LOJ mažinimo metodai

Perskaitykite šį straipsnį, kad sužinotumėte apie du LOJ (lakiųjų organinių junginių) mažinimo metodus: 1. Fizikinius metodus ir 2. Degimo metodus.

Fiziniai metodai:

Fiziniai metodai yra kondensacija, absorbcija ir adsorbcija. Šie metodai gali būti naudojami atskirai arba eilutėje, kai ketinama susigrąžinti LOJ dėl jų rinkos vertės.

Kondensatas:

Šis procesas susideda iš tiesioginio ar netiesioginio aušinimo dujų srauto, turinčio LOJ, aušinimo tiesiogiai už jo rasos taško. Tai sąlygoja kai kurių LOJ kondensaciją. Apdorotame dujų sraute vis tiek liktų LOJ. Likusių LOJ koncentracija priklausytų nuo aušinimo skysčio įleidimo temperatūros.

Kondensatoriai yra įrengti priešais absorberius / adsorbentus / deginimo įrenginius. Kondensatoriaus panaudojimo tikslas gali būti arba vertingų organinių medžiagų atgavimas, arba VOC apkrovos sumažinimas pasroviui (-ams). Savaime suprantama, kad kondensatorių galima naudoti tik tada, kai LOJ koncentracija išmetamųjų dujų sraute yra santykinai didelė. Pašalinimo efektyvumas gali būti apie 50-90% priklausomai nuo pradinės LOJ koncentracijos ir aušinimo skysčio įleidimo temperatūros.

Absorbcija:

LOJ pašalinimas iš dujų srauto paprastai išplaunamas dideliu verdančiu organiniu skysčiu (aliejumi). Valymas atliekamas supakuotame bokšte arba sieto plokštelės bokšte arba purškimo kameroje. Procesas (absorbcija) gali būti atliekamas pakartotinai arba priešingai. Įprasta praktika yra šveitimas priešingai.

Šio proceso metu LOJ ištirpsta absorbuojančiame (tirpiklyje). Apdorotas dujų srautas gali būti toliau apdorojamas arba išleidžiamas į atmosferą priklausomai nuo jo liekamo LOJ kiekio. Likutinė koncentracija priklauso nuo pradinės LOJ koncentracijos dujų sraute, VOC tirpumas tirpiklyje (kuris priklauso nuo temperatūros) ir dujų ir tirpiklio masės santykis.

Iš VOC pakrautų tirpiklių VOC išgaunamas pašalinant garais, o LOJ neturintis tirpiklis grąžinamas į absorberį. Tinkamai suprojektuotas absorberis gali turėti 90% ar daugiau VOC pašalinimo efektyvumo. VOC-garo mišinys atšaldomas ir kondensuojamas. Šis procesas paprastai nėra ekonomiškas, jei LOJ koncentracija dujų dujų sraute yra mažesnė nei 200-300 ppm.

Adsorbcija:

Kai dujų srautas, turintis lakiųjų organinių junginių, perleidžiamas per adsorbentinių dalelių sluoksnį, pvz., Aktyvuotos granuliuotos anglies dalelės, VOC molekulės išlieka ant išorinių paviršių, taip pat ant dalelių mikro ir makro porų paviršių. Tiesą sakant, adsorbcija vyksta kai kuriose specifinėse adsorbentų dalelių dėmėse (aktyviose vietose). Kai dauguma daugumos dalelių aktyviųjų vietų užima LOJ molekules, adsorbcijos greitis tampa lėtas ir procesas nutraukiamas.

Tuomet lova regeneruojama, ty adsorbuotos medžiagos pašalinamos pro karšto dujų ar garų srautą. Desorbuotos medžiagos gali būti atgautos kondensuojant. Lova pakartotinai naudojama adsorbcijai. Jei adsorbuotos molekulės yra tvirtai laikomos ant dalelių paviršių, regeneracija atliekama oksiduojant oru aukštesnėje temperatūroje, kur adsorbuotos molekulės paverčiamos CO ₂ ir H2O _. Kai kurios anglies (adsorbento) dalelių dalys taip pat tampa oksiduotos CO ₂ .

Adsorbento adsorbcijos pajėgumas priklauso nuo adsorbato (VOC) molekulinės masės, LOJ tipų ir koncentracijos, nešiklio dujų temperatūros, slėgio ir drėgmės. Pajėgumas didėja mažėjant temperatūrai ir padidėjus slėgiui.

Pajėgumas yra neigiamai paveiktas, nes santykinė drėgmė (RH) viršija 50%, kadangi vandens molekulės yra geriau adsorbuojamos. Adsorbentas turėtų didesnį halogenintų ir aromatinių angliavandenilių adsorbcijos pajėgumą, negu deguonies junginių, tokių kaip alkoholiai, ketonai ir aldehidai. Nustatyta, kad iš skirtingų komerciškai prieinamų granulių pavidalo aktyvintų kokoso lukšto anglių yra idealiai tinka VOC adsorbcijai.

LOJ šalinimo efektyvumas adsorbcijos sistemoje gali būti apie 95%. Tačiau tai priklauso nuo darbinės temperatūros ir slėgio, adsorbcijos ir regeneracijos ciklo trukmės, dujų sraute esančių VOC molekulių tipo ir koncentracijos.

Teoriškai nėra viršutinės LOJ įleidimo koncentracijos ribos; tačiau praktikoje viršutinė riba yra 10 000 ppm VOC. Naudojant didesnį LOJ koncentraciją turintį dujų srautą, reikia naudoti didesnę lovą arba trumpesnį ciklą, o procesas gali būti ne ekonomiškas.

