XX第五章揮發性有機物污染控制2022/12/10XX第五章揮發性有機物污染控制XX第五章揮發性有機物污染控制2022/12/10XX第五章1第一節揮發性有機化合物污染揮發性有機化合物（VOCs，volatileorganiccompounds）是一類重要的空氣污染物，通常指沸點50-260℃、室溫下飽和蒸氣壓超過133Pa的有機化合物，其主要成分為烴類、鹵代烴、氮烴、含氧烴、硫烴及低沸點的多環香烴等。油漆、涂料、潤滑油等化學制品在表面涂層的廣泛應用，工業廢物的焚燒，機動車尾氣的排放，新型建材、保溫材料及室內裝潢材料廣泛使用，同時化妝品、除臭劑、殺蟲劑、除草劑和品種繁多的洗滌劑應用，導致大量的VOCs排放污染。VOCs成分復雜，具有的特殊氣味，并具有毒性、刺激性、致癌作用，特別是苯、甲苯及甲醛對人體健康造成很大的傷害。XX第五章揮發性有機物污染控制第一節揮發性有機化合物污染揮發性有機化合物（VOCs，v2VOCs排放XX第五章揮發性有機物污染控制VOCs排放XX第五章揮發性有機物污染控制3VOCs控制技術末端治理為主的控制性措施防止泄漏為主的預防性措施XX第五章揮發性有機物污染控制VOCs控制技術末端治理為主的控制性措施防止泄漏為主的預防性4第二節VOCs污染預防工藝技術的改進和設備的更新是減少VOCs排放的最佳選擇預防性措施替換原材料，減少引入生產過程中的VOCs總量改變運行條件，減少VOCs的形成和揮發更換設備，減少VOCs泄漏XX第五章揮發性有機物污染控制第二節VOCs污染預防工藝技術的改進和設備的更新是減少VO5VOCs替代油漆、涂料和油墨中的醇、芳烴等溶劑，在生產與使用過程中汽化進入大氣中，形成VOCs污染。從油基到水基的轉變，顯著減少了VOCs排放XX第五章揮發性有機物污染控制VOCs替代油漆、涂料和油墨中的醇、芳烴等溶劑，在生產與使用6工藝改革非揮發性溶劑工藝取代揮發性溶劑工藝，如流化床粉粉劑涂料和紫外平版印刷術減少石油及石化生產工藝過程中的原料和成品的各種耗損是減少VOCs排放的重要措施：改進、改善工藝設備，減少油品的揮發損失，回收利用放空氣體XX第五章揮發性有機物污染控制工藝改革非揮發性溶劑工藝取代揮發性溶劑工藝，如流化床粉粉劑涂7泄漏損耗及控制操作損耗：當VOCs溶液充入容器或從容器中導出時，由于溫度和氣壓的變化導致VOCs氣體溢出呼吸損耗－溫度變化使容器產生“吸進和呼出”而導致的有機物損耗。白天呼出，夜晚吸進。充入、呼吸和排空損耗可通過在容器出口附加的蒸氣保護閥（真空壓力閥）來控制。XX第五章揮發性有機物污染控制泄漏損耗及控制操作損耗：當VOCs溶液充入容器或從容器中導出8汽油的轉移損耗控制－階段1控制汽油：50余種碳氫化物（C3~C12）和其他痕量物質，C8H17，平均分子量113XX第五章揮發性有機物污染控制汽油的轉移損耗控制－階段1控制汽油：50余種碳氫化物（C3~9汽油的轉移損耗控制－階段2控制XX第五章揮發性有機物污染控制汽油的轉移損耗控制－階段2控制XX第五章揮發性有機物污染控制10第三節VOCs控制方法和工藝燃燒法吸收（洗滌）法冷凝法吸附法生物法XX第五章揮發性有機物污染控制第三節VOCs控制方法和工藝燃燒法XX第五章揮發性有機物污111.燃燒法（Combustion）適用于可燃或高溫分解的物質不能回收有用物質，但可回收熱量燃燒反應，如－燃燒時放出的熱量XX第五章揮發性有機物污染控制1.