Сокращение выбросов ЛОС и HAP выбросов

ЛОС

Следуйте этому план понять борьбы имеющихся технологий для ограничения выбросов летучих органических соединений и опасных загрязнителей воздуха, а также критерии выбора между ними.

На протяжении последнего десятилетия, огромные научные, политические, социальные и экономические изменения оказали воздействие качества воздуха и охраны окружающей среды, что вызвало новый взгляд на предмет контроля летучих органических соединений (ЛОС) и опасных загрязнителей воздуха (НАР) выбросов. Некоторые важные изменения, которые влияют на выбор решения для сокращения выбросов ЛОС и ГАЭС являются:

* Осуществление максимально достижимая техника управления (ТМДОВ) положения Закона о чистом воздухе. Многие из объектов, пострадавших от ТМДОВ рассмотреть стандарты отчетности и контроля выбросов HAP стать крупнейшим драйвера к борьбе с выбросами ЛОС.

* Повышение заинтересованности общественности в окружающей среде через веб-доступ к справа знаю докладов. Это по-прежнему оперативно многих компаний найти новые пути, чтобы уменьшить загрязнение окружающей среды.

* Формирование региональных качества воздуха инициатив, связанных с транспортом озона и рыночных программ стимулирования, такие как сокращение выбросов программ кредитования торговли.

* Высокая политическая и заслуживает освещения в печати проблем управления качеством атмосферного воздуха, например, последние правовые битвы за окружающего воздуха стандартам качества EPA для озона, общественного диалога, смога и городов, а также усилия, чтобы сбалансировать регулирования стационарных и передвижных источников.

* Переориентации экологической политики из формата команды и контроля, чтобы более тесно сотрудничать, инсентив-подхода, который способствует предотвращению загрязнения на контроль "на конце трубы".

* Появление международных соглашений по укреплению регионального экологического сотрудничества, избежания потенциальных экологических и торговых споров, поощрение эффективного обеспечения соблюдения природоохранных законов, а также изучить вопросы трансграничного воздуха.

Эта статья поможет инженеры-химики оценки и выбора ЛОС и технологии HAP контроля. Это выдержки из книги "практические решения для сокращения и контроля летучих органических соединений и опасных загрязнителей воздуха" (1), опубликованные Центром Айше по сокращению объема отходов технологий (Курт). Книга включает в себя информацию, Du Pont Ко разработан на основе технических и экономических оценок ЛОС и технологии HAP борьбы с загрязнением. Книга также включает в себя информацию из документов ЕРА controltechnology руководства. EPA Национального управления рисками лаборатории Отдела устойчивой технологии, при условии финансирования для книги.

Термическое окисление

Термическим окислением, и термического сжигания, процесс окислительной горючих материалов путем повышения их при температуре выше точки самовоспламенения в присутствии кислорода и поддержание ее на высокой температуре в течение достаточного времени для полного сгорания топлива до диоксида углерода и воды. Время, температура, турбулентность (для перемешивания), и количество кислорода, влияет на скорость и эффективность процесса сгорания. Эти факторы обеспечивают основные конструктивные параметры ЛОС и системы HAP окисления. Для соображений безопасности, максимальная концентрация ЛОС / ГАЭС в отходящих газах должна быть существенно ниже нижнего предела взрываемости (НПВ) от конкретных соединений) под контролем. Как правило, коэффициент безопасности 4 (т.е. 25% от НПВ) используется, хотя некоторые прямого пламени окислители способны работать безопасно, выше этого уровня. Отходящих газов можно разводить с окружающим воздухом, при необходимости, для уменьшения концентрации.

Сердце тепловой сжигания (рис. 1), насадка-стабилизированных пламени поддерживается сочетанием вспомогательного топлива, соединений отработанного газа, а также дополнительные воздуха по мере необходимости. Когда отходящих газов проходит через пламя, он нагревается от температуры подогретого входе температуры воспламенения. Температура воспламенения меняется для различных веществ и, как правило, определяется эмпирически. Это температура, при которой скорость реакции горения превышает скорость потери тепла, тем самым повышая температуру газов. Таким образом, любое органическое-воздушной смеси воспламеняется, если его температура поднимается достаточно высокой.

Требуемого уровня ЛОС / HAP контроля, которые должны быть достигнуты в тот момент, когда отходящих газов проводит в тепловой камере сгорания диктует температуры реактора. Чем короче время пребывания, тем выше температура в реакторе должно быть. Большинство тепловых окислителями, предназначены для обеспечения не более чем одна вторая от срока проживания в отходящих газах с характерным температуры 650degC в 1100 йе (1,200-2,000 degF). После того как устройство спроектировано и построено, время пребывания не легко изменены. Требуемой температуры реакции, следовательно, становится функцией частности газообразных видов и необходимого уровня контроля. Для обеспечения 98% разрушения негалогенированных органики, тепловой окислителей в целом должен быть запущен 870degC (1600 degF) с номинальной время пребывания 0,75 секунды. Уничтожение галогенированные органические может потребовать окисления ближе к 1100 йе (2000 degF), и, скорее всего, после окисления воды или едких скруббера для удаления сильнокоррозионные кислых газов (например, HCl).

