分子筛转轮吸附浓缩技术使低浓度、大风量有机废气浓缩为高浓度、小流量的浓缩气体。

沸石分子筛转轮吸附浓缩技术

沸石分子筛转轮的密封系统分为处理区域和再生区域，吸附转轮缓慢旋转，以保证整个吸附为一个连续的过程。

含挥发性有机化合物(VOCs)的废气通过转轮的处理区域时，其中的废气成分被转轮中的吸附剂所吸附，逐渐趋向饱和，处理废气被净化而排空。

在再生区域，高温空气穿过吸附饱和的转轮，使转轮中已吸附的废气被脱附并由高温空气带走，从而恢复了转轮的吸附能力，达到连续去除VOCs效果。

沸石分子筛转轮吸附浓缩技术

高温空气（~220℃）来自于经过换热处理的新鲜空气，热源来自于催化燃烧室内产生的能量。

脱附产生的浓缩废气进入催化床，进行催化氧化反应，有机成分被氧化成无毒无害的CO2和H2O无害排放，并放出热量用于预热脱附气体。