EN
Введение
Летучие органические соединения (ЛОС) стали важным объектом экологического внимания, поскольку мировые отрасли стремятся к более чистому и устойчивому производству. Эти соединения, широко распространённые в химической промышленности, металлургии, нанесении покрытий, печати и во многих других отраслях промышленности, представляют значительную опасность для качества воздуха, здоровья человека и экологической стабильности. По мере ужесточения экологических норм по всему миру, отраслям необходимо внедрять эффективные системы контроля ЛОС для снижения выбросов и обеспечения соответствия требованиям.
В данной статье представлен подробный обзор процессов образования ЛОС в ключевых отраслях промышленности, а также рассматриваются наиболее эффективные технологии их очистки. От переработки угля до печати и упаковки — понимание этих механизмов имеет решающее значение для разработки решений, которые одновременно являются экологически безопасными и экономически целесообразными.
Что такое ЛОС?
Летучие органические соединения — это широкий класс углеродсодержащих химических веществ с высоким давлением паров при комнатной температуре, что позволяет им легко испаряться в воздух. К ЛОС обычно относят вещества с температурой кипения при нормальном давлении между 50°C и 260°C или те, у которых давление насыщенного пара превышает 133,32 Па при окружающих условиях.
Распространённые категории ЛОС
В зависимости от химической структуры ЛОС делятся на восемь основных групп:
Алканы
Ароматические углеводороды
Алкены
Галогенированные углеводороды
Эфиров
Альдегиды
Кетоны
Другие органические соединения
Типичные примеры ЛОС
Ароматические углеводороды: бензол, толуол, ксилол, стирол
Цепочечные углеводороды: бутан, компоненты бензина
Галогенированные углеводороды: четырёххлористый углерод, хлороформ
Спирты и альдегиды: метанол, ацетальдегид, ацетон
Эстеры: этилацетат, бутилацетат
Прочее: ацетонитрил, акрилонитрил, хлорфторуглероды
Эти соединения образуются в результате сгорания топлива, химических реакций, испарения растворителей и различных промышленных процессов. Из-за высокой реакционной способности и токсичности летучие органические соединения требуют систематического контроля.
Основные промышленные источники выбросов ЛОС
1. ЛОС в углехимической промышленности
Углехимический сектор является одним из наиболее значительных промышленных источников выбросов ЛОС. ЛОС в основном образуются в двух процессах:
Коксование угля
Газификация угля в синтез-газ
1.1 Выбросы ЛОС при коксовании угля
Коксование включает нагревание угля при высоких температурах, в результате чего сложные органические соединения переходят в парообразное состояние. Основные выбросы происходят на двух этапах:
A. Этап загрузки угля
Когда сырой уголь загружается в высокотемпературные коксовые печи, он соприкасается с горячими поверхностями и выделяет смесь:
Полициклические ароматические углеводороды
Пары смолы
Органические газы
Эти загрязнители способствуют возникновению профессиональных рисков и загрязнению окружающей среды.
B. Зона рекуперации побочных продуктов коксования
Ключевые участки включают блок конденсации, блок десульфурации, блок сульфата аммония и блок сырого бензола. Каждый из них создает различные профили ЛОС:
Секция конденсации
Выбросы: аммиак, сероводород, нафталин, смешанные ЛОС
Источники: баки для смолы, баки с аммиачной водой, трубопроводы, гидрозатворы
Характеристики: высокая концентрация, значительные колебания, газ, насыщенный влагой
Секция десульфуризации и получения сульфата аммония
Выбросы: серосодержащие газы, аммиак, незначительное содержание ЛОС
Постоянные выбросы с высокой концентрацией аммиака
Секция сырого бензола
Выбросы: бензол, толуол, ксилол
Объём газа небольшой, но концентрация очень высокая
Зона очистки сточных вод
Выбросы: бензол, фенолы, сульфиды, органические соединения азота
Поступает из выравнивающих резервуаров, аварийных резервуаров, анаэробных резервуаров, установок обработки ила
Такая комбинация затрудняет очистку из-за сложного состава.
1.2 ЛОС при газификации угля и производстве природного газа
На заводах газификации угля образуются отходящие газы, содержащие ЛОС, в процессе:
Низкотемпературной метанольной промывки
Резервуаров для хранения газа/жидкости (потери от дыхания)
Обработка сточных вод
Установок хранения нефти
A. Отходящий газ низкотемпературной метанольной промывки
Этот поток включает:
Метан
Этилен, этан
Пропан, пропилен
Пары метанола
Трудно поддается повторному использованию и обычно обрабатывается с помощью УОТ (регенеративный термоокислитель) для полного сжигания.
Почему УОТ, а не УОК?
Катализаторы УОК чувствительны к отравлению серой и имеют ограниченную регенерацию, что делает УОТ более надежным решением для применения в углехимии.
Б. Потери от дыхания резервуаров
Газожидкостные резервуары выделяют пары, содержащие серосодержащие соединения, аммиак и ЛОС, при изменениях температуры и давления. Эти газы также требуют термического окисления.
C. ЛОС из сточных вод
Эти выбросы возникают в основном из:
Первичная обработка (сепарация масла, выравнивание, подкисление)
Аэрационные резервуары
Помещения обезвоживания осадка
Концентрации сильно варьируются, а содержание влаги высокое.