Есть три типа тепловых систем окисления: прямое пламя, рекуперативные и регенеративные. Они различаются по оборудования, используемого для регенерации тепла. Directflame термоокислитель, также известный как форсаже, состоит из камеры сгорания и не содержит никаких рекуперации тепла. Рекуперативного окислителя включает wastegas подогревателем и, в случае низкого давления пара или горячей воды может быть использован на сайте, среднее тепловой энергии возмещения обменника, значительная экономия топлива может быть реализовано посредством восстановления тепловой энергии из выхлопных газов и подогрева входящего отходящих газах. Регенеративных окислителя используется с высокой плотностью носителей, таких как керамическая упаковке кровать еще горячий от предыдущего цикла, для подогрева входящего ЛОС или HAP насыщенный поток отходящих газов; такие системы обычно имеют более низкие потребности в топливе из-за повышения рекуперации энергии (до до 95%).

Термическое окисление является проверенным методом уничтожения ЛОС и ГАЭС, с эффективностью уничтожения до 99,9999% возможных. Термальный окислителей могут быть использованы для сокращения выбросов в результате почти все ЛОС и HAP источников, в том числе процесс отверстия, емкостей для хранения материала операций передачи, обработки, хранения и удаления отходов, операции покрытие, а также операции по очистке судна. В общем, тепловой окислителей, не очень подходят для выхлопных потоков с высокой переменной Расходы, приведенные, так как сокращение времени пребывания и бедных перемешивания в результате высоких Расходы, приведенные снижение полноты сгорания, что приводит температуры камеры сгорания к падению и эффективность уничтожения отказаться .

Каталитическое окисление

Каталитический окислителей, или каталитического сжигания, действуют подобно тепловой окислителей. Основная разница в том, что газ, пройдя через огонь области, проходит через слой катализатора. Катализатор эффект увеличения скорости реакции окисления, что позволяет реакция происходит при более низкой температуре, чем это требуется для тепловых зажигания. Отходящих газов, как правило, нагревается вспомогательные горелки 320degC к 430degC (600-800degF) перед входом в слое катализатора. Максимальную расчетную температуру катализатора выхлопных газов на 540degC 675degC (1,000-1,250 degF). Катализаторы, следовательно, позволяют меньше окислителя размера. Катализаторы для ЛОС / HAP по сокращению выбросов относятся оксиды металлов или драгоценных металлов, таких как платина и палладий, которые в целом имеют более длительный срок службы и более устойчивы к отравлению и обрастания, чем менее дорогие базовые металлических катализаторов, таких как двуокись марганца. Потенциал для отравления существует, если потока выхлопных газов, содержит серу, кремний, фосфор, мышьяк или тяжелых металлов.

В каталитический окислитель (рис. 2), газовый поток вводится в камеру смешения, где она нагревается. Отходящих газов обычно проходит через рекуперативного теплообменника, где подогревают газ после сжигания. Нагретого газа проходит через слой катализатора. Кислород и ЛОС / Хапс перейти на поверхности катализатора диффузии из потока газа и адсорбируются на активных центрах на поверхности катализатора, где происходит окисление. Продукты окисления затем десорбируются с активной сайтов, газа и диффузного обратно в поток газа.

С течением времени, твердые частицы могут быстро слой катализатора и предотвращения активных сайтов от оказания помощи в реакции окисления загрязняющих веществ. Это известно как ослепление. Потому что активной поверхности катализатора, содержится в основном в относительно мелкие поры, размер частиц не должно быть большим, чтобы слепые катализатора. Есть нет общих руководящих принципов о концентрации и размеров частиц, которые могут мириться с катализаторами, потому что размер пор и объема катализаторов отличаются друг от друга. Эта информация, как правило, можно получить катализатора производителей.

Каталитический окислителей могут быть использованы для сокращения выбросов ЛОС и многие HAP источников, в том числе процесс отверстия, бензин массового погрузочных работ и растворителя процессов испарения. Они предлагают много преимуществ для соответствующего приложения: они работают при более низких температурах и требуют меньше топлива, чем тепловые окислителей, они имеют меньший размер, и они нуждаются практически не изоляции. Тем не менее, выбор должен быть тщательно рассмотрен, поскольку чувствительность каталитической окислителей на входе потока концентрации, условия движения и дезактивацию катализатора ограничивает их применимость для многих промышленных процессов.

Адсорбция

Конструкция адсорбера системы зависит от химических характеристик ЛОС или HAP Рекуперация, физические свойства входе потока (температуры, давления и объемного расхода) и физических свойств адсорбента. Физической адсорбции экзотермический процесс, что является наиболее эффективным в узком диапазоне температур и давлений.

