Istnieją dwie rodziny procesów oczyszczania LZO do ekstrakcji LZO z otaczającego powietrza:
- Procesy odzyskiwania
Procesy rekuperacji mają na celu wychwytywanie LZO w celu ich ponownego wykorzystania. Obejmują one adsorpcję z desorpcją, absorpcję, kondensację i separację membranową.
- Proces niszczenia
Procesy destrukcyjne opierają się na utlenianiu LZO (katalitycznym, termicznym), obróbce biologicznej, adsorpcji bez desorpcji itp.
Sommaire
Adsorpcja
Cząsteczki LZO wiążą się z materiałem stałym o dużej powierzchni właściwej poprzez działanie sił Van der Waalsa. Istnieje wiele różnych materiałów adsorbujących: węgiel aktywny, zeolit, żel krzemionkowy, aktywowany tlenek glinu i żywica. Węgiel aktywny jest najczęściej stosowany. Ma on dużą powierzchnię właściwą (od 800 do 2000 m²/g) i występuje w postaci proszku, ziaren lub tkaniny. Gdy węgiel aktywny jest nasycony, albo materiał jest wymieniany i traktowany jako odpad (proszek), albo jest regenerowany poprzez odzyskiwanie LZO poprzez desorpcję. Wiąże się to ze zmniejszeniem całkowitego ciśnienia (desorpcja próżniowa) lubzwiększeniem temperatury(para, powietrze lub gorące gazy obojętne). LZO są następnie ponownie wykorzystywane w produkcji.
Absorpcja lub oczyszczanie gazu opiera się na kontakcie powietrza zawierającego LZO z ciekłym rozpuszczalnikiem. Rozpuszczalne LZO przechodzą do cieczy. Woda jest używana do rozpuszczalnych w wodzie LZO. W przypadku słabo rozpuszczalnych LZOolej silikonowy zastępuje wodę. Te dwie techniki nie są powszechnie stosowane, ponieważ woda nie jest zbyt skuteczna, a olej jest dość drogi.
Kondensacja
Polega to na przekształceniu gazowych LZO w ciecz poprzez obniżenie temperatury do -40°C w przypadku kondensacji mechanicznej (przy użyciu sprężarki i wymiennika ciepła) oraz – 180°C w przypadku kondensacji kriogenicznej (przy użyciu ciekłego azotu). Ciecz jest następnie oddzielana od powietrza w celu jej odzyskania. Technika ta jest stosowana w przypadku zanieczyszczonego powietrza o wysokim stężeniu lotnych związków organicznych, których temperatura wrzenia wynosi co najmniej 40°C. Kondensacja jest odpowiednia dla przepływów zanieczyszczonego powietrza poniżej 1000m3/h.
Separacja membranowa
Powietrze zanieczyszczone LZO przechodzi przez półprzepuszczalną membranę, zatrzymując LZO w trakcie przepływu. Natężenie przepływu oczyszczanego przez separację membranową wynosi mniej niż 100m3/h. Skuteczność separacji zależy od struktury membrany, jej progu odcięcia i warunków pracy filtracji. Technika ta jest kosztowna i wrażliwa na zmiany natężenia przepływu i stężenia.
Utlenianie termiczne
LZO muszą być spalane w temperaturze co najmniej 750°, aby przekształcić je wCO2 i wodę. Stężenie LZO większe niż 10 g/m3 jest wymagane do zrównoważenia wkładu energii i ciepła spalania. W przeciwnym razie proces staje się bardzo energochłonny. Gdy LZO są chlorowcowane lub zasiarczone, istnieje ryzyko, że powstaną toksyczne produkty uboczne, wymagające dodatkowej neutralizacji.
Utlenianie katalityczne
Do poprzedniej techniki dodawany jest katalizator z metalu szlachetnego lub tlenku metalu. Utlenia on lotne związki organiczne w temperaturze od 250° do 400°. Celem jest zmniejszenie zużycia energii związanego z utlenianiem. Jednak niektóre pierwiastki (metale ciężkie, fosfor, SO2) przyczyniają się do zatrucia katalizatora i jego dezaktywacji.
Obróbka mikrobiologiczna
Drobnoustroje są wykorzystywane tlenowo do rozkładu lotnych związków organicznych naCO2 i wodę. Kultura drobnoustrojów jest nieruchoma lub rozproszona w ruchomej lub stacjonarnej fazie ciekłej. Istnieją biofiltry, bioperkolatory i bioskrubery.
Biofiltr
Bakterie przyczepiają się do podłoża organicznego (torfu, drewna itp.), przez które przepływa powietrze zanieczyszczone LZO. Aby utrzymać aktywność biologiczną, bakterie są od czasu do czasu spryskiwane wodą i dodatkowymi składnikami odżywczymi.
Biopercolator
Bakterie przyczepiają się do stałego podłoża, mineralnego lub wykonanego z wypełnień. Tworzy się biofilm, który może mieć kilka milimetrów grubości. Ciągłe podlewanie rozprowadza wodę i suplementy odżywcze. Tworzy to płynną warstwę wokół biofilmu, w której tlen i lotne związki organiczne są wchłaniane, a następnie przenoszone do biofilmu.
Biolaveur
LZO są absorbowane w wieży do mycia natryskowego, a następnie biodegradowane w zbiorniku aktywacyjnym zawierającym zawieszoną biomasę. Bioscrubbery, wykorzystujące emulsję olejowo-wodną, mogą przetwarzać związki, które nie są dobrze rozpuszczalne w wodzie lub są toksyczne dla mikroorganizmów.
Wybór leczenia
Zależy to od charakteru LZO, które mają być oczyszczane, ich minimalnego, maksymalnego i średniego stężenia w zanieczyszczonym powietrzu oraz jego warunków fizycznych (temperatura, wilgotność względna, obecność pyłu lub innych zanieczyszczeń itp.)
W przypadku procesu emitującego jeden lub dwa LZO, które mają być oczyszczone, a LZO okażą się opłacalne do ponownego użycia, można wybrać technikę odzysku; pod warunkiem stężenia LZO i odpowiedniego natężenia przepływu zanieczyszczonego powietrza.
W przypadku 3 lub więcej LZO najlepiej jest wybrać technikę destrukcyjną.
Należy zauważyć, że ponad 30% producentów wybiera obróbkę opartą na węglu aktywnym. umożliwiając szeroki zakres natężeń przepływu zarówno w zastosowaniach niszczących, jak i rekuperacyjnych. Eliminują również uciążliwe zapachy.
