EN
Úvod
Těkavé organické sloučeniny (VOC) se staly hlavním ekologickým tématem, protože celosvětové průmyslové odvětví usiluje o čistší a udržitelnější výrobu. Tyto sloučeniny, které se běžně vyskytují v chemickém zpracování, metalurgii, povlakových technologiích, tisku a mnoha dalších průmyslových odvětvích, představují významná rizika pro kvalitu ovzduší, lidské zdraví a ekologickou stabilitu. Vzhledem ke stále přísnějším ekologickým předpisům po celém světě musí průmyslová odvětví zavádět účinné systémy kontroly VOC za účelem snížení emisí a zajištění souladu s právními požadavky.
Tento článek poskytuje podrobný přehled o tom, jak jsou VOC generovány v jednotlivých hlavních odvětvích průmyslu, a rozebírá nejúčinnější technologie pro jejich zpracování. Od zpracování uhlí až po tisk a balení je pochopení těchto mechanismů klíčové pro návrh řešení, která jsou zároveň ekologicky vhodná a ekonomicky proveditelná.
Co jsou to těkavé organické sloučeniny (VOC)?
Těkavé organické sloučeniny jsou širokou skupinou uhlíkových chemikálií s vysokým parním tlakem při pokojové teplotě, což jim umožňuje snadno odpařovat do ovzduší. VOC obvykle zahrnují látky s bodem varu za normálního tlaku mezi 50 °C a 260 °C nebo ty, jejichž nasycený parní tlak je vyšší než 133,32 Pa za běžných podmínek.
Běžné kategorie VOC
Podle chemické struktury se VOC dělí do osmi hlavních skupin:
Alkany
Aromatické uhlovodíky
Alkeny
Halogenované uhlovodíky
Estery
Aldehydy
Ketony
Jiné organické sloučeniny
Typické příklady těkavých organických sloučenin
Aromatické uhlovodíky: benzen, toluen, xilen, styren
Řetězcové uhlovodíky: butan, složky benzínu
Halogenované uhlovodíky: tetrachlormethan, chloroform
Alkoholy a aldehydy: methanol, acetaldehyd, aceton
Estery: ethylacetát, butylacetát
Ostatní: acetonitril, akrylonitril, chlorofluorouhlovodíky
Tyto sloučeniny pocházejí ze spalování paliv, chemických reakcí, výparu rozpouštědel a různých průmyslových procesů. Kvůli své vysoké reaktivitě a toxicitě vyžadují těkavé organické sloučeniny (VOC) systematickou kontrolu.
Hlavní průmyslové zdroje emisí VOC
1. VOC v uhelném chemickém průmyslu
Uhelný chemický sektor je jedním z nejvýznamnějších průmyslových zdrojů emisí VOC. VOC pocházejí především ze dvou procesů:
Zplyňování uhlí
Plynifikace uhlí na syntetický plyn
1.1 Emise VOC během koksování uhlí
Koksování zahrnuje zahřívání uhlí na vysokých teplotách, při kterém dochází k odpařování komplexních organických sloučenin. Emise se vyskytují hlavně ve dvou fázích:
A. Fáze plnění uhlí
Když je syrové uhlí naplněno do horkých koksových pecí, přichází do styku s horkými povrchy a uvolňuje směs:
Polycyklické aromatické uhlovodíky
Dehtová pára
Organické plyny
Tyto znečišťující látky přispívají k pracovním rizikům a znečištění životního prostředí.
B. Oblasť získávania vedľajších produktov koksovania
Klíčové oblasti zahrnují kondenzační jednotku, jednotku pro odstranění síry, jednotku síranu amonného a jednotku pro hrubý benzen. Každá z nich generuje jiný profil těkavých organických sloučenin (VOC):
Kondenzační sekce
Emise: amoniak, sirovodík, naftalen, směs těkavých organických látek (VOC)
Zdroje: dešťové nádrže, nádrže s amoniakální vodou, potrubí, hydrodemy
Charakteristika: vysoká koncentrace, velké kolísání, vlhký plyn
Sekce oděřování a síranu amonného
Emise: sírou obsahující plyny, amoniak, malý obsah těkavých organických látek
Přetrvávající emise s vysokou koncentrací amoniaku
Sekce hrubého benzenu
Emise: benzen, toluen, xylol
Objem plynu malý, ale koncentrace velmi vysoká
Oblast čištění odpadních vod
Emise: benzen, fenoly, sulfidy, organické sloučeniny dusíku
Pochází z vyrovnávacích nádrží, havarijních nádrží, anaerobních nádrží, úpravy kalu
Tato kombinace ztěžuje čištění kvůli složitému složení.
1.2 VOC v generaci syntetického plynu a výrobě zemního plynu
Závody na zplyňování uhlí produkují odpadní plyny obsahující těkavé organické látky během:
Nízkoteplotní methanolové výplachy
Nádrže pro skladování plynů/palin (ztráty dýcháním)
Ošetřování odpadních vod
Jednotky pro skladování ropy
A. Nízkoteplotní metanolové promývání odpadního plynu
Tento proud zahrnuje:
Methan
Ethylene, ethan
Propan, propylen
Methanolová pára
Je obtížné jej znovu použít a obvykle se zpracovává pomocí RTO (Regenerační tepelný oxidátor) pro úplné spalování.
Proč RTO namísto RCO?
Katalyzátory RCO jsou náchylné k otravě sírou a mají omezenou regeneraci, což činí RTO robustnější pro použití v uhelné chemii.
B. Ztráty oddechováním zásobníkové nádrže
Nádrže pro skladování plynů a kapalin uvolňují páry obsahující sloučeniny síry, amoniak a těkavé organické sloučeniny (VOC) při změnách teploty a tlaku. Tyto plyny je rovněž nutné oxidovat tepelně.
C. Těkavé organické sloučeniny z čistíren odpadních vod
Tyto emise vznikají především při:
Předběžném ošetření (odlučování oleje, vyrovnávání, acidifikace)
Aeračních nádržích
Prostorách pro odvodňování kalu
Koncentrace se výrazně liší a obsah vlhkosti je vysoký.