Типичным адсорбер показано на рисунке 3. Перед входом отходящих газов попадает в адсорбер, он может быть отфильтрован по предотвращению загрязнения кровать сажи, смолы капель и крупных частиц, захваченных в потоке. Газ может быть охлажден до поддержания спать в оптимальной рабочей температуры и предотвращения пожаров или полимеризации углеводородов. Когда кровать полного насыщения (состояние, которое называется "прорыв") и должен быть возрожден, входящих ЛОС или HAP насыщенный поток направляется на альтернативную постели. Bed регенерации Обычно это делается путем нагревания или применения вакуума для десорбции адсорбированных газов; кровать, затем охлаждают и сушат, как правило, путем продувки его с веером, и пары направляются на восстановление системы, таких как холодильник, графин или дистилляцией башни. Регенерации кровать возвращается в адсорбер услуг, а теперь насыщенных другой кровати, очищенный от ЛОС / ГАЭС. Процесс регенерации может быть повторен несколько раз, однако адсорбента в конечном итоге должны быть заменены из-за постепенного уменьшения адсорбционной способности.

Общие промышленные системы адсорбции часто используют активированный уголь, цеолит и полимерных адсорбентов. Активированный уголь, который не является ни полностью, ни гидрофильные гидрофобных, имеет сродство обоих полярных и неполярных молекул. Из-за этого, влажность имеет заметное влияние на активированный уголь. Полимеры и гидрофобных цеолита, как правило, гораздо менее чувствительны к влажности, и гораздо менее подвержены воздействию пожаров, дробление или присыпкой. Таким образом, они не нуждаются в замене так часто. Тем не менее, активированный уголь имеет более низкую начальную стоимость.

Есть три способа кровать регенерации тепловой качели, вакуум, и давление разгаре. Традиционная система адсорбер углерода использует пар для десорбции ЛОС / ГАЭС с активированной поверхности углерода; других источников тепла были опробованы успешно, в том числе микроволновые печи, встраиваемые обогреватели и нагретой азота. Для повышения рекуперации растворителя и ликвидации загрязнения ЛОС / HAP паром, вакуум регенерации могут быть использованы. В давления адсорбции качели, кровати адсорбера поочередно адсорбции и десорбции ЛОС / ГАЭС; теплота адсорбции сохраняется и впоследствии использовалась для десорбции ЛОС / ГАЭС с постели.

Для адсорбционных систем, которые хорошо разработаны и управления, непрерывное ЛОС и HAP эффективности удаления более 95% может быть достигнута при различных растворителей. Адсорбция применяется для постоянного или прерывистого потоков и способен обрабатывать диапазоне концентраций. Адсорберы полезны для восстановления дорогостоящих растворителей, но не рекомендуется для определенных ситуаций. Во-первых, высокой ЛОС / HAP концентрации может привести к чрезмерному повышению температуры в постели из-за большой теплоты адсорбции. Если горючих паров настоящее время страховые требования могут ограничивать входной концентрации ЛОС и ГАЭС до менее чем 25% от НПВ. Тем не менее, выход потоков с высокой ЛОС / HAP концентрации может быть разбавлен с воздухом или инертными газами. Во-вторых, с очень высоким молекулярным весом соединений (MW> = 130), которые характеризуются низкой летучестью (температура кипения> = 400degF или 204degC) сильно адсорбируются на угле, что затрудняет их удаления в процессе регенерации. С другой стороны, низким молекулярным весом соединений (MW

Том концентраторы

Том концентраторы, разработанные специально для контроля за низкой концентрации ЛОС или HAP газовых потоков. Эти устройства повышения концентрации ЛОС / пара HAP чтобы обеспечить более экономичный лечения концентрированных соединений в отходящих газах.

Чаще всего объема концентратор поворотные системы карусели. В этой единицы, один сектор карусель используется для адсорбции, а другой сектор возрождается (или десорбируются) с горячим газом. Как карусель Оказывается, в каждом разделе поочередно адсорбирует ЛОС и HAP из отработанных газов, а затем регенерируется. Адсорбента может быть цеолит, смеси цеолита и активированного угля, смесь цеолита и полимерных адсорбентов, или активированный уголь или полимерных адсорбентов кровати после цеолитом кровати вниз по течению.

Соотношения концентраций значительно выше 1000:1 часто могут быть получены в объеме концентратора. (Допустимая концентрация отношения могут быть ограничены воспламеняемости соображений.) Конечно, расхода газа регенерации, соответственно снижается. Это higher-concentration/lower-flowrate газа регенерации может рассматриваться по-разному, включая термическое окисление, каталитическое окисление или fixedbed адсорбции.

В кипящем слое концентраторы были также разработаны. Они предназначены для одновременной адсорбции и десорбции на отдельных участках блока. ЛОС / HAP насыщенный газ поступает один конец и адсорбента входит в другой конец с помощью газа-носителя. ЛОС / HAP является сняли адсорбента использования пара, горячей азота или горячего воздуха.

Том концентраторов может достичь 90% до 98% эффективность удаления, в зависимости от количества роторов в ряды и входе ЛОС / HAP концентрации. Концентраторы позволит добиться экономии в размере и стоимости последующего оборудования контроля. При существующих конце трубы лечения система работает на своей емкости, концентратор может быть использована для расширения возможностей системы за счет предварительного сосредоточения входящий поток отходящих газов. Тем не менее, объем концентратора в сочетании с другим устройством контроля приводит к более сложной системы, которые могут повлиять на полезность и требования по обслуживанию. Кроме того, другие подходы, такие как сокращение числа источников, может оказаться более экономически выгодным для сокращения объема отходящих газов.

