挥发性有机物精选课件.ppt

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1、关于挥发性有机物第一页，本课件共有44页定义定义挥挥 发发 性性 有有 机机 化化 合合 物物 VOCs VOCs（Volatile Volatile Organic Organic Compounds)Compounds)是是一一类类有有机机化化合合物物的的统统称称，通通常常是是指指在在室室温温下下饱饱和和蒸蒸气气压压大大于于133.132kPa133.132kPa、常常压压下下沸沸点点50-26050-260以以内内的的有有机机化化合合物物，包包括括烃烃类类、卤卤代代烃烃、芳芳香香烃烃、多环芳香烃等多环芳香烃等。第二页，本课件共有44页第三页，本课件共有44页19901990年年美美国国清

2、清洁洁空空气气法法(CAA)(CAA)中中规规定定了了188188种种有有毒毒有有害害气气体体污污染染物物(HAP)(HAP)，包包括括166166种有机物种有机物；19961996年年美美国国EPA“EPA“国国家家大大气气毒毒性性评评估估”(NATA)(NATA)确确认认3333种种有有毒毒物物质质作作为为优优先先控制物种，其中控制物种，其中1616种为种为VOCsVOCs。第四页，本课件共有44页VOCsVOCs已检测出的有已检测出的有300300多种，多种，常见常见VOCVOC：第五页，本课件共有44页第六页，本课件共有44页危害危害 (1)(1)对环境、生态的影响对环境、生态的影响:

3、部部分分VOCsVOCs在在光光线线的的照照射射下下，能能和和氧氧化化剂剂发发生生光光化化学学反反应应，形形成成更更有有毒毒性性的的光光化化学学烟烟雾雾，对对动动物物和和植植物物造造成成严重的伤害严重的伤害；部部分分含含氟氟的的VOCsVOCs，如如含含氢氢氯氯氟氟烃烃(HCFCS(HCFCS)和和氯氯氟氟烃烃(CFCS)(CFCS)，对臭氧层具有破坏作用，引起温室效应，对臭氧层具有破坏作用，引起温室效应；很很多多VOCsVOCs属属于于易易燃燃易易爆爆类类有有机机化化合合物物，易易引引起起火火灾灾和爆炸。和爆炸。第七页，本课件共有44页(2)(2)对人体的影响对人体的影响:1 1）损损害害神

4、神经经的的溶溶剂剂，如如伯伯醇醇类类（甲甲醇醇除除外外）、醚醚类类、醛类、酮类、部分酯类、苄醇类等；醛类、酮类、部分酯类、苄醇类等；2 2）肺中毒溶剂，如羧基甲酯类、甲酸酯类；）肺中毒溶剂，如羧基甲酯类、甲酸酯类；3 3）血液中毒溶剂，如苯及其衍生物、乙二醇类；）血液中毒溶剂，如苯及其衍生物、乙二醇类；4 4）肝脏及新陈代谢中毒的溶剂，如卤代烃类；）肝脏及新陈代谢中毒的溶剂，如卤代烃类；5 5）肾脏中毒的溶剂，如四氯乙烷及乙二醇类）肾脏中毒的溶剂，如四氯乙烷及乙二醇类第八页，本课件共有44页第九页，本课件共有44页第十页，本课件共有44页有机废气治理控制技术取得了较大进展，根据处理形式有机废气

5、治理控制技术取得了较大进展，根据处理形式大体可分为回收技术和销毁技术两大类大体可分为回收技术和销毁技术两大类。第十一页，本课件共有44页吸收法吸收法吸吸收收法法是是利利用用液液体体吸吸收收而而将将VOCVOC转转移移到到吸吸收收剂剂中中的的特特性性，将将VOCsVOCs从废气中分离的方法。从废气中分离的方法。适用适用范围范围：气体量较大，中等浓度的含气体量较大，中等浓度的含VOCVOC废气的处理废气的处理优优 点点：处理效率高，适用范围大处理效率高，适用范围大缺缺 点点：消消耗耗大大量量的的吸吸收收剂剂和和氧氧化化剂剂，吸吸收收产产物物后后处处理理费费用用大，且易造成二次污染大，且易造成二次污