VOC adsorbcija iš dujų srauto, turinčio mažą (LOJ) koncentraciją (pvz., Mažiau nei 10 ppm), sukeltų problemų, nes LOJ kiekis iš desorbuoto srauto būtų sunkus dėl mažo LOJ kiekio.

Adsorbcija paprastai nenaudojama srautams, kuriuose yra labai lakių junginių, aukštų verdančių junginių, polimerizuojamų junginių ir dujų srautų, turinčių skystų ir kietų dalelių, gydymui.

Degimo metodai:

Degimo (oksidacijos) procesai gali būti ne kataliziniai arba kataliziniai.

Ne kataliziniai procesai gali būti atliekami šiais būdais:

i) tiesioginis deginimas, \ t

ii) rekuperacinis oksidavimas, \ t

iii) regeneracinis oksidavimas, \ t

iv) iškraipymai ir

v) oksidacija esamuose katiluose ir proceso šildytuvuose.

Apskritai, degimo procesai turi didelį LOJ šalinimo efektyvumą, ty apie 98%. Degimo produktai yra CO ₂ ir H ₂ O. NO _x ir SO ₂ taip pat gali būti gaminami degimo metu.

Ne kataliziniai degimo procesai:

Šie procesai paprastai naudojami aukštesnėje, 800–1100 ° C temperatūroje. LOJ naikinimo efektyvumas priklauso nuo buvimo laiko, turbulencijos, maišymo ir deguonies prieinamumo degimo zonoje. Priklausomai nuo LOJ turinčios dujos kaloringumo, papildomas kuras gali būti arba nereikalingas.

i) Tiesioginis deginimas :

Tiesioginis deginimas atliekamas su ugniai atsparia danga, kurioje yra papildomas degalų tiekėjas. Papildomas degalų poreikis tam tikroje situacijoje priklausytų nuo išmetamų dujų LOJ kaloringumo.

ii) rekuperacinis oksidavimas :

Rekuperaciniuose oksidacijos agregatuose įeinantis VOC guolis yra iš anksto šildomas keičiant šilumą netiesiogiai su išeinančia dūmtraukiu, prieš įeinant į degimo kamerą. Šilumos atgavimas iš dūmtraukių gali būti nuo 40 iki 70%, todėl papildomas kuro poreikis būtų mažesnis.

iii) regeneracinis oksidavimas:

Regeneracinio oksidavimo įrenginyje yra degimo kamera ir dvi supakuotos lovos, kuriose yra keramikos ar kitų medžiagų. Kai įeinantis VOC turintis srautas eina per karštą lovą, jis tampa šildomas, kol lova atvės. Toliau srautas patenka į degimo kamerą ir vyksta degimo reakcijos.

Dūmų dujos iš degimo krosnies teka per antrąją lovą ir pakaitintų pakuotę, kol atvės. Supakuotos lovos valdomos cikliškai, ty proceso srautas reguliariai keičiamas. Šių įrenginių šilumos atgavimas yra labai didelis, todėl nereikėtų degalų arba palyginti mažo papildomo kuro kiekio. Šie įrenginiai netinka visų rūšių LOJ pakrautoms dujoms.

iv) Žaibas:

Lemputės iš esmės naudojamos kaip saugos įtaisas, skirtas deginti susidariusias dujines dujas nenaudojant jokių papildomų degalų. Jis tinka didelio srauto nuotekoms, kurių kaloringumas yra didesnis nei 2600 kcal / Nm ³ . Iš gautų degimo produktų negalima išgauti šilumos, todėl neįmanoma užtikrinti visiško LOJ degimo.

v) oksidacija esamuose katiluose ir proceso šildytuvuose:

Galima naudoti esamus katilus arba procesų šildytuvus, kad būtų sudegintos LOJ užkrautos dujos. Privalumai nėra kapitalo išlaidos ir papildomas kuro poreikis. Tokie įrenginiai negalės pasirūpinti dideliais atliekų dujų srauto ir jo kaloringumo skirtumais. Šiuose įrenginiuose reikėtų vengti atliekų deginimo, galinčio sukelti korozines medžiagas, deginimo. Tokios įrangos veikimas būtų paveiktas, jei išmetamųjų dujų kaloringumas būtų mažesnis nei 1300 kcal / Nm ³ .

Katalizinio degimo procesas:

LOJ išmetamų išmetamųjų dujų katalizinis oksidavimas gali būti atliekamas žemesnėje temperatūroje, pvz., 400–500 ° C, naudojant mažesnį papildomo kuro kiekį. Įsiurbėjas (išmetamieji dujos) paprastai prieš pašildymą į katalizatoriaus kamerą iš anksto šildomas iki maždaug 260-480 ° C.

LOJ naikinimo efektyvumas gali būti nuo 95 iki 98%, priklausomai nuo LOJ sudėties ir koncentracijos, katalizatoriaus tipo ir savybių, darbinės temperatūros, deguonies koncentracijos ir erdvės greičio. Skystų ir kietų dalelių ir polimerizuotų junginių buvimas veikia sunaikinimo efektyvumą.

Kaip katalizatorius paprastai naudojamas platinos, vario ar chromo oksidai. Šių medžiagų nuneša švinas, arsenas, gyvsidabris, siera ir halogenas. Esant didelei LOJ koncentracijai, katalizatoriaus sluoksnio temperatūra gali pakilti iki 550-600 ° C ar didesnės, kad katalizatorius gali būti išjungtas.