Поглощение

Поглощение, или отделения, часто используется для разделения газовых потоков, содержащих высокие концентрации органических веществ, особенно растворимых в воде соединений, таких, как метанол, этанол, изопропанол, бутанол, ацетон и формальдегид. Он широко используется в борьбе с ЛОС / HAP выбросов во время очистки природного газа и кокса восстановления побочный продукт. Тем не менее, чаще всего используется для управления неорганических газов, таких как HCI, чем для ЛОС / ГАЭС.

Использование поглощения как основной метод управления для органических паров действует ряд ограничивающих факторов. Одним из факторов является наличие подходящего растворителя. ЛОС / HAP должен быть растворимым в поглощающей жидкости. Некоторые распространенные растворители, которые могут быть полезны для ЛОС / ГАЭС включает воды, минеральных масел или других энергонезависимой нефтяными маслами. Еще одним фактором является наличие пар / жидкость данных равновесия для конкретных органических / растворитель системой. Такие данные необходимы для разработки системы поглотителя, однако они не являются легкодоступными для редких органических соединений.

Еще одно соображение в использовании поглощения обработки или удаления материала, изъятого из поглотителя. В большинстве случаев, очистки жидкости, содержащей ЛОС / HAP восстанавливается за счет истощения, где ЛОС / HAP десорбируется с поглощающей жидкости, как правило, при повышенных температурах и / или под вакуумом. ЛОС / HAP затем извлекается в виде жидкости в конденсаторе. Процесс зачистки может создать проблемы водоотведения, которые могут потребовать системы очистки сточных вод, обработки загрязнений.

Конденсация

Разделение с помощью конденсации может быть достигнуто за счет увеличения давления в системе при заданной температуре (сжатие конденсата), либо за счет снижения температуры при постоянном давлении (охлажденного конденсата). Большинство коммерческих конденсаторы охлажденных конденсаторов.

В 2-компонентная система, в которой один из компонентов не является condensible (например, воздух), происходит конденсация в точке росы (насыщения), когда парциальное давление летучего соединения равна его паров. Для morevolatile соединений (например, соединения с более низкой температурой кипения), большее количество соединений остается пара при данной температуре, следовательно, удалить или восстановить соединение, более низкой температуре, будут необходимы для насыщения и конденсации. В таких случаях, холодильная техника может быть использована для получения низких температур, необходимых для достижения приемлемой эффективности удаления.

Основного оборудования в охлажденном система включает в себя конденсатор конденсатор, холодильных установок) и вспомогательного оборудования (например, precooler, подъем / емкость для хранения насоса / вентилятора и трубопроводов). Для применений, требующих низких температурах (ниже о-или-30degF 34degC), системы многоступенчатого холодильного которые часто используются. Кроме того, низкотемпературной конденсации с помощью жидкого азота превращается в безопасный и эффективный контроль системы.

Конденсаторы широко используются в качестве сырья и / или продуктов восстановления устройств. Они могут быть использованы для восстановления ЛОС / ГАЭС на входе в другие устройства контроля, или они могут быть использованы только для контроля вентиляционных потоков с высоким содержанием ЛОС / HAP концентрации. Они могут обрабатывать и прерывистого и непрерывного Расходы, приведенные. Они особенно хорошо подходят для низкого расхода (2500 промилле по объему) отверстия из резервуаров, реакторов и растворителей разгрузочных работ.

Конденсаторы могут быть использованы для удаления негалогенированных и галогенированные ЛОС / ГАЭС, не требуют дорогостоящего дополнительного оборудования. Если отверстие поток содержит водяной пар, или если ЛОС / HAP имеет высокую температуру замерзания (например, бензол), льда или замороженных углеводородов могут образовываться конденсаторных труб или пластин. Это снижает эффективность теплоотдачи и тем самым снизить эффективность удаления, а также увеличить перепад давления в конденсатор. В таких случаях precooler может быть использована для удаления влаги перед поток выход вступает в конденсаторе.

В зависимости от типа конденсатора используется, захоронения отработанного теплоносителя могут быть проблемы.

Вспышки

Факельной системы начинается с заголовка и сбора нокаут-барабан для удаления воды и конденсированных углеводородов. Нокаут-барабана, как правило, горизонтальное или вертикальное судно находится на уровне или близко к основанию вспышки или вертикальный блок внутри основания вспышки стека. Жидкости должны быть удалены из жерла поток, поскольку они могут потушить огонь или вызывать нерегулярные сгорания и курение; сжигания жидких также может генерировать спрей горения химических веществ, которые могут достичь земли и создать угрозу безопасности.

Vent потоки также, как правило проходят через пламя разрядник для предотвращения возможного воспоминаниях пламя, которое возникает, когда выход потока расход на факел является слишком низким и пламени падает на вспышки стека. Чистки газов (например, азот, углекислый газ или природный газ), также помогают предотвратить воспоминаниях.

