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11七月2024第十二章VOC污染控制

第一节蒸气压与蒸发蒸气压是判断有机物是否属于挥发性有机物的主要依据温度越高，蒸气压越大

蒸气压空气中VOCs的含量低，可视为理想气体，拉乌尔定律

蒸气压气液平衡：克劳休斯－克拉佩龙（Clausius－Clapyron）方程

挥发与溶解

VOCs排放参见P415中表10-1

第二节VOCs污染预防VOCs控制技术可分为两类防止泄漏为主的预防性措施替换原材料改变运行条件更换设备等末端治理为主的控制性措施

VOCs控制技术

VOCs替代

工艺改革非挥发性溶剂工艺取代挥发性溶剂工艺，如流化床粉剂涂料和紫外平版印刷术石油及石化生产过程：回收利用放空气体

泄漏损耗及控制充入、呼吸和排空损耗

充入、呼吸和排空损耗充入、呼吸和排空导致的VOCs排放(yi=xipi/P,Vm,g=RT/P)

充入、呼吸和排空损耗呼吸损耗呼吸损耗——温度变化使容器产生“吸进和呼出”而导致的有机物损耗白天呼出，夜晚吸进可通过在容器出口附加的蒸气保护阀来控制

汽油的转移和呼吸损耗汽油50余种碳氢化物和其他痕量物质，C8H17汽油已挥发部分所占的百分比/%

汽油的转移和呼吸损耗

转移损耗控制方法浮顶罐，用于储存大量的高挥发性的液体。用于密封的浮顶盖浮在液面上，液面以上没有空隙。液体注入或流出时顶盖随之上下浮动，避免上面所讲述的呼吸损耗。但是这种密封方式（一般采用有弹性的橡胶薄盖，类似于汽车上的雨刷）并不是完美的，仍然会有密封损失。这张草图没有给出防雨雪装置和其他的细节。

第三节VOCs控制方法和工艺燃烧法吸收（洗涤）法冷凝法吸附法生物法

燃烧法（Combustion）适用于可燃或高温分解的物质不能回收有用物质，但可回收热量燃烧反应，如

VOCs燃烧原理及动力学燃烧动力学单位时间VOCs减少量

VOCs燃烧原理及动力学VOCsA/s-1E/4.18kJ·mol-1k/s-1538oC649oC760oC丙烯醛丙烯腈丙醇3.30E+102.13E+121.75E+0635.952.121.46.992580.019462370.9614.83841.4720.3452.07氯丙烷苯1-丁烯氯苯环己胺1，2-二氯乙烷乙烷乙醇乙基丙稀酸酯乙烯甲酸乙酯乙硫醇3.89E+077.43E+213.74E+141.34E+175.13E+124.82E+115.65E+145.37E+112.19E+121.37E+124.39E+115.20E+0529.195.958.276.647.645.663.648.146.050.844.714.70.560340.000110.077600.000310.764670.248510.004110.058690.880940.028040.3956258.863534.930.146.020.0926.847.510.482.1427.441.2511.18170.6427.2138.59183.058.41438.42109.1119.9335.97407.9924.64154.04404.29

VOCs燃烧原理及动力学例：试计算燃烧温度分别为538、649和760oC时，去除废气中99.9%的苯所需的时间。解：假设燃烧反应为一级，即n=l，对式（10-8）积分，得当T=5380C时，由上表得k=0.00011/s，代入式（10-9），得同理可求得T=649、7600C时所需的燃烧时间分别为49s、0.2s。

VOCs燃烧原理及动力学燃烧与爆炸燃烧极限浓度范围＝爆炸极限浓度范围空气中含有的可燃组分浓度低于爆炸下限或高于上限时，因发热量不够或氧气不足，都不能引起燃烧。多种可燃气体与空气混合，爆炸极限范围

燃烧工艺直接燃烧适用于可燃有害组分浓度较高或热值较高的废气设备：燃烧炉、窑、锅炉温度1100oC左右火炬燃烧：产生大量有害气体、烟尘和热辐射，应尽量避免

燃烧工艺热力燃烧（ThermalCombustion)适于低浓度废气的净化,作为助燃气体或燃烧的对象温度低，540～820oC必要条件：温度、停留时间、湍流混合(三T条件)

燃烧工艺热力燃烧表10-11燃烧炉停留时间/s

燃烧工艺催化燃烧（CatalyticCombustion）

燃烧工艺具有热回收装置的催化燃烧器催化燃烧装置

燃烧工艺催化燃烧优点：无火焰燃烧，安全性好；温度低：300～450oC，辅助燃料消耗少；对可燃组分浓度和热值限制少。缺点：投资高；催化剂较贵且需要再生；不能用于使催化剂中毒的废气。

燃烧工艺表10-13

吸收（洗涤）法（Absorption）吸收工艺

吸收工艺吸收剂的要求对被去除的VOCs有较大的溶解