Trattamento dei gas di scarico VOC

I composti organici volatili (VOC) sono definiti sostanze organiche con una pressione di vapore saturata superiore a 133,32 Pa a temperatura ambiente e un punto di ebollizione inferiore a 50-260°C a pressione atmosferica normale, nonché qualsiasi solido o liquido organico volatile a temperatura e pressione standard.

1. Classificazione dei gas di scarico di Composti Organici Volatili (VOC)
I composti organici volatili (VOC) sono definiti sostanze organiche con una pressione di vapore saturata superiore a 133,32 Pa a temperatura ambiente e un punto di ebollizione compreso tra 50-260°C a pressione atmosferica standard, nonché qualsiasi solido o liquido organico volatile a temperatura e pressione normali.
In base alla loro struttura chimica, i VOC possono essere divisi in otto categorie: alchani, idrocarburi aromatici, alcheni, idrocarburi halogenati, esteri, aldeidi, chetoni e altri. I loro componenti principali includono idrocarburi, idrocarburi halogenati, idrocarburi ossigenati e idrocarburi contenenti azoto, come composti della serie aromatica, cloruri organici, freon, chetoni organici, ammine, alcoli, esteri semplici e complessi, acidi e composti di idrocarburi petroliferi.

Specificamente, ciò include:
• Idrocarburi aromatici (benzene, toluene, xilene, stirene, ecc.)
• Idrocarburi alifatici (butano, n-butano, benzina, ecc.)
• Idrocarburi halogenati (tetrachloruro di carbonio, cloroformio, cloruro di vinile, ecc.)
• Freon
• Alcoli, aldeidi, chetoni, poliol (metanolo, propanolo, isobutanolo, formaldeide, acetaleide, acetone, cicloesanone, ecc.)
• Eteri semplici, fenoli, epossidi (etere, metilfenolo, fenolo, ossido di etilene, ossido di propilene, ecc.)
• Esteri e acidi organici (acetato di etile, acetato di butile, ecc.)
• Amines, composti nitrili (dimetilformamide, acrilonitrile, ecc.)
• Altri (bromuro di metile, clorofluorocarburi, ecc.)
Queste otto categorie coprono un vasto spettro di VOC comunemente presenti nelle emissioni industriali.

2.Fonti di Gas a Volatili Organici (VOC)

1. Fonti di Gas VOC nelle Imprese Chimiche al Carbone
I gas di scarico prodotti nell'industria chimica del carbone derivano principalmente da due processi: la trasformazione del carbone in coke e la trasformazione del carbone in gas.

1.1 Gas di Scarico da Carbone e Coke

Questi sono principalmente generati durante il caricamento del carbone, la carbonizzazione e il successivo trattamento chimico. Durante il caricamento del carbone, il carbone grezzo entra in contatto diretto con l'aria a alta temperatura, producendo grandi quantità di fumo, polvere e vari idrocarburi policiclici nocivi. I COV durante la fase di carbonizzazione derivano principalmente dalle aree di produzione chimica e dai settori di trattamento delle acque reflue. La zona di produzione chimica è suddivisa in sezione di drenaggio freddo, sezione di desolfurizzazione, sezione di solfato di ammonio e sezione di benzene grezzo, ciascuna con inquinanti e caratteristiche di emissione diversi.
1. Sezione di Drenaggio Freddo:
Gli idrocarburi volatili comprendono principalmente anidride solforosa, idrogeno solforato, naftalina e piccole quantità di COV. Le emissioni provengono da serbatoi di catrame, serbatoi di acqua ammoniacale, serbatoi intermedi di catrame, tubazioni di catrame e serbatoi sigillati sotterranei, caratterizzate da emissione continua, alta concentrazione e condizioni sia a bassa che ad alta temperatura.
2. Sezione di desolforazione / solfato di ammonio:
Le emissioni di gas grezzo contengono principalmente anidride carbonica e biossido di zolfo con pochi VOC. Le fonti includono serbatoi di liquore madre, serbatoi di rigenerazione e serbatoi di schiuma. Le emissioni sono continue e ricche di ammoniaca.
3. Sezione di benzene grezzo:
Le emissioni non organizzate sono ricche di composti della serie del benzene e provengono dai serbatoi di benzene grezzo, dai serbatoi di olio de-benzolizzato, dai serbatoi di olio lavante, dai serbatoi sotterranei e dai serbatoi dosatori. Queste emissioni hanno un volume basso ma una concentrazione elevata.
4. Area di trattamento delle acque reflue:
Le emissioni includono gas volatili e vapore acqueo. I principali inquinanti sono i composti della serie del benzene, biossido di zolfo e azoto. Le fonti includono serbatoi di combustione d'emergenza, serbatoi regolatori, serbatoi anaerobi, aree di filtro stampi, ecc., caratterizzate da un grande volume, bassa concentrazione e alto contenuto di umidità.

3.Fonti di emissioni di VOC nelle imprese di confezionamento e stampa
Il confezionamento e la stampa possono essere classificati in due modi:
1. Per tipo di materiale: stampa su imballaggi in carta, plastica, metallo e materiali alternativi.
2. Per tecnica di stampa: litografia (stampa offset), stampa incavo, stampa flessografica, rilievo, stampa a schermo e altre.

Secondo i dati statistici, le emissioni totali di VOC dal settore degli imballaggi e della stampa superano i 2 milioni di tonnellate. Tali emissioni sono principalmente concentrate nei processi di stampa, essiccazione, laminatura (compositing) e pulizia. Le principali fonti includono l'uso di inchiostri, adesivi, soluzioni di rivestimento, liquidi umettanti, agenti di pulizia e vari solventi organici, che rilasciano VOC sia per evaporazione naturale che per volatilizzazione legata all'essiccazione.

Il segmento di stampa a colori su plastica e confezioni flessibili è il principale contributore alle emissioni di VOC in questo settore. Per ottenere gli effetti desiderati di marketing e visivi, il processo di produzione richiede l'uso di solventi organici come acetato di etile, toluene, butanone (MEK) e isopropanolo.
Di conseguenza, i sistemi di trattamento dei gas di scarico industriali sono più ampiamente necessari e applicati nell'industria della confezione flessibile che coinvolge la stampa a colori su materiali plastici.

4. Fonti di emissioni di VOC nelle imprese di produzione e applicazione di rivestimenti

La produzione e l'applicazione di rivestimenti tipicamente coinvolgono processi industriali come mescolanza di vernice, applicazione di rivestimento (inclusi strati base, intermedi e superiori, nonché lucido), livellamento, essiccazione e altri passaggi correlati.

Secondo lo Standard di Classificazione delle Industrie Economiche Nazionali (GB/T 4754-2017), le industrie coinvolte nei rivestimenti e nelle relative emissioni di VOC includono tipicamente:
• Produzione di mobili (C21)
• Industria metallurgica (C33)
• Produzione di attrezzature generali (C34)
• Attrezzature industriali specializzate (C35)
• Industria automobilistica (C36)
• Ferrovia, costruzione navale, aerospazio e altri mezzi di trasporto (C37)
• Prodotti metallici, riparazione e manutenzione di macchinari ed equipaggiamenti (C43)

In queste industrie, le emissioni di VOC si generano principalmente durante i processi di formulazione, spray, cura e asciugatura dei colori. Tali emissioni derivano dai solventi, dagli diluenti e dagli additivi contenuti nei colori e rivestimenti. Pertanto, le politiche di protezione ambientale, le strategie di controllo della inquinazione e le pratiche di gestione delle VOC sono fondamentali per le imprese produttrici di rivestimenti.