6、染吸吸收收效效果果取取决决于于有有机机废废气气在在吸吸收收剂剂中中的的溶溶解解度度和和浓浓度度、操操作作条条件件、吸吸收收剂剂的的性性质质。吸吸收收工工艺艺的的设设计计关关键键是是选选择择恰恰当当的的吸吸收收剂剂。所所选选吸收剂必须对所去除吸收剂必须对所去除VOCsVOCs有较大溶解度有较大溶解度。吸收设备：喷淋洗涤器、泡沫洗涤器、文氏管洗涤器等吸收设备：喷淋洗涤器、泡沫洗涤器、文氏管洗涤器等第十二页，本课件共有44页VOCVOC的的常常用用方方法法为为物物理理吸吸收收法法，一一般般选选用用高高沸沸点点、低低蒸蒸气气压的油类作为吸收剂压的油类作为吸收剂，如，如柴油、煤油、水等柴油、煤油、水等适

7、用适用范围：范围：常温、大风量、中等浓度的有机废气的处理。常温、大风量、中等浓度的有机废气的处理。特点特点：净化度较高，常温下的净化率大约在净化度较高，常温下的净化率大约在82%-95%82%-95%。化化学学吸吸收收法法是是通通过过化化学学反反应应将将废废气气中中的的有有机机物物吸吸收收并并转转化为无毒、无害的物质的方法。化为无毒、无害的物质的方法。缺缺点点：工工艺艺比比较较复复杂杂，吸吸收收效效率率有有时时不不高高，吸吸收收液液需需要要再再次次处处理理，否则会造成废水的污染。否则会造成废水的污染。优点：优点：化学吸收有化学吸收有很很高高的的选择性选择性,降低溶质的平衡分压降低溶质的平衡分压

8、。第十三页，本课件共有44页喷淋洗涤器喷淋洗涤器第十四页，本课件共有44页第十五页，本课件共有44页文文氏氏管管洗洗涤涤器器第十六页，本课件共有44页吸附法吸附法利利用用吸吸附附剂剂的的密密集集的的细细孔孔结结构构，对对有有机机废废气气具具有有特特殊殊的的吸吸附附性能，达到净化废气的目的。性能，达到净化废气的目的。作作为为吸吸附附剂剂材材料料应应具具有有吸吸附附性性能能好好，化化学学性性质质稳稳定定，耐耐酸酸碱碱、耐耐水、耐高温高温，不易破碎和空气阻力小水、耐高温高温，不易破碎和空气阻力小等特性。等特性。吸附法与其他方法相比吸附法与其他方法相比：1.1.具具有有有有机机废废气气的的去去除除率率

9、高高、能能耗耗低低、吸吸附附法法一一般般属属于于物物理理吸吸附附，吸附剂可以重复再生利用、适用面广等特点吸附剂可以重复再生利用、适用面广等特点；2.2.处处理理设设备备庞庞大大，当当处处理理体体系系中中含含有有烟烟、粉粉尘尘、油油等等物物质质时时，为防止吸附剂的毛细孔被堵塞，必须经过预处理。为防止吸附剂的毛细孔被堵塞，必须经过预处理。第十七页，本课件共有44页吸吸附附剂剂主主要要是是以以碳碳质质为为原原料料的的各各种种活活性性炭炭，它它包包括括:普普通通活活性性炭炭、炭炭分分子子筛筛和和活活性性炭炭纤纤维维，是是一一类类具具有有非非极性表面，为疏水性和亲有机物的吸附剂。极性表面，为疏水性和亲有