燃燒法（Combustion）適用于可燃或高溫分解的物質12VOCs燃燒原理及動力學燃燒動力學單位時間VOCs減少多數化學反應，遵循阿累尼烏斯方程氧氣濃度遠高于VOCs濃度XX第五章揮發性有機物污染控制VOCs燃燒原理及動力學燃燒動力學多數化學反應，遵循阿累13VOCs燃燒原理及動力學VOCsA,1/sE,kcal/molk,1/s538oC649oC760oC丙烯醛丙烯腈丙醇3.30E+102.13E+121.75E+0635.952.121.46.992580.019462.99528102.370.9614.83841.4720.3452.07氯丙烷苯1-丁烯氯苯環己胺1，2-二氯乙烷乙烷乙醇Ethylacrylate乙烯3.89E+077.43E+213.74E+141.34E+175.13E+124.82E+115.65E+145.37E+112.19E+121.37E+124.39E+115.20E+0529.195.958.276.647.645.663.648.146.050.844.714.70.560340.000110.077600.000310.764670.248510.004110.058690.880940.028040.3956258.863534.930.146.020.0926.847.510.482.1427.441.2511.18170.6427.2138.59183.058.41438.42109.1119.9335.97407.9924.64154.04404.29XX第五章揮發性有機物污染控制VOCs燃燒原理及動力學k,1/s538oC649oC14VOCs燃燒原理及動力學例：試計算燃燒溫度分別為538、649和760oC時，去除廢氣中99.9%的苯所需的時間。解：假設燃燒反應為一級，即n=l，一級反應，對式（10-8）積分，得當T=5380C時，由表10-8，得k=0.00011/s，代入式（10-9），得

同理可求得T=649、7600C時所需的燃燒時間分別為49s、0.2s。

（10-9）XX第五章揮發性有機物污染控制VOCs燃燒原理及動力學例：試計算燃燒溫度分別為538、6415燃燒工藝——直接燃燒適用于可燃有害組分濃度較高或熱值較高的廢氣設備：燃燒爐、窯、鍋爐溫度1100oC左右火炬燃燒：產生大量有害氣體、煙塵和熱輻射，應盡量避免XX第五章揮發性有機物污染控制燃燒工藝——直接燃燒適用于可燃有害組分濃度較高或熱值較高的廢16燃燒工藝－熱力燃燒（ThermalCombustion)適于低濃度廢氣的凈化溫度低，540～820oC必要條件：溫度、停留時間、湍流混合XX第五章揮發性有機物污染控制燃燒工藝－熱力燃燒（ThermalCombustion)適17燃燒工藝－熱力燃燒XX第五章揮發性有機物污染控制燃燒工藝－熱力燃燒XX第五章揮發性有機物污染控制18燃燒工藝－催化燃燒XX第五章揮發性有機物污染控制燃燒工藝－催化燃燒XX第五章揮發性有機物污染控制19燃燒工藝－催化燃燒裝置具有熱回收裝置的催化燃燒器XX第五章揮發性有機物污染控制燃燒工藝－催化燃燒裝置具有熱回收裝置的催化燃燒器XX第五章揮20燃燒工藝－催化燃燒優點無火焰燃燒，安全性好溫度低：300～450oC，輔助燃料消耗少對可燃組分濃度和熱值限制少XX第五章揮發性有機物污染控制燃燒工藝－催化燃燒優點無火焰燃燒，安全性好XX第五章揮發性有21不同燃燒工藝比較XX第五章揮發性有機物污染控制不同燃燒工藝比較XX第五章揮發性有機物污染控制22吸收（洗滌）法（Absorption）溶劑吸收法：采用低揮發或不揮發性溶劑對VOCs進行吸收，再利用VOCs分子和吸收劑的物理性質差異進行分離吸收劑在吸收塔吸收VOCs吸收了VOCs的吸收劑通過熱交換進入汽提塔，在高于吸收溫度、低于吸收壓力時解吸吸收劑經過溶劑冷凝器冷凝后進入吸收塔循環使用解吸VOCs氣體經過冷凝器、氣液分離器后以純VOCs氣體形式回收利用適用于VOCs濃度較高、溫度較低和壓力較高的場合。