Вентиляционная струя попадает в базу пламени, где она нагревается топлива и пилотные горелки на вспышки отзыв. Пилотные горелки расположены по всему внешнему периметру вспышки отзыв обеспечить надежное зажигание потока клапана. Вентиляционная струя поступает в зону горения, где оно окисляется.

Вспышки, как правило, разделены на два пути: по высоте вспышки отзыв (т.е., на уровне земли или повышенный), а также способ повышения перемешивания на вспышки отзыв (т. е. steamassisted воздуха с помощью давления или с помощью без посторонней помощи).

Вспышки могут быть использованы для управления практически любой ЛОС / HAP поток и как правило, могут обрабатывать большие колебания ЛОС / концентрация HAP, расход, теплотворная способность и содержание инертных видов. Вспыхивающие подходит для непрерывного, партии и переменной потока вентиляционные потоковых приложений, но вспышек в основном используется в качестве устройства безопасности. Большинство химических производств и нефтеперерабатывающих заводов имеют факельных систем, направленных на облегчение процесса чрезвычайных потрясений, которые требуют освобождения больших объемов газа. Эти большого диаметра вспышек предназначены для обработки чрезвычайных релизы, а также могут быть использованы для контроля вентиляционных потоков из различных технологических операций. Газы вспыхнули с нефтеперерабатывающих заводов, производство нефтепродуктов и химических предприятий состоит в основном из низкой molecularweight ЛОС / ГАЭС и обладают высокой теплотворной способностью.

Вспышки есть несколько элементов управления, что привело к снижению эксплуатационных расходов по сравнению с другими ЛОС / HAP устройств управления. С другой стороны, они могут привести к нежелательным шума, дыма, теплового излучения и света. Кроме того, они не могут быть использованы для лечения отходов, содержащие галогенированные соединения.

Биофильтрация

Ключевым компонентом системы биофильтрации (рис. 4) является биофильтром, который состоит из кровати из натуральных материалов (например, компост, почва или кора), которые хранятся на мокрой опрыскиватели, которые постоянно водоснабжения для поддержания высокой влажности. Адекватный уровень влажности очень важно для надлежащего функционирования и повышения эффективности биофильтр, потому что процессы деградации являются экзотермические и, как правило, сухой фильтр кровати. Как правило, органических загрязняющих веществ в отработанных газах растворить в воде капель, а затем превращаются микроорганизмами в бислоя. Тип микроорганизмов используется в зависимости от типа ЛОС / HAP. Большинство микроорганизмов, требуют нейтральной рН.

Природных материалов, используемых в качестве фильтра подложки поставку питательных веществ, необходимых для поддержки роста и выживания микроорганизмов. Разложение клеток и приводит к высвобождению питательных веществ. Размер частиц субстрата выбран обеспечить большую поверхность поглощения и минимальное сопротивление потоку. Добавки, такие как древесная кора, пенопласт или активированный уголь, могут быть включены для повышения производительности и минимизации падения давления.

Наиболее подходящий вид биофильтр для химических выбросов завода является закрытой, с неподвижным слоем дизайн (по аналогии с углеродом адсорбер, где органических средах имеет место активированный уголь). сопла с распылением воды предназначены для подачи влаги. Некоторые проекты включают предварительное увлажнение поток отходящих газов. Температура и влажность воздуха может быть более эффективным контролем в этой замкнутой дизайн, чем в открытой системе и мониторингу стоков проще.

Соединений с низким молекулярным весом, которые растворяются в воде и содержат атомы кислорода являются хорошими кандидатами для биофильтрации. Альдегиды, кетоны, спирты, эфиры, эфиры и органические кислоты быстро разлагаться в биофильтров, но галогенированные углеводороды и полициклические ароматические углеводороды нет. Удаление эффективность более 90% были продемонстрированы на легко разлагающихся соединений.

Деградация серы, азота и галогенсодержащих соединений приводит к образованию кислот, которые понижают рН водной слоя в биофильтров. Щелочные соединения, такие как известь добавляется в фильтрующий материал для контроля рН, однако после определенного периода времени происходит накопление солей, которые забивают на кровать. Bed жизни ограничивается 4:58 лет. Иногда мойки кровать может продлить свою жизнь в некоторых случаях.

Из-за неопределенности, участвующих в процессе биологической, пилотное тестирование необходимо для большинства потенциальных применений. Пилотное тестирование обеспечивает расширение масштабов параметры, необходимые для получения желаемого общей эффективности удаления и фильтрующий слой объема, необходимого для достижения желаемого уровня ЛОС / уничтожения HAP.

Мембранные технологии

В типичной сепаратор мембраны, поток выхлопных газов подается массив мембранных модулей, где преимущественно органические растворители пронизывают мембраны. Органических веществ в пронизывать поток затем конденсируется и удаляется как жидкость для утилизации или восстановления. Очищенного газового потока удаляется как остаток. Транспорт через мембрану индуцируется поддержания давления пара от проникающей (вниз по течению) стороне мембраны ниже, чем давление пара на канал (вверх по течению) стороне. В некоторых случаях, вакуумного насоса требуется на пронизывают стороны сохранить эту движущую силу.

