Existují dvě skupiny procesů úpravy těkavých organických látek pro jejich extrakci z okolního ovzduší:
- Procesy obnovy
Cílem rekuperačních procesů je zachytit těkavé organické látky a znovu je použít. Zahrnují adsorpci s desorpcí, absorpci, kondenzaci a membránovou separaci.
- Proces ničení
Destruktivní procesy jsou založeny na oxidaci těkavých organických látek (katalytické, tepelné), biologické úpravě, adsorpci bez desorpce atd.
Sommaire
Adsorpce
Molekuly těkavých organických látek se působením Van der Waalsových sil vážou na pevný materiál s velkým specifickým povrchem. Existuje celá řada adsorpčních materiálů: aktivní uhlí, zeolit, silikagel, aktivní oxid hlinitý a pryskyřice. Aktivní uhlí je nejpoužívanější. Má velký specifický povrch (800 až 2000 m²/g) a dodává se ve formě prášku, zrn nebo tkaniny. Když se aktivní uhlí nasytí, buď se materiál vymění a zpracuje jako odpad (prášek), nebo se regeneruje znovuzískáváním těkavých organických látek desorpcí. To zahrnuje buď snížení celkového tlaku (vakuová desorpce), nebozvýšení teploty(pára, vzduch nebo horké neutrální plyny). VOC se pak recyklují do výroby.
Absorpce nebo čištění plynů je založeno na kontaktu vzduchu obsahujícího těkavé organické látky s kapalným rozpouštědlem. Rozpustné těkavé organické látky přecházejí do kapaliny. Pro ve vodě rozpustné těkavé organické látky se používá voda. U špatně rozpustných těkavých organických láteknahrazuje vodu silikonový olej. Tyto dvě techniky nejsou široce používány, protože voda není příliš účinná a olej je poměrně drahý.
Kondenzace
To zahrnuje přeměnu plynných těkavých organických látek na kapalinu snížením teploty na -40 °C při mechanické kondenzaci (pomocí kompresoru a výměníku tepla) a na – 180 °C při kryogenní kondenzaci (pomocí kapalného dusíku). Kapalina se poté oddělí od vzduchu a je určena k regeneraci. Tato technika se používá pro znečištěný vzduch s vysokou koncentrací těkavých organických látek, které mají bod varu nejméně 40 °C. Kondenzace je vhodná pro znečištěný vzduch o průtoku menším než 1000m3/h.
Membránová separace
Vzduch znečištěný těkavými organickými látkami prochází polopropustnou membránou, která při průchodu zachycuje těkavé organické látky. Průtok upravený membránovou separací je menší než 100m3/h. Účinnost separace závisí na struktuře membrány, jejím mezním prahu a provozních podmínkách filtrace. Tato technika je nákladná a citlivá na změny průtoku a koncentrací.
Tepelná oxidace
Těkavé organické látky je třeba spalovat při teplotě nejméně 750 °C, aby se přeměnily naCO2 a vodu. K vyrovnání příkonu energie a spalovacího tepla je zapotřebí koncentrace VOC vyšší než 10 g/m3. V opačném případě se proces stává energeticky velmi náročným. Pokud jsou těkavé organické látky halogenované nebo sířené, hrozí riziko vzniku toxických vedlejších produktů, které vyžadují dodatečnou neutralizační úpravu.
Katalytická oxidace
K předchozí technice se přidává katalyzátor z drahých kovů nebo oxidů kovů. Ten oxiduje těkavé organické látky při teplotách mezi 250° a 400°. Cílem je snížit spotřebu energie spojenou s oxidací. Některé prvky (těžké kovy, fosfor, SO2) však přispívají k otravě katalyzátoru a jeho deaktivaci.
Mikrobiologické ošetření
Mikrobi se používají k aerobnímu rozkladu těkavých organických látek naCO2 a vodu. Mikrobiální kultura je buď fixována, nebo rozptýlena v mobilní nebo stacionární kapalné fázi. Existují biofiltry, bioperkolátory a bioskrubery.
Biofiltr
Bakterie se přichytí na organickou podložku (rašelinu, dřevo atd.), kterou prochází proud vzduchu znečištěného těkavými organickými látkami. Pro udržení biologické aktivity se bakterie občas postříkají vodou a dalšími živinami.
Biopercolator
Bakterie se přichytí na pevnou podložku, buď minerální, nebo tvořenou výplní. Vytvoří se biofilm, který může být silný až několik milimetrů. Průběžným zaléváním se rozvádí voda a doplňují živiny. Tím se kolem biofilmu vytvoří tekutý film, ve kterém se absorbuje kyslík a těkavé organické látky, které se pak přenášejí do biofilmu.
Biolaveur
VOC jsou absorbovány v rozprašovací prací věži a poté biologicky rozloženy v aktivační nádrži obsahující suspendovanou biomasu. Bioskrubery využívající emulzi olej/voda mohou zpracovávat sloučeniny, které jsou ve vodě málo rozpustné nebo které jsou toxické pro mikroorganismy.
Volba léčby
Závisí na povaze těkavých organických látek, které mají být ošetřeny, na jejich minimální, maximální a průměrné koncentraci ve znečištěném vzduchu a na jeho fyzikálních podmínkách (teplota, relativní vlhkost, přítomnost prachu nebo jiných znečišťujících látek atd.).
V případě, že proces emituje jednu nebo dvě těkavé organické látky, které mají být zpracovány, a ukáže se, že je výhodné tyto těkavé organické látky znovu použít, lze zvolit techniku zpětného získávání; podmínkou je koncentrace těkavých organických látek a přiměřený průtok znečištěného vzduchu.
V případě 3 a více těkavých organických látek je nejlepší zvolit destruktivní techniku.
Je třeba poznamenat, že více než 30 % výrobců volí úpravu na bázi aktivního uhlí. umožňuje široký rozsah průtoků pro destruktivní i rekuperační aplikace. Rovněž eliminují obtěžování zápachem.