XX第五章揮發性有機物污染控制吸收（洗滌）法（Absorption）溶劑吸收法：采用低揮發23吸收工藝——對吸收劑的要求對被去除的VOCs有較大的溶解性蒸氣壓低易解吸化學穩定性和無毒無害性分子量低，吸收能力最大化XX第五章揮發性有機物污染控制吸收工藝——對吸收劑的要求對被去除的VOCs有較大的溶解性X24冷凝法（Condensation）冷凝法：利用物質在不同溫度下的不同飽和蒸汽壓，采用降低溫度、提高壓力，使VOCs冷凝并與廢氣分離冷凝溫度處于露點和泡點溫度之間越接近泡點，凈化程度越高接觸冷凝：被冷凝氣體與冷卻介質直接接觸表面冷凝（間接冷卻）冷凝氣體與冷卻壁接觸適于廢氣體積分數10-2以上的有機蒸氣常作為其它方法的前處理XX第五章揮發性有機物污染控制冷凝法（Condensation）冷凝法：利用物質在不同溫度25吸附法（Adsorption）吸附工藝：利用多孔固體表面存在的未平衡的分子吸引力或化學鍵力，吸附混合氣體中的VOCs組分并與廢氣分離適用于處理中低濃度VOCs尾氣不飽和化合物吸附優于飽和化合物，環狀化合物吸附優于鏈狀化合物活性炭吸附優于極性吸附劑（硅膠、氧化物）部分VOCs不易解吸（酸、酯、酮），不宜用活性炭吸附XX第五章揮發性有機物污染控制吸附法（Adsorption）吸附工藝：利用多孔固體表面存在26生物法（BiologicalOxidation）微生物以VOCs作為碳源和能源，將其分解為CO2和H2O懸浮生長系統：微生物及其營養物存在于液相，氣相中的VOCs轉移到液相，被微生物降解附著生長系統：微生物附著生長于固體介質表面，氣相中的VOCs被固體介質表面吸附，被微生物降解氣相主體中的VOCs在液相或固體表面的傳質過程和微生物生物降解過程的耦合微生物菌種的篩選、馴化和接種最先進的VOCs處理技術，設備簡單、運行費用低，適用于大風量、低濃度、難降解VOCs的處理XX第五章揮發性有機物污染控制生物法（BiologicalOxidation）微生物以V27生物法工藝比較XX第五章揮發性有機物污染控制生物法工藝比較XX第五章揮發性有機物污染控制28演講完畢，謝謝聽講!再見，seeyouagain2022/12/10XX第五章揮發性有機物污染控制演講完畢，謝謝聽講!再見，seeyouagain202229XX第五章揮發性有機物污染控制2022/12/10XX第五章揮發性有機物污染控制XX第五章揮發性有機物污染控制2022/12/10XX第五章30第一節揮發性有機化合物污染揮發性有機化合物（VOCs，volatileorganiccompounds）是一類重要的空氣污染物，通常指沸點50-260℃、室溫下飽和蒸氣壓超過133Pa的有機化合物，其主要成分為烴類、鹵代烴、氮烴、含氧烴、硫烴及低沸點的多環香烴等。油漆、涂料、潤滑油等化學制品在表面涂層的廣泛應用，工業廢物的焚燒，機動車尾氣的排放，新型建材、保溫材料及室內裝潢材料廣泛使用，同時化妝品、除臭劑、殺蟲劑、除草劑和品種繁多的洗滌劑應用，導致大量的VOCs排放污染。