Соединения пронизывает мембраны со скоростью, определяемой его проницаемость мембраны материала и частичного давления движущей силой. В некоторых системах подачи сжатого потока на канал стороне мембраны обеспечивает перепад давления на мембране и / или операции позволяют растворителя конденсатора при более высокой температуре. Как правило, проникают в пять-двадцать раз больше концентрируется в ЛОС / HAP, чем кормить поток.

Мембранные модули могут быть как полые волокна или спиральной намотки строительства. Мембранные системы разделения может иметь как один этап или в несколько этапов, необходимых для достижения желаемого восстановления эффективности. Большинство мембраны из синтетических полимеров, однако, некоторые производители рассматривают неорганических материалов, таких как керамика, иметь дело с более строгого применения. Мембраны тонкие, многослойных пленок из покрытием микропористые мембраны поддержки с очень тонкая, плотная пленка. Поддержка мембраны обеспечивает механическую прочность, а тонкая пленка выполняет разделения. Растворитель фильмы способствовать повышению ставки проникновения. Эти мембраны затем включены в модули, которые могут выдерживать температуры до 60degC (140degF). Мембранные жизнь может быть до тех пор, как три года.

Мембранные увольнений следует рассмотреть вопрос о lowflow, высокие концентрации газовых потоков отходов, где конденсации и адсорбции оказаться либо неэкономично или не в состоянии достичь желаемого уровня восстановления эффективности.

Новые технологии

Ученые и производители оборудования, в настоящее время оценивают два других ЛОС / HAP технологий борьбы с загрязнением: ультрафиолетового окисления (УФ) и технологии плазменной технологии. Тем не менее, эти технологии сталкиваются sitespecific ограничений (например, поток излучения характеристики, нормативные проблемы, экономические соображения), которые ограничивают их коммерческой доступности.

УФ-окисление использования кислорода, окислителей, как озон (O ^ подпункта 3 ^), перекиси (H ^ 2 югу ^ O ^ 2 ^ к югу), свободные радикалы гидроксила (ОН-), а также для преобразования 0radicals ЛОС / HAP на углекислый газ и воды в присутствии ультрафиолетового света. УФ-излучения возбуждает окислители, которые разрушают ЛОС / HAP путем прямого окисления. В некоторых приложениях, мокрый скруббер может быть использована для удаления HCl и Cl ^ 2 ^ к югу образующихся при окислении хлорированных растворителей. Углерода адсорбер может быть использована для удаления непрореагировавшего ЛОС / HAP от процесса окисления.

При ультрафиолетовом диапазоне частот выбирается в соответствии с характеристиками поглощения соединения, максимальное удаление может быть достигнута. Этот процесс очень энергоэффективные для очень разбавленных потоков, и не загрязняющих побочные создаются. Тем не менее, использование воды скруббер может потребовать очистки сточных вод. УФ-окисление применяется на коммерческой основе для покрытия поверхности операции с очистки отходящих газов Расходы, приведенные между 20000 и 90000 SCFM.

Плазменная технология может быть разделена на коронный разряд реакторов и реакторов электронного пучка. Плазма высокотемпературного ионизированного газа, который очень реактивная. "Горячие" плазма может инициировать реакции диссоциации в ЛОС / HAP молекул. Реакции разложения инициируется свободно-радикальные механизмы. Таким образом, важно установить оптимальные условия (например, электронная плотность и время пребывания), чтобы обеспечить достаточное количество свободных радикалов в реакции достичь к завершению.

Плазменные реакторы могут быть весьма избирательным в разложении галогенизированных ЛОС / HAP, так как галогенные свободные радикалы являются весьма реактивной.

Сравнение технологий борьбы с загрязнением

Какие ЛОС / HAP контрольного устройства лучше всего подходит для ваших нужд? К счастью, Есть только несколько основных критериев для отбора соответствующих устройств управления. Одним из таких критериев могут быть правила, которые мандатов конкретного типа контрольного оборудования. Однако большинство положений наложить уровень контроля (например, ТМДОВ или BACT), но не предписывать конкретные устройства управления.

Основными критериями отбора для ЛОС / HAP технологий борьбы с выбросами расходы, ЛОС / HAP концентрации, вентиляционные расхода газа и необходимого уровня контроля. Кроме того, предварительная обработка газосброса которые могут потребоваться для некоторых устройств управления и могут повлиять на стоимость проекта.

Предварительная соображений

Предварительная обработка относится к методам и методов, используемых для условий ЛОС / HAP насыщенный поток до его вступления в борьбе с устройством. Хотя предварительная обработка соображения редко являются препятствиями для подбора оборудования, они имеют важное значение для всесторонней оценки экологических и экономических последствий и в конечном итоге оперативного успеха конкретной технологии.

В таблице 1 приводятся типичные соображения предварительной обработки для общего ЛОС / HAP технологии борьбы с загрязнением. Необходимость предварительной обработки часто функции характеристик потока излучения, поэтому предварительная обработка соображения, указанные в таблице не являются актуальными для всех приложений.

