معالجة غازات المداخن العضوية المتطايرة

المركبات العضوية المتطايرة (VOC) تُعرَّف على أنها مواد عضوية لها ضغط بخار مشبع يزيد عن 133.32 با عند درجة حرارة الغرفة ونقطة غليان أقل من 50-260°C تحت الضغط الجوي العادي، وكذلك أي مواد صلبة أو سوائل عضوية متطايرة تحت ظروف الضغط والحرارة القياسية.

1. تصنيف غازات العادم من المركبات العضوية المتطايرة (VOC)
تُعرَّف المركبات العضوية المتطايرة (VOC) على أنها مواد عضوية لديها ضغط بخار مشبع يزيد عن 133.32 با عند درجة حرارة الغرفة ونقطة غليان تتراوح بين 50-260°C تحت الضغط الجوي القياسي، بالإضافة إلى أي مواد صلبة أو سوائل عضوية متطايرة عند الضغط والحرارة العادية.
وفقًا لتركيبهم الكيميائي، يمكن تقسيم المركبات العضوية المتطايرة (VOCs) إلى ثماني فئات: الألканات، الهيدروكربونات العطرية، الألكينات، الهيدروكربونات الحلالية، الإسترات، الالدهيدات، الكيتونات وغيرها. تحتوي مكوناتهم الرئيسية على الهيدروكربونات، الهيدروكربونات الحلالية، الهيدروكربونات المؤكسدة، والهيدروكربونات التي تحتوي على النيتروجين، مثل مركبات السلسلة العطرية، الكلوريدات العضوية، الفريونات، الكيتونات العضوية، الأمينات، الكحولات، الإسترات البسيطة والمعقدة، الأحماض، ومركبات الهيدروكربونات النفطية.

تحديدًا، يشمل هذا:
• الهيدروكربونات العطرية (بنزين، تولوين، كسيلين، ستايرين، إلخ)
• الهيدروكربونات السaturated (بوتان، الن-بوتان، البنزين، إلخ)
• الهيدروكربونات الحلالية (كلوريد الكربون رباعي، كلوروفورم، كلوريد الفينيل، إلخ)
• فريونات
• الكحولات، الالدهيدات، الكيتونات، البوليولات (الميثانول، البروبانول، الأيزوبيوتانول، الفورمالدهيد، الأسيتالدهيد، الأسيتون، السيكلوهكسانون، إلخ)
• الإيثرات البسيطة، الفينولات، الإيبوكسيدات (إيثير، ميثيلفينول، فينول، أكسيد الإثيلين، أكسيد البروبيلين، إلخ)
• الإسترات والأحماض العضوية (إيثيل أسيتات، بوتيل أسيتات، إلخ.)
• الأمينات، المركبات السيانيدية (ديميثيل فورماميد، أكريلونيترايل، إلخ.)
• أخرى (بروميد الميثيل، الكاربوهيدرات الكلوروفلورية، إلخ.)
تشمل هذه الفئات الثمانية نطاقًا واسعًا من مركبات العضوية المتطايرة الشائعة الموجودة في الانبعاثات الصناعية.

٢. مصادر غازات المركبات العضوية المتطايرة (VOC)

١. مصادر غازات VOC في الشركات الكيميائية الفحمية
تنتج الغازات المنبعثة في الصناعة الكيميائية للفحم بشكل أساسي من عمليتين: تحويل الفحم إلى قار وكوكس، وتحويل الفحم إلى غاز.