VOCs成分復雜，具有的特殊氣味，并具有毒性、刺激性、致癌作用，特別是苯、甲苯及甲醛對人體健康造成很大的傷害。XX第五章揮發性有機物污染控制第一節揮發性有機化合物污染揮發性有機化合物（VOCs，v31VOCs排放XX第五章揮發性有機物污染控制VOCs排放XX第五章揮發性有機物污染控制32VOCs控制技術末端治理為主的控制性措施防止泄漏為主的預防性措施XX第五章揮發性有機物污染控制VOCs控制技術末端治理為主的控制性措施防止泄漏為主的預防性33第二節VOCs污染預防工藝技術的改進和設備的更新是減少VOCs排放的最佳選擇預防性措施替換原材料，減少引入生產過程中的VOCs總量改變運行條件，減少VOCs的形成和揮發更換設備，減少VOCs泄漏XX第五章揮發性有機物污染控制第二節VOCs污染預防工藝技術的改進和設備的更新是減少VO34VOCs替代油漆、涂料和油墨中的醇、芳烴等溶劑，在生產與使用過程中汽化進入大氣中，形成VOCs污染。從油基到水基的轉變，顯著減少了VOCs排放XX第五章揮發性有機物污染控制VOCs替代油漆、涂料和油墨中的醇、芳烴等溶劑，在生產與使用35工藝改革非揮發性溶劑工藝取代揮發性溶劑工藝，如流化床粉粉劑涂料和紫外平版印刷術減少石油及石化生產工藝過程中的原料和成品的各種耗損是減少VOCs排放的重要措施：改進、改善工藝設備，減少油品的揮發損失，回收利用放空氣體XX第五章揮發性有機物污染控制工藝改革非揮發性溶劑工藝取代揮發性溶劑工藝，如流化床粉粉劑涂36泄漏損耗及控制操作損耗：當VOCs溶液充入容器或從容器中導出時，由于溫度和氣壓的變化導致VOCs氣體溢出呼吸損耗－溫度變化使容器產生“吸進和呼出”而導致的有機物損耗。白天呼出，夜晚吸進。充入、呼吸和排空損耗可通過在容器出口附加的蒸氣保護閥（真空壓力閥）來控制。XX第五章揮發性有機物污染控制泄漏損耗及控制操作損耗：當VOCs溶液充入容器或從容器中導出37汽油的轉移損耗控制－階段1控制汽油：50余種碳氫化物（C3~C12）和其他痕量物質，C8H17，平均分子量113XX第五章揮發性有機物污染控制汽油的轉移損耗控制－階段1控制汽油：50余種碳氫化物（C3~38汽油的轉移損耗控制－階段2控制XX第五章揮發性有機物污染控制汽油的轉移損耗控制－階段2控制XX第五章揮發性有機物污染控制39第三節VOCs控制方法和工藝燃燒法吸收（洗滌）法冷凝法吸附法生物法XX第五章揮發性有機物污染控制第三節VOCs控制方法和工藝燃燒法XX第五章揮發性有機物污401.燃燒法（Combustion）適用于可燃或高溫分解的物質不能回收有用物質，但可回收熱量燃燒反應，如－燃燒時放出的熱量XX第五章揮發性有機物污染控制1.燃燒法（Combustion）適用于可燃或高溫分解的物質41VOCs燃燒原理及動力學燃燒動力學單位時間VOCs減少多數化學反應，遵循阿累尼烏斯方程氧氣濃度遠高于VOCs濃度XX第五章揮發性有機物污染控制VOCs燃燒原理及動力學燃燒動力學多數化學反應，遵循阿累42VOCs燃燒原理及動力學VOCsA,1/sE,kcal/molk,1/s538oC649oC760oC丙烯醛丙烯腈丙醇3.30E+102.13E+121.75E+0635.952.121.46.992580.019462.99528102.370.9614.83841.4720.3452.07氯丙烷苯1-丁烯氯苯環己胺1，2-二氯乙烷乙烷乙醇Ethylacrylate乙烯3.89E+077.43E+213.74E+141.34E+175