10、机物的吸附剂。其其孔孔穴穴丰丰富富，比比表表面面积积大大，所所以以它它的的吸吸附附能能力力强强，应应用用最最广广，尤尤其其是是活活性性炭炭己己经经广广泛泛的的用用于于苯苯系系物物、卤卤代烃的处理中。代烃的处理中。其其它它吸吸附附剂剂还还有有硅硅胶胶、活活性性氧氧化化铝铝、沸沸石石分分子子筛筛和和白白土等。土等。第十八页，本课件共有44页挥挥发发性性有有机机物物大大多多数数属属于于非非极极性性或或弱弱极极性性物物质质，因因此此要要选选用用非非极极性性吸吸附附剂剂来来进进行行吸吸附附。其其中中应应用用最最广广泛泛、效效果果良良好好的的吸吸附附剂剂是是活活性炭。性炭。第十九页，本课件共有44页活性炭

11、活性炭原材料原材料：含炭物质，如木材、煤炭、石油焦炭和果壳等。含炭物质，如木材、煤炭、石油焦炭和果壳等。不不同同原原料料的的活活性性炭炭吸吸附附性性能能有有很很大大的的区区别别；当当原原料料相相同同时时，制制备备工工艺艺不不同同，吸吸附附性性能能也也可可能能有有很很大大的的差差异异，具具体体表表现现在在炭炭化化温温度度、时时间间、活活化化方方式式、活活化化温温度度乃乃至至活活化化设设备备的的不不同同都都影影响响到到活活性性炭炭的的晶晶体体结结构构、表表面面积、孔径分布和孔隙率，因而影响到它们的吸附性能积、孔径分布和孔隙率，因而影响到它们的吸附性能。第二十页，本课件共有44页活性炭（活性炭（低浓

12、度、低温度低浓度、低温度(40(40)和低湿度和低湿度）优优 点点：1.1.净净化化效效率率高高、易易实实现现自自动动化化控控制制、设设备备简简单单；2.2.孔孔隙隙结结构构高高度度发发达达、比比表表面面积积大大；炭炭表表面面上上含含有有域域可可以以附附加加上上各各种种官官能能团团；具具有有催催化化活活性性；性性能能稳稳定定，能能在在不不同同温温度度和和酸酸碱碱度下使用度下使用，可以再生可以再生（与（与树脂、硅胶、沸石等吸附剂相比树脂、硅胶、沸石等吸附剂相比）。）。缺缺 点点：吸吸附附容容量量较较小小、设设备备体体积积大大。不不适适用用于于温温度度高高于于40 40、气气体体相相对对湿湿度度超

13、超过过50%50%的的气气体体的的吸吸附附处处理理；此此外外也也不不适适用用于于易易发发生生反反应应、活活性性大大的的溶溶剂剂的的吸吸附附，该该类类有有机机物物会会与与活活性性炭炭或或在在活活性性炭炭表表面面进进行行反反应应而而堵堵塞塞炭炭孔孔，这这种种情情况况可可采采用用炭炭纤纤维维或或沸石作为吸附剂。沸石作为吸附剂。其其吸吸附附效效果果主主要要取取决决于于操操作作条条件件(如如温温度度、湿湿度度、流流速速等等)、吸吸附剂性质和吸附质的性质和浓度。附剂性质和吸附质的性质和浓度。第二十一页，本课件共有44页活性炭吸附活性炭吸附VOCsVOCs的影响因素的影响因素1.1.活性炭性质活性炭性质孔隙

14、结构的影响孔隙结构的影响表面官能团表面官能团的存在的存在2.VOCs2.VOCs性质的影响性质的影响VOCsVOCs的的工工艺艺条条件件对对穿穿透透曲曲线线的的影影响响（入入口口浓浓度度、填填充充密密度度、气气速速、接接触触时时间等）间等）水蒸汽的存在对有机物吸附的影响（尤其极性小的物质）水蒸汽的存在对有机物吸附的影响（尤其极性小的物质）挥挥发发性性有有机机物物的的物物理理性性质质的的影影响响（分分子子量量、沸沸点点和和偶偶极极距距、挥挥发发性性）3.3.多组分吸附时的相互影响（竞争吸附，其受初始浓度、吸附剂性质多组分吸附时的相互影响（竞争吸附，其受初始浓度、吸附剂性质以及吸附等温线的影响）以

