organic-waste-gas-vocs

- Hauptbestandteile: Verschiedene flüchtige organische Verbindungen, wie Benzol, Toluol, Xylol, Formaldehyd, Aceton, Ethylacetat, Alkane, Alkene usw.
- Quellen: Chemische Produktion, Beschichtung, Druck, Pharma, Gummi- und Kunststoffverarbeitung usw.

Für organisches Abgas, das hauptsächlich aus verschiedenen flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) aus den unterschiedlichsten Quellen besteht, können folgende Geräte zur Behandlung eingesetzt werden:

Aktivkohle-Adsorptionsausrüstung
- Prinzip: Aktivkohle hat mit ihrer reichhaltigen mikroporösen Struktur und großen Oberfläche eine starke Adsorptionskapazität für verschiedene VOCs. Während organisches Abgas durch die Aktivkohleschicht strömt, werden VOC-Moleküle an der Oberfläche adsorbiert, wodurch das Abgas gereinigt wird. Sobald die Aktivkohle ihre Sättigung erreicht, kann sie durch Heißluftspülung oder Wasserdampfdesorption regeneriert werden. Das desorbierte hochkonzentrierte organische Abgas kann weiter behandelt werden.
- Anwendung: Geeignet für die Behandlung von organischen Abgasen mit geringer bis mittlerer Konzentration und hohem Luftvolumen. Es verfügt über eine hervorragende Adsorptionsleistung für die meisten gängigen VOCs wie Benzol, Toluol, Xylol, Formaldehyd, Aceton und Ethylacetat. Bei hochkonzentriertem Abgas muss die Aktivkohle jedoch häufig ausgetauscht werden, was zu hohen Betriebskosten führt.

Katalytische Verbrennungsausrüstung
- Prinzip: Unter der Wirkung eines Katalysators (z. B. eines Edelmetallkatalysators wie Platin oder Palladium oder eines Metalloxidkatalysators) durchlaufen VOCs in organischen Abgasen bei relativ niedriger Temperatur (im Allgemeinen 200–400 °C) eine Oxidationsreaktion, um Kohlendioxid und Wasser zu erzeugen. Der Katalysator reduziert die Aktivierungsenergie der Reaktion, erleichtert die Reaktion und reduziert gleichzeitig den Energieverbrauch.
- Anwendungen: Geeignet für die Behandlung von organischen Abgasen mit niedriger bis mittlerer Konzentration. Es behandelt effektiv verschiedene VOCs, darunter Alkane, Alkene, Benzolreihen, Aldehyde und Ketone. Es eignet sich besonders gut für kontinuierlich emittierte Abgase. Dieses Gerät bietet eine hohe Reinigungseffizienz (über 95 %), einen geringen Energieverbrauch und keine Sekundärverschmutzung. Es reagiert jedoch empfindlich auf katalysatorvergiftende Substanzen wie Staub und Schwermetalle im Abgas und erfordert eine Vorbehandlung.

Geräte zur regenerativen thermischen Oxidation (RTO).
- Prinzip: Nach Eintritt in die RTO-Anlage wird das organische Abgas zunächst in einem Regenerator vorgewärmt. Anschließend gelangt es in die Oxidationskammer, wo die organischen Bestandteile oxidiert und bei hoher Temperatur (ca. 760 °C) in Kohlendioxid und Wasser zersetzt werden. Das resultierende Hochtemperaturgas durchströmt dann einen weiteren Regenerator und gibt dabei Wärme ab, um den Regenerator zu erwärmen, der dann zum Vorwärmen des ankommenden Abgases verwendet wird, wodurch eine Wärmerückgewinnung erreicht wird. Durch Vertauschen der Einlass- und Auslasskanäle nimmt der Regenerator abwechselnd Wärme auf und gibt sie ab.
- Anwendungen: Es kann hochkonzentrierte und großvolumige organische Abgase behandeln. Es verfügt über eine hohe Behandlungseffizienz für alle Arten flüchtiger organischer Verbindungen und erreicht eine Reinigungseffizienz von über 99 %. Darüber hinaus sind die Betriebskosten aufgrund der Wärmerückgewinnung relativ gering. Allerdings ist die Ausrüstungsinvestition relativ groß, erfordert eine große Stellfläche und eignet sich besser für die Behandlung organischer Abgase mit einer relativ stabilen Zusammensetzung.

Ausrüstung zur Kondensationsrückgewinnung
- Prinzip: Basierend auf der Eigenschaft, dass Substanzen bei unterschiedlichen Temperaturen unterschiedliche Sättigungsdampfdrücke aufweisen, werden flüchtige organische Verbindungen im organischen Abgas durch Senkung der Temperatur oder Erhöhung des Systemdrucks übersättigt, wodurch sie in eine flüssige Form kondensiert und aus dem Abgas zur Rückgewinnung abgetrennt werden.
- Anwendung: Geeignet für die Behandlung hochkonzentrierter organischer Abgase mit hohem Siedepunkt, wie z. B. Alkane und Benzolreihen. Bei Abgasen mit geringer Konzentration ist die Wirtschaftlichkeit aufgrund des hohen Energiebedarfs zur Temperaturabsenkung bzw. Druckerhöhung weniger wirtschaftlich. Kondensationsrückgewinnungsgeräte können organische Lösungsmittel zurückgewinnen und wiederverwenden, was gewisse wirtschaftliche Vorteile bietet, aber sie erfordern eine hohe Druck- und Niedertemperaturbeständigkeit.

Biologische Behandlungsausrüstung (biologische Filter, Biotricklingfilter usw.)
- Prinzip: Unter Nutzung des mikrobiellen Stoffwechsels dienen VOCs im organischen Abgas als Kohlenstoffquelle und Energiequelle für das mikrobielle Wachstum. Durch den mikrobiellen Abbau werden diese VOCs in Kohlendioxid, Wasser und mikrobielle Zellsubstanz umgewandelt. In einem Biofilter passiert das Abgas eine Filterschicht, die Mikroorganismen enthält, wo VOCs von den Mikroorganismen adsorbiert und zersetzt werden. Ein Biotrickling-Filter hingegen sprüht eine Nährlösung auf das mikrobenhaltige Medium, um die mikrobielle Aktivität aufrechtzuerhalten und das Abgas zu reinigen.
- Anwendbare Anwendungen: Geeignet für die Behandlung biologisch abbaubarer organischer Abgase mit niedriger bis mittlerer Konzentration, wie z. B. Ethanol, Aceton und Ethylacetat. Diese Methode bietet niedrige Betriebskosten und keine Sekundärverschmutzung, die Behandlungseffizienz wird jedoch erheblich von Faktoren wie Abgaszusammensetzung, Temperatur, Luftfeuchtigkeit und pH-Wert beeinflusst und ist für die Behandlung schwer biologisch abbaubarer organischer Stoffe weniger effektiv.

In praktischen Anwendungen wird typischerweise ein einzelnes Gerät oder eine Kombination mehrerer Geräte für die Behandlung organischer Abgase ausgewählt, basierend auf mehreren Faktoren, einschließlich seiner spezifischen Zusammensetzung, Konzentration, Luftmenge, Emissionsmuster und wirtschaftlichen Kosten. Beispielsweise kann für organische Abgase mit geringer Konzentration und hohem Volumen zunächst die Adsorption und Konzentration von Aktivkohle und anschließend die katalytische Verbrennung eingesetzt werden. Bei hochkonzentriertem Abgas können organische Lösungsmittel durch Kondensation und anschließende Tiefenreinigung mittels RTO zurückgewonnen werden.