Tratamiento de gases de combustión de COV

Los compuestos orgánicos volátiles (VOC) se definen como sustancias orgánicas con una presión de vapor saturada superior a 133.32 Pa a temperatura ambiente y un punto de ebullición inferior a 50-260°C a presión atmosférica normal, así como cualquier sólido o líquido orgánico volátil en condiciones estándar de temperatura y presión.

1. Clasificación de gases de escape de compuestos orgánicos volátiles (VOC)
Los compuestos orgánicos volátiles (VOC) se definen como sustancias orgánicas con una presión de vapor saturada superior a 133.32 Pa a temperatura ambiente y un punto de ebullición entre 50-260°C a presión atmosférica estándar, así como cualquier sólido o líquido orgánico volátil a temperatura y presión normales.
De acuerdo con su estructura química, los CVO se pueden dividir en ocho categorías: alkanos, hidrocarburos aromáticos, alquenos, hidrocarburos halogenados, ésteres, aldehídos, cetonas y otros. Sus componentes principales incluyen hidrocarburos, hidrocarburos halogenados, hidrocarburos oxigenados y hidrocarburos que contienen nitrógeno, como compuestos de la serie aromática, cloruros orgánicos, freones, cetonas orgánicas, aminas, alcoholes, ésteres simples y complejos, ácidos y compuestos de hidrocarburos del petróleo.

Específicamente, esto incluye:
• Hidrocarburos aromáticos (benceno, tolueno, xileno, estireno, etc.)
• Hidrocarburos alifáticos (butano, n-butano, gasolina, etc.)
• Hidrocarburos halogenados (tetracloruro de carbono, cloroformo, cloruro de vinilo, etc.)
• Freones
• Alcoholes, aldehídos, cetonas, polialcoholes (metanol, propanol, isobutanol, formaldehído, acetaldehído, acetona, ciclohexanona, etc.)
• Éteres simples, fenoles, epóxidos (éter, metilfenol, fenol, óxido de etileno, óxido de propileno, etc.)
• Esteres y ácidos orgánicos (acetato de etilo, acetato de butilo, etc.)
• Aminas, compuestos nitrilos (dimetilformamida, acrilonitrilo, etc.)
• Otros (bromuro de metilo, clorofluorocarbonos, etc.)
Estas ocho categorías abarcan una amplia gama de CVO comúnmente encontrados en las emisiones industriales.

2. Fuentes de Gases Volátiles Orgánicos (CVO)

1. Fuentes de Gases CVO en Empresas Químicas del Carbón
Los gases de escape generados en la industria química del carbón provienen principalmente de dos procesos: la conversión de carbón a coque y la conversión de carbón a gas.

1.1 Gases de Escape de Carbón y Coque

Estos se generan principalmente durante la carga de carbón, el coqueo y el procesamiento químico downstream. Durante la carga de carbón, el carbón crudo entra en contacto directo con el aire a alta temperatura, produciendo grandes volúmenes de humo, polvo y diversos hidrocarburos aromáticos policíclicos dañinos. Los CVO durante la etapa de coqueo provienen principalmente de las zonas de producción química y las áreas de tratamiento de aguas residuales. La zona de producción química se subdivide en la sección de drenaje frío, la sección de desulfurización, la sección de sulfato de amonio y la sección de benceno crudo, cada una con diferentes contaminantes y características de emisión.
1. Sección de Drenaje Frío:
Los compuestos volátiles gaseosos incluyen principalmente amoníaco, sulfuro de hidrógeno, naftaleno y pequeñas cantidades de CVO. Las emisiones proceden de tanques de alquitrán, tanques de agua de amoníaco, tanques intermedios de alquitrán, tuberías de alquitrán y tanques sellados subterráneos, caracterizadas por emisiones continuas, alta concentración y condiciones tanto de baja como de alta temperatura.
2. Sección de Desulfurización / Sulfato de Amonio:
Las emisiones de gas crudo contienen principalmente amoníaco y sulfuro de hidrógeno, con menos VOCs. Las fuentes incluyen tanques de licor madre, tanques de regeneración y tanques de extinción de espuma. Las emisiones son continuas y ricas en amoníaco.
3. Sección de Benceno Crudo:
Las emisiones no organizadas son ricas en compuestos de la serie del benceno y provienen de los tanques de almacenamiento de benceno crudo, tanques de aceite desbencenizado, tanques de aceite de lavado, tanques subterráneos y tanques de dosificación. Estas emisiones tienen un volumen bajo pero una alta concentración.
4. Área de Tratamiento de Aguas Residuales:
Las emisiones incluyen gases volátiles y vapor de agua. Los principales contaminantes son compuestos de la serie del benceno, sulfuro de hidrógeno y nitrógeno. Las fuentes incluyen tanques de combustión de emergencia, tanques de regulación, tanques anaeróbicos, áreas de prensa filtrante, etc., caracterizadas por un gran volumen, baja concentración y alto contenido de humedad.

3.Fuentes de Emisiones de VOC en Empresas de Envase y Impresión
El envase y la impresión se pueden clasificar de dos maneras:
1. Por tipo de material: impresión en empaques de base de papel, empaques plásticos, empaques metálicos y empaques hechos de otros materiales.
2. Por técnica de impresión: litografía (impresión offset), impresión en grabado, impresión flexográfica, estampado en relieve, impresión serigráfica y otras.

De acuerdo con los datos estadísticos, las emisiones totales de CVO de la industria de empaques e impresión superan los 2 millones de toneladas. Estas emisiones se concentran principalmente en los procesos de impresión, secado, laminación (compuesto) y limpieza. Las fuentes principales incluyen el uso de tintas, adhesivos, soluciones de recubrimiento, fluidos humectantes, agentes de limpieza y diversos disolventes orgánicos, que liberan CVO tanto por evaporación natural como por volatilización relacionada con el secado.

El segmento de impresión en color en envases plásticos y de embalaje flexible es el mayor contribuyente a las emisiones de CVO en este sector. Para lograr los efectos de marketing y visuales deseados, el proceso de fabricación requiere el uso de solventes orgánicos como acetato de etilo, tolueno, butanona (MEK) e isopropanol.
Como resultado, los sistemas de tratamiento de gases de escape industriales son los más necesarios y aplicados en la industria del embalaje flexible que involucra impresión en color en materiales plásticos.

4. Fuentes de emisiones de CVO en empresas de producción y aplicación de recubrimientos

La producción y aplicación de recubrimientos generalmente incluyen procesos industriales como la mezcla de pinturas, la aplicación de recubrimientos (incluidas las capas base, intermedias y superiores, así como barnices), niveles de nivelación, secado y otros pasos relacionados.

De acuerdo con el Estándar Nacional de Clasificación de Industrias Económicas (GB/T 4754-2017), las industrias que involucran recubrimientos y emisiones de CVO asociadas típicamente incluyen:
• Fabricación de muebles (C21)
• Industria metalúrgica (C33)
• Fabricación de equipos de propósito general (C34)
• Equipos industriales de propósito especial (C35)
• Industria automotriz (C36)
• Equipo de transporte ferroviario, construcción naval, aeroespacial y otros (C37)
• Productos metálicos, reparación y mantenimiento de maquinaria y equipo (C43)

En estas industrias, las emisiones de CVO se generan principalmente durante los procesos de formulación de pinturas, pulverización, curado y secado. Estas emisiones provienen de los disolventes, diluyentes y aditivos contenidos en las pinturas y recubrimientos. Por lo tanto, las políticas de protección ambiental, las estrategias de control de contaminantes y las prácticas de gestión de CVO son cruciales para las empresas de producción de recubrimientos.