EN
Giriş
Uçucu Organik Bileşikler (VOC), küresel endüstriler daha temiz ve sürdürülebilir üretim hedefine doğru ilerlerken önemli bir çevresel odak noktası haline gelmiştir. Kimya işleme, metalürji, kaplama, baskı ve diğer birçok endüstriyel sektörde yaygın olarak bulunan bu bileşikler, hava kalitesi, insan sağlığı ve ekolojik denge açısından ciddi riskler taşır. Küresel olarak çevre düzenlemelerinin katılaşmasıyla birlikte, endüstriler emisyonları azaltmak ve uyum sağlamak amacıyla etkili VOC kontrol sistemlerini benimsemek zorundadır.
Bu makale, VOC'lerin ana endüstrilerde nasıl üretildiğine dair kapsamlı bir genel bakış sunar ve bunların arıtılması için en etkili teknolojileri incelemektedir. Kömür kimyasal işleme kadar baskı ve ambalajlama alanlarına kadar, bu mekanizmaları anlamak hem çevresel açıdan sağlam hem de ekonomik olarak uygulanabilir çözümler tasarlamak için esastır.
VOC'ler Nedir?
Uçucu Organik Bileşikler, oda sıcaklığında yüksek buhar basıncına sahip olan ve bu nedenle havaya kolayca buharlaşabilen karbon temelli kimyasalların geniş bir sınıfını oluşturur. VOC'ler tipik olarak normal basınçtaki kaynama noktasının 50°C ile 260°C arasında olan maddeleri veya çevre koşullarında doymuş buhar basıncının 133.32 Pa'dan yüksek olduğu maddeleri içerir.
Yaygın VOC Kategorileri
Kimyasal yapıya göre VOC'ler sekiz ana gruba ayrılır:
Alkanlar
Aromatik hidrokarbonlar
Alkenler
Halojenli hidrokarbonlar
Esterler
Aldehidler
Ketonlar
Diğer organik bileşikler
Tipik UÇK Örnekleri
Aromatik hidrokarbonlar: benzen, toluen, ksilen, stiren
Zincir hidrokarbonlar: bütan, benzin bileşenleri
Halojenli hidrokarbonlar: karbon tetraklorür, kloroform
Alkoller ve aldehitler: metanol, asetaldehit, aseton
Esterler: etil asetat, bütil asetat
Diğerleri: asetonitril, akrilonitril, kloroflorokarbonlar
Bu bileşikler, yakıt yanmasından, kimyasal reaksiyonlardan, çözücü buharlaşmasından ve çeşitli endüstriyel süreçlerden kaynaklanır. Yüksek reaktiviteleri ve toksisiteleri nedeniyle VOC'lerin sistematik olarak kontrol edilmesi gerekir.
VOC Emisyonlarının Başlıca Endüstriyel Kaynakları
1. Kömür Kimyası Endüstrisinde VOC'ler
Kömür kimyası sektörü, VOC emisyonlarına en önemli endüstriyel katkı sağlayanlardan biridir. VOC'ler başlıca iki prosesten kaynaklanır:
Kömür koklaştırması
Kömürün sentetik gaza dönüştürülmesi
1.1 Kömür Koklaşması Sırasında Uçucu Organik Bileşik (VOC) Emisyonları
Koklaşma, kömürü yüksek sıcaklıklarda ısıtma işlemidir ve bu sırada karmaşık organik bileşiklerin buharlaşmasına neden olur. Emisyonlar özellikle iki aşamada meydana gelir:
A. Kömür Yükleme Aşaması
Ham kömür, yüksek sıcaklıktaki kok fırınlarına yüklendiğinde sıcak yüzeylerle karşılaşırlar ve aşağıdaki karışımları salıverirler:
Polisiklik aromatik hidrokarbonlar
Katran buharı
Organik gazlar
Bu kirleticiler, mesleki risklere ve çevresel kirliliğe katkıda bulunur.
B. Kok Yan Ürünü Geri Kazanım Alanı
Temel alanlar kondensasyon ünitesini, desülfürizasyon ünitesini, amonyum sülfat ünitesini ve ham benzen ünitesini kapsar. Her biri farklı VOC profilleri oluşturur:
Kondensasyon Bölümü
Emisyonlar: amonyak, hidrojen sülfür, naftalin, karışık uçucu organik bileşikler (VOC)
Kaynaklar: katran tankları, amonyaklı su tankları, boru hatları, su tıkaçları
Karakteristikler: yüksek konsantrasyon, büyük dalgalanmalar, nemli gaz
Desülfürizasyon ve Amonyum Sülfat Bölümü
Emisyonlar: kükürt içeren gazlar, amonyak, az miktarda VOC
Yüksek amonyak konsantrasyonu ile sürekli emisyonlar
Ham Benzen Bölümü
Emisyonlar: benzen, toluen, ksilen
Gaz hacmi küçük ancak konsantrasyon çok yüksek
Atık su arıtma alanı
Emisyonlar: benzen, fenoller, sülfürler, organik azotlu bileşikler
Havuzların eşitleştirilmesinden, kazalı tanklardan, anaerobik tanklardan, çamur arıtmasından kaynaklanır
Bu kombinasyon, karmaşık yapısı nedeniyle arıtımı zorlaştırır.
1.2 Kömür Gazlaştırma ve Doğal Gaz Üretiminde Uçucu Organik Bileşikler (UOB)
Kömür gazlaştırma tesisleri şunlar sırasında UOB içeren artık gazlar üretir:
Düşük sıcaklıkta metanol yıkama
Gaz/sıvı depolama tankları (solunum kayıpları)
Atık su arıtımı
Yağ depolama üniteleri
A. Düşük Sıcaklıkta Metanol İle Yıkama Atık Gazı
Bu akış şunları içerir:
Metan
Etilen, etan
Propan, propilen
Metanol buharı
Tekrar kullanımı zordur ve genellikle RTO (Regeneratif Termal Oksitleyici) ile tam yakma işlemine tabi tutulur.
Neden RTO yerine RCO?
RCO katalizörleri kükürt zehirlenmesine karşı savunmasızdır ve sınırlı yenileme özelliğine sahiptir; bu nedenle kömür kimyasal uygulamalarında RTO daha dayanıklıdır.
B. Depo Solunum Kayıpları
Gaz/sıvı depolama tankları, sıcaklık ve basınç değişimleri sırasında kükürt bileşikleri, amonyak ve UÇKO'lar içeren buharları salar. Bu gazların termal oksidasyona da ihtiyacı vardır.
C. Atık Su Arıtma UÇKO'ları
Bu emisyonlar çoğunlukla şuradan kaynaklanır:
İlk aşamada işlem (yağ ayrımı, dengeleme, asitleştirme)
Havalandırma tankları
Çamur kurutma odaları
Konsantrasyonlar büyük ölçüde değişir ve nem oranı yüksektir.