.13E+124.82E+115.65E+145.37E+112.19E+121.37E+124.39E+115.20E+0529.195.958.276.647.645.663.648.146.050.844.714.70.560340.000110.077600.000310.764670.248510.004110.058690.880940.028040.3956258.863534.930.146.020.0926.847.510.482.1427.441.2511.18170.6427.2138.59183.058.41438.42109.1119.9335.97407.9924.64154.04404.29XX第五章揮發性有機物污染控制VOCs燃燒原理及動力學k,1/s538oC649oC43VOCs燃燒原理及動力學例：試計算燃燒溫度分別為538、649和760oC時，去除廢氣中99.9%的苯所需的時間。解：假設燃燒反應為一級，即n=l，一級反應，對式（10-8）積分，得當T=5380C時，由表10-8，得k=0.00011/s，代入式（10-9），得

同理可求得T=649、7600C時所需的燃燒時間分別為49s、0.2s。

（10-9）XX第五章揮發性有機物污染控制VOCs燃燒原理及動力學例：試計算燃燒溫度分別為538、6444燃燒工藝——直接燃燒適用于可燃有害組分濃度較高或熱值較高的廢氣設備：燃燒爐、窯、鍋爐溫度1100oC左右火炬燃燒：產生大量有害氣體、煙塵和熱輻射，應盡量避免XX第五章揮發性有機物污染控制燃燒工藝——直接燃燒適用于可燃有害組分濃度較高或熱值較高的廢45燃燒工藝－熱力燃燒（ThermalCombustion)適于低濃度廢氣的凈化溫度低，540～820oC必要條件：溫度、停留時間、湍流混合XX第五章揮發性有機物污染控制燃燒工藝－熱力燃燒（ThermalCombustion)適46燃燒工藝－熱力燃燒XX第五章揮發性有機物污染控制燃燒工藝－熱力燃燒XX第五章揮發性有機物污染控制47燃燒工藝－催化燃燒XX第五章揮發性有機物污染控制燃燒工藝－催化燃燒XX第五章揮發性有機物污染控制48燃燒工藝－催化燃燒裝置具有熱回收裝置的催化燃燒器XX第五章揮發性有機物污染控制燃燒工藝－催化燃燒裝置具有熱回收裝置的催化燃燒器XX第五章揮49燃燒工藝－催化燃燒優點無火焰燃燒，安全性好溫度低：300～450oC，輔助燃料消耗少對可燃組分濃度和熱值限制少XX第五章揮發性有機物污染控制燃燒工藝－催化燃燒優點無火焰燃燒，安全性好XX第五章揮發性有50不同燃燒工藝比較XX第五章揮發性有機物污染控制不同燃燒工藝比較XX第五章揮發性有機物污染控制51吸收（洗滌）法（Absorption）溶劑吸收法：采用低揮發或不揮發性溶劑對VOCs進行吸收，再利用VOCs分子和吸收劑的物理性質差異進行分離吸收劑在吸收塔吸收VOCs吸收了VOCs的吸收劑通過熱交換進入汽提塔，在高于吸收溫度、低于吸收壓力時解吸吸收劑經過溶劑冷凝器冷凝后進入吸收塔循環使用解吸VOCs氣體經過冷凝器、氣液分離器后以純VOCs氣體形式回收利用適用于VOCs濃度較高、溫度較低和壓力較高的場合。XX第五章揮發性有機物污染控制吸收（洗滌）法（Absorption）溶劑吸收法：采用低揮發52吸收工藝——對吸收劑的要求對被去除的VOCs有較大的溶解性蒸氣壓低易解吸化學穩定性和無毒無害性分子量低，吸收能力最大化XX第五章揮發性有機物污染控制吸收工藝——對