15、及吸附等温线的影响）第二十二页，本课件共有44页对对于于非非极极性性的的动动态态吸吸附附过过程程，比比表表面面积积、孔孔径径分分布布等等孔孔隙隙结结构构起起主主要要作作用用；而而对对于于极极性性大大的的有有机机溶溶剂剂的的吸吸附附，活活性性炭炭的的表表面面化化合合物物的的影影响响较较大大，但但随随着着有有机机溶溶剂剂碳碳原原子子的的增增加加，影影响响作作用用变变小小。因因此此活活性性炭炭对对有有机机物物的的吸吸附附中中，比比表表面面积积和和孔孔结结构构起起主主要要的的作作用用，只只有有当当这这两两因因素素较较小小时时，官官能能团团的的影影响响才才明明显。显。通通过过对对活活性性炭炭的的表表面面

16、修修饰饰，加加载载表表面面官官能能团团，可可以以对对活活性性炭炭进进行行改改性性，提提高高活活性性炭炭的的吸吸附附性性能能和和选选择择性性（如如：增增加加表表面面酸酸性性，可增强对碱性物质的吸附，减弱对酸性物质的吸附可增强对碱性物质的吸附，减弱对酸性物质的吸附）。表面官能团的存在 电荷分布不均匀 对极性和非极性物质的吸附行为第二十三页，本课件共有44页有有机机废废气气通通过过活活性性炭炭床床层层时时，开开始始阶阶段段多多组组分分均均等等地地吸吸附附于于活活性性炭炭上上，但但随随着着沸沸点点较较高高组组分分在在床床内内保保留留量量的的增增大大。相相对对挥挥发发性性大大的的蒸蒸气气开开始始重重新新

17、汽汽化化，达达到到穿穿透透点点后后，排排出出的的蒸蒸气气大大部部分分由由挥挥发发性性较较强强的的组组分分组组成成。在在此此阶阶段段，沸沸点点较较高高的的组组分分开开始始置置换换较较低低沸沸点的组分点的组分。多多组组分分吸吸附附有有如如下下趋趋势势：1)1)分分子子量量较较大大的的有有机机物物的的吸吸附附通通常常能能置置换换低低分分子子量量较较小小的的有有机机物物的的吸吸附附；2)2)多多组组分分蒸蒸气气同同时时吸吸附附加加大大了了传传质质区区的的长长度度，有有可可能能需需增增长长吸吸附附床的长度床的长度；3)3)多组分吸附时，给定系统的效率会降低。多组分吸附时，给定系统的效率会降低。多组分吸附

18、第二十四页，本课件共有44页活性炭纤维活性炭纤维是是以以有有机机化化合合物物纤纤维维，如如聚聚丙丙烯烯、酚酚醛醛树树脂脂、聚聚乙乙烯烯醇醇等等，为为基基本本原原料料经经特特殊殊加加工工制制成成的的。它它以以巨巨大大的的比比表表面面积积、外外表表面面积积和和非非常常发发达达的的微微孔孔结结构构而而具具有有很很大大的的吸吸附附能能力力，纤纤维维上上有有很很多多微微孔孔可可以以直直接接与与有有机机物物接接触触而而不不是是象象颗颗粒粒活活性性炭炭那那样样要要先先通通过过大大孔孔、过过渡渡孔孔，才才能能到到达达微微孔孔，因因此此，活活性性炭炭纤纤维维更更易易于于吸吸附附低低浓浓度度的的VOCVOC。与与

19、颗颗粒粒活活性性炭炭相相比比，其其吸吸附附有有机机物物的的能能力力高高出出115115-210210倍倍，吸吸附附速速度度也也快快3 3倍倍左左右右。由由于于活活性性炭炭纤纤维维的的吸吸附附能能力力强强，故故吸吸附附装装置置可可以以小小型型化化，吸吸附附剂剂的的用用量量也可以少些，降低处理费用。也可以少些，降低处理费用。第二十五页，本课件共有44页固定床吸附法流动床吸附法浓缩轮吸附法吸附法：吸附法：活性炭是应用最为广泛第二十六页，本课件共有44页第二十七页，本课件共有44页固定床吸附固定床吸附第二十八页，本课件共有44页第二十九页，本课件共有44页第三十页，本课件共有44页流动床吸附流动床吸附