Расход и концентрации

Поток воздуха и выбросов загрязняющих нагрузки две наиболее важные критерии расчета конструкции ЛОС / устройства II-IAP контроля. В таблице 2 приводятся полный спектр Расходы, приведенные и ЛОС / HAP концентраций для устройств управления.

Рисунок 5 является применимость диаграммы для наиболее популярных технологий управления. На рисунке показан диапазон расхода и концентрации, в которой устройства работают наиболее эффективно и с минимальными затратами. Многие с устройствами управления, технически может работать вне указанных диапазонов, а о деятельности за пределами этого радиуса не может быть экономически эффективным.

Другие ключевые характеристики управления дизайна оборудование может также диск выбора устройства управления для применения за пределами своей указанных рентабельный ассортимент. Эти свойства включают теплосодержания, содержание кислорода, содержание влаги, галогенные или металлов, содержание, температуры и давления клапан газового потока, и молекулярный вес, давление пара, растворимость и адсорбционных свойств конкретных ЛОС / HAP в вентиляционных потока газа .

Как показано на рисунке 5, термического и каталитического окислителей могут использоваться в достаточно широком диапазоне концентраций органических паров, при условии адекватной меры безопасности вводятся на ЛОС / HAP нагрузки более 25% от НПВ. Термальный дожигателей может быть использован для высших топлива, стоимость потоков по сравнению с другими тепловыми системами окислителя (до 60% от НПВ в некоторых случаях). Восстановительные и рекуперативного окислителей наиболее эффективны на средних и высоких концентрациях, поскольку теплота сгорания органических газов, достаточные для поддержания температуры требуется без того дорогого топлива. Каталитический окислителей могут и должны эффективно используются на низких и высоких ЛОС / HAP концентрациях и низкой до высокой Расходы, приведенные. Термальный дожигателей лучше всего подходят для низких потока приложения, где тепло не платит сам за себя. Отходов, которые имеют устойчивые и высокие Расходы, приведенные в течение длительного периода времени может рассматриваться с рекуперативным экономически или восстановительной окислителями.

Адсорбция системы работают лучшие в концентрациях от 20 до 10 000 промилле по объему промилле по объему и Расходы, приведенные от 1000 до 50000 SCFM SCFM. Концентрации выше 10 000 промилле по объему может привести к чрезмерной температуры постели. При более высоких Расходы, приведенные, перепад давления на кровать становится слишком высокой для стандартных вентиляторов, а при более низких Расходы, приведенные, необходимый объем кровати большие, а его стоимость становится непомерно высокой.

Поглощение, как правило, рассматривается только тогда, когда ЛОС / HAP концентрации выше 200 до 300 промилле по объему. Ниже этих уровней, скорость массопереноса ЛОС / HAP с растворителем является достаточно низко, чтобы сделать разумный дизайн нецелесообразным. Есть, однако, никаких практических ограничений на расход газа, что поглотитель может справиться.

Конденсаторы могут обрабатывать отходы потоков газа с высоким содержанием ЛОС / HAP концентрации (как правило, выше 1000 промилле по объему), но относительно низкой потоков (как правило, ниже 3000 SCFM). Расходы, приведенные выше 3000 SCFM может потребовать значительно большей площади теплообмена.

Вспышки могут быть использованы для управления практически любой ЛОС / HAP потока и может обрабатывать колебания ЛОС / концентрация HAP, расход, теплосодержания и содержания инертного газа.

Биофильтры являются экономически конкурентоспособными для Расходы, приведенные выше 1000 SCFM и ЛОС / HAP концентрации ниже приблизительно от 300 до 500 промилле по объему.

Мембранные системы разделения подходят для низких потока, высокой концентрации выхлопных газов потоков. Как правило, мембраны применяются для Расходы, приведенные ниже 500 SCFM и ЛОС / HAP концентрациях, превышающих 5000 промилле по объему.

Расходы

Есть три основных экономических мер для выбора экономически эффективного ЛОС / HAP устройства управления: чистая приведенная стоимость (NPV), общий объем инвестиций и общей ежегодные эксплуатационные расходы. Общий объем инвестиций в конкретные устройства контроля включает в себя затраты на оборудование, расходы на подготовку участка и затраты на строительство, а также расходы на землю, оборотные средства и за его пределами. Общая сумма ежегодных эксплуатационных расходов включают прямые затраты (которые пропорциональны количеству выхлопных газов обрабатываются системой управления), косвенные затраты (которые не зависят от выхлопных газов, расход) и кредиты восстановить химических веществ.

Есть много моделей для оценки NPV, инвестиций и ежегодные эксплуатационные расходы ЛОС / HAP системы борьбы с загрязнением. Они варьируются от простых компьютерных таблицы функций (например, Excel), чтобы EPA стоимость программы (например, COST-AIR) в сложное программное обеспечение финансового менеджмента. ЕРА компьютерных программ на основе цены, можно ознакомиться на веб-сайте и просты в использовании. Тем не менее, публично доступных моделей цена может занижают расходы, поскольку они основаны на среднем несколько наборов данных. Услуги, которые устанавливают современное оборудование управления технологическими процессами и техники безопасности, и что использование более дорогих материалов строительства могут возникнуть расходы выше, чем по оценкам EPA и других общедоступных моделей стоимости.