١.١ غازات عادمة من الفحم والكوكس

تُولَد هذه بشكل أساسي أثناء شحن الفحم، والحoking، والمعالجة الكيميائية اللاحقة. أثناء تحميل الفحم، يدخل الفحم الخام في اتصال مباشر مع الهواء ذي درجة الحرارة العالية، مما يؤدي إلى إنتاج كميات كبيرة من الدخان، والغبار، والعديد من الهيدروكربونات العطرية الضارة. تتكون مركبات VOC خلال مرحلة الحoking بشكل رئيسي من مناطق الإنتاج الكيميائي ومناطق معالجة المياه المستعملة. يتم تقسيم منطقة الإنتاج الكيميائي إلى قسم تصريف الباردة، وقسم التحلل الكبريت، وقسم كبريتات الأمونيوم، وقسم البنزين الخام، وكل منها له ملوثات وخصائص انبعاث مختلفة.
1. قسم تصريف الباردة:
تشمل المركبات الغازية الطائرة بشكل أساسي الأمونيا، وكبريتيد الهيدروجين، والنفتالين، وكميات صغيرة من المركبات العضوية المتطايرة (VOCs). تنبع الانبعاثات من خزانات القار، وخزانات ماء الأمونيا، وخزانات القار الوسيط، وخطوط أنابيب القار، وخزانات الإغلاق تحت الأرض، وهي مميزة بإطلاق مستمر، وتركيز عالي، وظروف درجات حرارة منخفضة ومرتفعة.
2. قسم التخلص من الكبريت / كبريتات الأمونيوم:
تُصدر الغازات الخام بشكل أساسي الأمونيا وكبريتيد الهيدروجين مع نسبة أقل من المركبات العضوية المتطايرة (VOCs). تشمل المصادر خزانات السائل الأم، وخزانات التجديد، وخزانات إطفاء الرغوة. تكون الانبعاثات مستمرة ومليئة بالأمونيا.
3. قسم البنزين الخام:
الانبعاثات غير المنظمة تحتوي على مركبات سلسلة البنزين وتأتي من خزانات تخزين البنزين الخام، وخزانات النفط غير المبتنية، وخزانات الزيت الغسالي، والخزانات الأرضية، وخزانات الجرعات. هذه الانبعاثات تكون بكميات قليلة ولكنها ذات تركيز عالٍ.
4. منطقة معالجة مياه الصرف:
تشمل الانبعاثات الغازات المتطايرة وبخار الماء. أهم الملوثات هي مركبات سلسلة البنزين، وكبريتيد الهيدروجين، والنيتروجين. تشمل المصادر خزانات الاحتراق الطارئ، وخزانات التنظيم، وخزانات اللاهوائية، ومناطق ضغط الفلتر، وما إلى ذلك، والتي تتميز بحجم كبير، وتركيز منخفض، ومحتوى رطب عالٍ.

3. مصادر انبعاثات VOC في شركات التعبئة والتغليف والطباعة
يمكن تصنيف التعبئة والتغليف والطباعة بطريقتين:
1. حسب نوع المادة: الطباعة على التغليف الورقي، التغليف البلاستيكي، التغليف المعدني، والتغليف المصنوع من مواد أخرى.
2. حسب تقنية الطباعة: الليثوغرافيا (الطباعة بالأوفست)، الطباعة بالنحت، الطباعة المرونة، النقش البارز، الطباعة الشبكية، وغيرهما.

وفقًا للبيانات الإحصائية، تتجاوز إجمالي انبعاثات VOC من صناعة التغليف والطباعة 2 مليون طن. تتركز هذه الانبعاثات بشكل رئيسي في عمليات الطباعة، التجفيف، اللamination (التجميع)، والتنظيف. تشمل المصادر الرئيسية استخدام الحبر، المواد اللاصقة، الحلول الطلاء، سوائل الرطوبة، المواد التنظيفية، وذوبان عضوي مختلف، والتي تطلق VOC من خلال التبخر الطبيعي والتطاير المرتبط بالتجفيف.

قطاع الطباعة الملونة على البلاستيك والتغليف المرن هو أكبر مساهم في انبعاثات VOC في هذا القطاع. لتحقيق التأثيرات التسويقية والبصرية المرجوة، يتطلب عملية الإنتاج استخدام المذيبات العضوية مثل أسيتات الإيثيل، التولوين، بوتانون (MEK)، والإيزوبروبانول.
نتيجة لذلك، يتم استخدام أنظمة معالجة الغازات الصناعية بشكل واسع في صناعة التغليف المرن التي تتضمن الطباعة الملونة على المواد البلاستيكية.

٤. مصادر انبعاثات VOC في شركات إنتاج وتطبيق الطلاء

إنتاج وتطبيق الطلاء عادة ما يشمل عمليات صناعية مثل خلط الطلاء، تطبيق الطلاء (يشمل طبقات القاعدة، الوسطى، النهائية، وكذلك Vernis)، طبقات التسوية، التجفيف، وغيرها من الخطوات ذات الصلة.

وفقًا لمعيار تصنيف الصناعات الاقتصادية الوطني (GB/T 4754-2017)، فإن الصناعات المتعلقة بالطلاء والمرتبطة بانبعاثات VOC تشمل عادةً:
• تصنيع الأثاث (C21)
• صناعة المعادن (C33)
• تصنيع المعدات العامة (C34)
• معدات صناعية خاصة (C35)
• صناعة السيارات (C36)
• معدات السكك الحديدية، وصناعة السفن، والفضاء، وغيرها من وسائل النقل (C37)
• منتجات معدنية، وإصلاح وصيانة الآلات والمعدات (C43)

في هذه الصناعات، يتم إنتاج انبعاثات VOC بشكل أساسي أثناء عمليات صياغة الطلاء، الرش، التصلب، والتجفيف. تأتي هذه الانبعاثات من المواد الحالة، المخففات، والإضافات الموجودة في الدهانات والطلاء. لذلك، تعد السياسات البيئية، واستراتيجيات مكافحة التلوث، وممارسات إدارة VOC أمرًا حاسمًا لشركات إنتاج الطلاء.