20、流流动动床床吸吸附附系系统统由由吸吸附附单单元元和和脱脱附附单单元元组组成成。废废气气由由吸吸附附床床底底部部进进入入，自自下下而而上上地地流流动动，使使吸吸附附剂剂流流态态化化，VOCVOC与与吸吸附附剂剂接接触触后后被被吸吸附附，净净化化后后的的废废气气由由顶顶部部排排出出，吸吸附附了了VOCVOC的的吸吸附附剂剂由由底底部部排排出出，进进入入脱脱附附单单元元。在在脱脱附附单单元元内内，加加热热吸吸附附剂剂，使使有有机机物物脱脱附附出出来来，将将气气体体引引入入冷冷凝凝单单元元去去回回收收有有机机溶溶剂剂。再再生生后后的的吸吸附附剂剂送送回回吸吸附附单单元元顶顶部部继继续续进进行行吸吸附附

21、操作。操作。第三十一页，本课件共有44页第三十二页，本课件共有44页浓缩轮法浓缩轮法浓浓缩缩轮轮是是一一个个装装满满吸吸附附剂剂的的旋旋转转轮轮。废废气气由由旋旋转转轮轮的的上上游游侧侧进进入入浓浓缩缩轮轮的的吸吸附附区区，其其中中被被吸吸附附净净化化后后的的废废气气由由旋旋转转轮轮的的下下游游排排出出;同同时时另另一一股股流流量量较较小小的的、温温度度较较高高的的脱脱附附气气朝朝废废气气气气流流相相反反的的方方向向进进入入浓浓缩缩轮轮的的脱脱附附区区，将将已已吸吸附附的的VOCVOC脱脱附附出出来来。浓浓缩缩轮轮以以一一定定速速度度缓缓慢慢旋旋转转，这这样样在在一一个个系系统统内内就就可可以

22、以完完成成吸吸附附和和脱脱附附操操作作，使使VOCVOC得得到到浓浓缩缩，大大大大降降低低了了设备投资。设备投资。第三十三页，本课件共有44页低低VOCVOC浓度、大风量工业废气浓度、大风量工业废气第三十四页，本课件共有44页第三十五页，本课件共有44页1)1)变温法变温法2)2)变压法变压法3)3)惰性吹扫汽提法惰性吹扫汽提法4)4)置换气吹扫法置换气吹扫法目目前前对对于于吸吸附附挥挥发发性性有有机机物物的的活活性性炭炭来来说说应应用用较较多多的的是是高高温温水水蒸蒸汽汽吹吹扫扫法法,此外还有此外还有热空气解析热空气解析、真空解析真空解析。吸附剂再生吸附剂的吸附吸附剂的吸附容量在容量在1%1

23、%-40%40%之之间间第三十六页，本课件共有44页利用有机物与水的不互溶性，经脱附、冷凝、分离后回收有机物。利用有机物与水的不互溶性，经脱附、冷凝、分离后回收有机物。优优 点点：供供热热量量大大，很很容容易易得得到到必必要要的的水水蒸蒸汽汽量量。其其中中最最大大的的优优点点是是因因为为解解析析水水蒸蒸汽汽在在活活性性炭炭的的细细孔孔表表面面凝凝结结所所产产生生的的热热能能，可可以以有有效效地地使使吸吸附附剂剂解解析析回回收收。吸吸附附剂剂解解析析回回收收所所必必须须的的水水蒸蒸汽汽可可以以根根据据热热计计算算来来求求。水蒸汽解析法第三十七页，本课件共有44页第三十八页，本课件共有44页第三十九页，本课件共有44页第四十页，本课件共有44页第四十一页，本课件共有44页第四十二页，本课件共有44页第四十三页，本课件共有44页2022/12/8感感谢谢大大家家观观看看第四十四页，本课件共有44页