В таблице 3 представлены модели для оценки общей стоимости инвестиций для ЛОС / HAP устройств управления. Она основана на обширной работы Du Pont в оценке технологий контроля. Таблица предназначена в качестве руководства для подготовки сметы расходов по установке нового или замене оборудования. Во многих случаях она может быть использована наряду с надежной технической оценки для оценки экономики проекта. Тем не менее, инвестиционные расходы могут быть очень конкретным проектам, так Таблица 3 не может точно предсказать, инвестиционные затраты на все проекты.

В таблице 4 представлены стоимостных факторов, которые могут быть использованы для оценки годовых расходов или годовой отток денежных средств (для расчета NPV). Они также полученных в результате исследований в Du Pont. Же предостережения касаются использования этих факторов стоимости - ежегодные расходы могут быть весьма конкретного проекта и может изменяться от года к году, так что используйте здравый смысл техники в их применении.

Многочисленные сопоставления расходов могут быть сделаны с помощью модели затрат и затрат факторов из таблиц 3 и 4. Рисунок 6 представлен обзор инвестиций и чистого настоящее расходов на конец трубы обращения ЛОС и HAP выбросов (на 12% учетной ставки и 10-летнего срока службы оборудования). Расходы показано на рисунке 6 предположить Есть не галогенированные органические и нет твердых частиц в потоке следует рассматривать, затраты на лечение потоков, содержащих эти соединения будут в два раза расходы на рисунке 6.

Важно отметить, что расходы на рисунке 6 не включают в себя "скрытые расходы" по установке и эксплуатации ЛОС / HAP устройства управления, такие как разрешение затрат и издержек соблюдения. Часто, установка ЛОС / контрольное устройство HAP может быть "физического или оперативной" изменения, которые вызывают состояние и / или федеральных правил воздушных разрешений. Подготовка заявки разрешения воздуха может включать тщательный анализ альтернативных управляющих устройств, применяемых правил и воздействия воздуха дисперсии. Кроме того, в соответствии демонстрации (например, стек тестирования, постоянной или параметрического контроля, учета, отчетности и методов работы) могут потребоваться для того, чтобы ЛОС / HAP устройства контроля, работают нормально.

Номер 1 включает в себя более 30 цифр подробно инвестиций, годовые и чистая текущая стоимость каждого из ЛОС / HAP устройств управления, которые описаны в этой статье, в диапазоне от ЛОС / HAP концентрации и потока выхлопных газов Расходы, приведенные.

Дополнительная информация

Эта статья основана на книге "практические решения для сокращения летучих органических соединений и опасных загрязнителей воздуха", опубликованном Американским институтом инженеров-химиков центр "для уменьшения отходов технологий (Курт). Книга включает в себя дополнительную информацию о ЛОС и ГАЭС, действующие правила, регулирующие тенденции, предотвращение загрязнения, а также изменения и проектирование установки для ЛОС / HAP борьбы. Для заказа книги (в мягком переплете, 150 страниц, $ 65.oo, публикация C-14, ISBN O-8169-0831-1), звоните я-8оо-AIChemE (1-800-242-4363) или посетите Айше в интернет-изданиях Каталог на сайте <a target="_blank" href="http://www.aiche.org/pubcat" rel="nofollow"> www.aiche.org / <pubcat / A>. Для получения информации о Центре Айше по сокращению объема отходов технологий, обратитесь к Джо Роджерс, Курт директор по адресу <a href="mailto:jorogers@aiche.org"> jorogers@aiche.org </ A> или (212) 591-7727.

ЛИТЕРАТУРА

1. Американский институт инженеров-химиков, "практические решения для сокращения и контроля летучих органических соединений и опасных загрязнителей воздуха," Айше, Центр по сокращению объема отходов Технологии, Нью-Йорк, Нью-Йорк (20 001).

ЭДВАРД C. Моретти,

БЕЙКЕР ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ, INC

ЭДВАРД C. Моретти является руководителем соблюдения экологических норм на Бейкер-экологической, Inc (Аэропорт Офис Парк, ул. 3, 420 Русер Rd., Coraopolis, PA 15108, телефон: (412) 269-6055, факс: (412) 269 -6097; Электронная почта: <a href="mailto:emoretti@mbakercorp.com"> emoretti@mbakercorp.com </ A>). Он имеет BSChE из Univ. Питтсбурга и степень магистра государственного управления из Carnegie Mellon Univ л. Хайнц Школы публичной политики и управления. Он является консультантом оратор в Закон о чистом воздухе и вопросам экологической политики в течение нескольких профессиональных организаций. Он является автором с 1993 по 2001 Курт публикаций по ЛОС и HAP контроля, а также ряд других энциклопедии и журнальных статей по ЛОС и HAP борьбы с загрязнением. Он бывший председатель Питтсбург местной секции Аиш и является членом совета директоров ряда профессиональных и общественных организаций.