47 第十章 挥发性有机物污染控制.ppt

第1页：第三节VOCs控制方法和工艺

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

第2页：燃烧法（Combustion）

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－燃烧时放出的热量

第3页：VOCs燃烧原理及动力学

VOCs燃烧原理及动力学

• 燃烧动力学
• 单位时间VOCs减少
• 多数化学反应，遵循阿累尼乌斯方程
• 氧气浓度远高于VOCs浓度

第4页：VOCs燃烧动力学

VOCs燃烧动力学

VOCs燃烧原理及动力学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-丁烯氯苯环己胺1，2-二氯乙烷乙烷乙醇Ethyl acrylate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+0529.195.958.276.647.645.663.648.146.050.844.714.70.560340.000110.077600.000310.764670.248510.004110.058690.880940.028040.3956258.863534.930.146.020.0926.847.510.482.1427.441.2511.18170.6427.2138.59183.058.41438.42109.1119.9335.97407.9924.64154.04404.29

注：本页数据来自原课件图/表，提取时数字与文字存在粘连，此处按原文列出，具体数值建议对照原课件图片核对后补齐。

第5页：VOCs燃烧动力学例题

VOCs燃烧动力学例题

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，一级反应，对式（10-8）积分，得当T=5380C时，由表10-8，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。（10-9）

第6页：燃烧与爆炸

燃烧与爆炸

VOCs燃烧原理及动力学

• 燃烧与爆炸
• 燃烧浓度极限范围＝爆炸浓度极限范围
• 多种可燃气体与空气混合，爆炸极限范围－混合气体的爆炸极限－i组分的爆炸极限－各组分的百分含量

第7页：燃烧工艺

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

第8页：热力燃烧

热力燃烧

燃烧工艺

• 热力燃烧（Thermal Combustion)
• 适于低浓度废气的净化
• 温度低，540～820oC
• 必要条件：温度、停留时间、湍流混合

第9页：燃烧工艺

燃烧工艺

• 热力燃烧

第10页：催化燃烧

催化燃烧

燃烧工艺

• 催化燃烧（Catalytic Combustion）

第11页：带热回收的催化燃烧器

带热回收的催化燃烧器

燃烧工艺具有热回收装置的催化燃烧器

• 催化燃烧装置

第12页：燃烧工艺

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

第13页：燃烧工艺

本页以图示形式呈现燃烧工艺，源文件仅提供图示标题，未给出可提取的说明文字。

注：本页属第三节 VOCs控制方法和工艺章节的图示页，图形细节建议对照原课件图片补充说明。

第14页：吸收（洗涤）法

吸收（洗涤）法

• 吸收工艺

第15页：吸收工艺

吸收工艺

• 吸收剂的要求
• 对被去除的VOCs有较大的溶解性
• 蒸气压低
• 易解吸
• 化学稳定性和无毒无害性
• 分子量低

第16页：吸收设备

吸收设备

• 主要设计指标
• 液气比
• 塔径
• 塔高

第17页：冷凝法（Condensation）

冷凝法（Condensation）

• 适于废气体积分数10-2以上的有机蒸气
• 常作为其它方法的前处理

第18页：冷凝原理

冷凝原理

• 冷凝温度处于露点和泡点温度之间
• 越接近泡点，净化程度越高时，对应温度为泡点
• 泡点温度时，对应的温度为露点Ki－相平衡常数
• 露点温度
• 相平衡常数

第19页：冷凝计算

冷凝计算

• 压力P，温度t，进料中i组分的摩尔分率zi，计算液化率f、冷凝后气液组成xi、yi
• 冷凝热
• 由和上式可得f、xi、yi
• 气液平衡关系代入上式得
• i组分的物料平衡
• 物料平衡
• 液化率

第20页：冷凝类型和设备

冷凝类型和设备

• 接触冷凝
• 被冷凝气体与冷却介质直接接触
• 喷射塔、喷淋塔、填料塔、筛板塔
• 表面冷凝（间接冷却）
• 冷凝气体与冷却壁接触
• 列管式、翅管空冷、喷洒式、螺旋板
• 传热方程

第21页：冷凝系统的设计

冷凝系统的设计

• 给定脱除效率、出口浓度
• 确定冷凝温度
• 冷凝温度冷凝剂类型
• 计算冷凝器的热负荷
• 热负荷＋热传递系数冷凝器尺寸气液平衡出口VOCs分压冷凝温度