EN
Introducere
Compușii organici volatili (VOC) au devenit un punct central de atenție din punct de vedere al mediului înconjurător, pe măsură ce industriile globale tind spre o producție mai curată și mai durabilă. Acești compuși, frecvent întâlniți în procesarea chimică, metalurgie, acoperire, imprimare și multe alte sectoare industriale, prezintă riscuri semnificative pentru calitatea aerului, sănătatea umană și stabilitatea ecologică. Pe măsură ce reglementările privind mediul se strâng la nivel mondial, industriile trebuie să adopte sisteme eficiente de control al VOC-urilor pentru a reduce emisiile și a asigura conformitatea.
Acest articol oferă o prezentare detaliată a modului în care VOC-urile sunt generate în principalele industrii și explorează cele mai eficiente tehnologii pentru tratarea acestora. De la procesarea chimică a cărbunelui până la imprimare și ambalare, înțelegerea acestor mecanisme este esențială pentru proiectarea unor soluții care să fie în același timp ecologic sustenabile și fezabile din punct de vedere economic.
Ce sunt VOC-urile?
Compușii organici volatili sunt o clasă largă de substanțe chimice pe bază de carbon cu presiune de vapori ridicată la temperatura camerei, permițându-le să se evapore ușor în aer. Compușii VOC includ în mod tipic substanțe cu punctul de fierbere între 50°C și 260°C sau cele cu o presiune de vapori saturată mai mare de 133,32 Pa în condiții ambiantе.
Categorii comune de VOC
În funcție de structura chimică, compușii VOC se încadrează în opt grupe majore:
Alcani
Hidrocarburi aromatice
Alceni
Hidrocarburi halogenate
Esteri
Aldehide
Cetonele
Alte compuși organici
Exemple tipice de COV
Hidrocarburi aromatice: benzen, toluen, xilen, stiren
Hidrocarburi în lanț: butan, componente ale benzinei
Hidrocarburi halogenate: tetraclorură de carbon, cloroform
Alcooli și aldehide: metanol, acetaldehidă, acetonă
Esteri: acetat de etil, acetat de butil
Altele: acetonitril, acrilonitril, clorofluorocarburi
Aceste compuși provin din arderea combustibililor, reacții chimice, evaporarea solvenților și diverse procese industriale. Din cauza reactivității și toxicității lor ridicate, COV-urile necesită un control sistematic.
Principalele surse industriale de emisii de COV
1. COV-uri în industria chimică a cărbunelui
Sectorul chimic al cărbunelui este una dintre cele mai semnificative surse industriale de emisii de COV. COV-urile provin în principal din două procese:
Cocsificarea cărbunelui
Gazificarea cărbunelui în gaz sintetic
1.1 Emisii VOC în timpul cocsării cărbunelui
Cocsarea implică încălzirea cărbunelui la temperaturi ridicate, determinând compușii organici complecși să se volatilizeze. Emisiile apar în principal în două faze:
A. Etapa Încărcării Cărbunelui
Atunci când cărbunele brut este introdus în cuptoarele de cocs la temperatură ridicată, acesta întâlnește suprafețe calde și eliberează un amestec format din:
Hidrocarburi aromatice policiclice
Abur de catran
Gaze organice
Acești poluanți contribuie la riscuri profesionale și la contaminarea mediului.
B. Zona de recuperare a subproduselor cocsării
Principalele zone includ unitatea de condensare, unitatea de desulfurare, unitatea de sulfat de amoniu și unitatea de benzen brut. Fiecare generează profile diferite de COV:
Secțiunea de condensare
Emisii: amoniac, sulfura de hidrogen, naftalină, COV mixte
Surse: rezervoare de catran, rezervoare de apă cu amoniac, conducte, sigile de apă
Caracteristici: concentrație ridicată, variații mari, gaz bogat în umiditate
Secțiunea de desulfurare și sulfat de amoniu
Emisii: gaze conținând sulf, amoniac, conținut scăzut de COV
Emisii continue cu concentrații ridicate de amoniac
Secțiunea de benzen brut
Emisii: benzen, toluen, xilen
Volumul de gaz este mic, dar concentrația este foarte ridicată
Zona de tratare a apelor uzate
Emisii: benzen, fenoli, sulfuri, compuși organici azotați
Provine din bazinele de egalizare, bazinele de avarie, bazinele anaerobe, tratarea nămolului
Această combinație face ca tratarea să fie dificilă datorită compoziției complexe.
1.2 Compuși organici volatili în gazeificarea cărbunelui și producția de gaz natural
Centrele de gazeificare a cărbunelui produc gaze de coadă încărcate cu COV în timpul:
Spălarea cu metanol la temperatură scăzută
Rezervoare de stocare gaze/lichide (pierderi prin respirație)
Tratare a apelor reziduale
Unități de stocare a uleiului
A. Gaze de evacuare din spălarea cu metanol la temperatură scăzută
Această curent include:
Metan
Etilenă, etan
Propan, propilenă
Vapori de metanol
Este dificil de reutilizat și de obicei este tratat cu RTO (Oxidator Termic Regenerativ) pentru incinerare completă.
De ce RTO în loc de RCO?
Catalizatorii RCO sunt vulnerabili la otrăvirea cu sulf și au regenerare limitată, făcând ca RTO să fie mai robust pentru aplicații chimice din cărbune.
B. Pierderi prin respirație ale rezervorului de stocare
Rezervoarele de stocare a gazelor/lichidelor eliberează vapori care conțin compuși de sulf, amoniac și COV în timpul schimbărilor de temperatură și presiune. Aceste gaze necesită, de asemenea, oxidare termică.
C. COV din tratarea apelor uzate
Aceste emisii provin în principal din:
Tratarea preliminară (separarea uleiului, egalizarea, acidifierea)
Bazine de aerare
Camere de deshidratare a nămolului
Concentrațiile variază foarte mult, iar conținutul de umiditate este ridicat.