EN
Inleiding
Vluchtige organische stoffen (VOS) zijn een belangrijk milieuaandachtspunt geworden terwijl wereldwijde industrieën streven naar schonere en duurzamere productie. Deze stoffen, die veel voorkomen in chemische verwerking, metallurgie, coating, drukwerk en vele andere industriële sectoren, vormen aanzienlijke risico's voor de luchtkwaliteit, de menselijke gezondheid en de ecologische stabiliteit. Naarmate milieuregels wereldwijd strenger worden, moeten bedrijven efficiënte VOS-beheerssystemen invoeren om emissies te verminderen en naleving te waarborgen.
Dit artikel biedt een uitgebreid overzicht van hoe VOS worden geproduceerd in grote industrieën en onderzoekt de meest effectieve technologieën voor hun behandeling. Van koolchemische verwerking tot druk- en verpakkingsindustrie is het begrijpen van deze mechanismen essentieel voor het ontwerpen van oplossingen die zowel milieuvriendelijk als economisch haalbaar zijn.
Wat zijn VOS?
Vluchtige organische stoffen zijn een brede klasse koolstofhoudende chemicaliën met een hoge dampdruk bij kamertemperatuur, waardoor ze gemakkelijk in de lucht kunnen verdampen. VOC's omvatten meestal stoffen met een kookpunt onder normale druk tussen 50°C en 260°C of stoffen met een verzadigde dampdruk boven 133,32 Pa onder omgevingsomstandigheden.
Algemene VOC-categorieën
Op basis van chemische structuur vallen VOC's in acht hoofdgroepen:
Alkanen
Aromatische koolwaterstoffen
Alkenen
Halogeengehalteerde koolwaterstoffen
Esters
Aldehyden
Ketonen
Overige organische verbindingen
Typische VOC-voorbeelden
Aromatische koolwaterstoffen: benzeen, tolueen, xyleen, stireen
Ketenkoolwaterstoffen: butaan, benzinecomponenten
Halogeengehalteerde koolwaterstoffen: koolstoftetrachloride, chlooroform
Alcoholen en aldehyden: methanol, acetaldehyde, aceton
Esters: ethylacetaat, butylacetaat
Overige: acetonitril, acrylonitril, chloorfluorkoolstoffen
Deze verbindingen ontstaan uit verbranding van brandstof, chemische reacties, verdamping van oplosmiddelen en diverse industriële processen. Vanwege hun hoge reactiviteit en toxiciteit moeten vluchtige organische stoffen (VOC's) systematisch worden beheerst.
Belangrijke industriële bronnen van VOC-emissies
1. VOC's in de koolchemische industrie
De koolchemische sector is een van de belangrijkste industriële bronnen van VOC-emissies. VOC's komen voornamelijk uit twee processen:
Koolverkoking
Koolvergassing naar synthetisch gas
1.1 VOC-emissies tijdens het kokseren van kolen
Kokseren omvat het verwarmen van kolen bij hoge temperaturen, waardoor complexe organische verbindingen gevolatiliseerd worden. Emissies treden voornamelijk op in twee fasen:
A. Koolinlaadstadium
Wanneer ruwe kolen in hete cokesovens worden geladen, komen ze in aanraking met heet oppervlak en geven ze een mengsel vrij van:
Polycyclische aromatische koolwaterstoffen
Teer damp
Organische gassen
Deze verontreinigende stoffen dragen bij aan beroepsrisico's en milieubelasting.
B. Gebied voor terugwinning van cokesbijproducten
Belangrijke gebieden zijn de condensatie-eenheid, de ontzwavelingseenheid, de ammoniumsulfaateenheid en de ruwe benzeeneenheid. Elk van deze produceert verschillende VOC-profielen:
Condensatie-afdeling
Emissies: ammonia, waterstofsulfide, naftaleen, gemengde vluchtige organische stoffen
Bronnen: teer tanks, ammoniakwater tanks, leidingen, waterafsluitingen
Karakteristieken: hoge concentratie, grote schommelingen, vochtige gasvorm
Ontzwaveling & Ammoniumsulfaat-afdeling
Emissies: zwavelhoudende gassen, ammonia, kleine hoeveelheden vluchtige organische stoffen
Continue emissies met hoge ammoniaconcentraties
Ruwe benzeen-afdeling
Emissies: benzeen, tolueen, xyleen
Gasvolume klein maar concentratie zeer hoog
Afvalwaterbehandelingsgebied
Emissies: benzeen, fenolen, sulfiden, stikstofhoudende organische verbindingen
Komt uit equalisatietanks, accidenttanks, anaerobe tanks, slibbehandeling
Deze combinatie maakt de behandeling lastig vanwege de complexe samenstelling.
1.2 VOC's bij koolvergassing en productie van aardgas
Installaties voor koolvergassing produceren VOC-rijke restgassen tijdens:
Lage-temperatuur methanolwas
Gas/vloeistofopslagtanks (ademverliezen)
Afvalwaterbehandeling
Olieopslageenheden
A. Laagtemperatuur methanolwasmethode restgas
Deze stroom omvat:
Methaan
Etheen, ethaan
Propaan, propyleen
Methanol damp
Het is moeilijk om opnieuw te gebruiken en wordt meestal behandeld met RTO (Regeneratieve Thermische Oxidator) voor volledige verbranding.
Waarom RTO in plaats van RCO?
RCO-katalysatoren zijn gevoelig voor zwavelvergiftiging en hebben beperkte regeneratie, waardoor RTO robuuster is voor toepassingen in de koolchemie.
B. Dampverliezen uit opslagtanks
Opslagtanks voor gas/vloeistof geven dampen vrij die zwavelverbindingen, ammoniak en vluchtige organische stoffen (VOS) bevatten tijdens temperatuur- en drukveranderingen. Deze gassen moeten ook thermisch worden geoxideerd.
C. VOS uit afvalwaterbehandeling
Deze emissies ontstaan voornamelijk uit:
Voorbehandeling (oliescheiding, equalisatie, zuivering)
Beluchtingstanks
Slibontwateringsruimten
De concentraties variëren sterk en het vochtgehalte is hoog.