Det finns många lösningar och tekniker för att minska och rena VOC-utsläpp som genereras i produktionsprocesser. Teknikens kostnad, de lokaler där tekniken ska användas, hur stora luftvolymer som ska hanteras, utsläppskoncentrationerna och eventuella möjligheter att återanvända utsläppen är faktorer som brukar ligga till grund för valet av en behandlingsteknik.
Tillgängliga system för minskning eller rening av VOC-rening baseras på någon av ett antal olika metoder. Det är viktigt att förstå de olika metoderna och skillnaderna mellan dem när man ska välja ett system för begränsning av VOC-utsläpp.
Förbränningsmetoder (oxidation)
Termisk förbränning
Vid termisk förbränning oxideras VOC-gaserna vid hög temperatur (>750°C), så att koldioxid (CO2) och vatten (H2O) bildas. Det finns två huvudtyper av termisk förbränning: rekuperativ och regenerativ förbränning.
Vid rekuperativ förbränning återanvänds värmen från de gaser som lämnar brännkammaren. Värmen används för att hetta upp de VOC-utsläpp som leds in i brännkammaren. Med rekuperativa värmeväxlare återvinns 60–80 % av den termiska energin.
Regenerativ termisk oxidation (RTO) baseras på värmeabsorberande material, som tar upp värme från gasen. Materialen är placerade i två separata kammare, som båda är anslutna till en brännkammare, där de farliga ämnena oxideras. Den värme som absorberas av materialen används för att hetta upp den inkommande gasen, i en process där ventiler används för att rikta om gasflödet. Den gas som leds in i den första kammaren hettas upp till en temperatur nära oxidationsgränsen. Gasen flödar sedan till brännkammaren. Den utgående gasen värmer upp det värmeabsorberande materialet i den andra kammaren, och leds sedan ut genom en kanal. Den termiska verkningsgraden är över 90 %.
Katalytisk förbränning
Vid katalytisk förbränning används katalysatorer för att oxidera VOC-gaserna vid en temperatur som är ca 500° C lägre än vid termisk förbränning. Katalysatorerna kan vara av både ädelmetalltyp och basmetalltyp. Eftersom lägre temperatur används vid katalytisk förbränning bildas inga farliga sekundära föroreningar, som NOx och CO.
Även katalytisk förbränning (liksom termisk förbränning) kan vara av rekuperativ eller regenerativ typ.
Katalytisk förbränning kontra termisk förbränning
Katalytisk förbränning
- Låg drifttemperatur ger energibesparingar
- Minimerar CO2-utsläppen
- Inga sekundära föroreningar, som NOx och CO
- Kort starttid
- Mindre enhet
- Lättare enhet
- Längre livslängd
- Klarar låga syrenivåer
- Mycket lägre autotermisk punkt (>0,6 g/Nm³)
- Katalysatorer kan förgiftas
- Tryckfall över katalysatorbädd
Termisk förbränning
- Högre energiförbrukning
- Större CO2-utsläpp
- Större termisk stress på systemets komponenter, på grund av högre temperatur
- Sekundära föroreningar som NOx och CO bildas på grund av högre temperatur
- Längre starttid på grund av högre temperatur och värmekapacitet
- Större och tyngre enhet
- Högre underhållskostnader
- Gasen måste innehålla minst 8 % syreöverskott
- Högre autotermisk punkt (>1,2 g/Nm³)
- Ingen förgiftningsrisk
Jämförelse mellan RCO och RTO
| Luftflödeshastighet | 25,000 | °C |
| Gastemperatur | 25,0 | Nm³/h |
| Drifttid | 6000 | h/a |
| VOC-innehåll | 0,8 | g/Nm³ |
| Värmevärde netto, VOC | 30,0 | kJ/g |
| Reningsteknik | RCO RTO | Units | |
|---|---|---|---|
| Termisk verkningsgrad | 94,0% | 95,0% | |
| Förbränningstemperatur | 320 | 800 | °C |
| Autotermisk punkt | 0,76 | 1,67 | g/Nm³ |
| Utgångstemperatur | 43,6 | 63,8 | °C |
| Värmeeffekt | 181 | KW | |
| Värmeenergi | 1088 | MWh/a | |
För RCO krävs 1 088 MWh mindre värmeenergi än RTO (per år). Det ger en besparing på 65 280 euro (0,06 euro/kWh) per år
Gasflamma
VOC-gaserna förbränns i ett öppet eller slutet flamsystem. Flamman kan användas för att rena flera typer av utsläpp, men bränsleförbrukningen för denna teknik är hög, i synnerhet vid låga koncentrationer.
Adsorption
Adsorptionsmetoden innebär att VOC-gaserna leds till ett fast material (till exempel aktivt kol). VOC-gaserna tas upp av den porösa ytan. Adsorption kan användas för att rena stora volymer av luft med relativt lågt VOC-innehåll.
Absorption
Absorption går ut på att separera lösliga gaskomponenter från gasflödet genom att utsätta flödet för en vätska. Vätskan är vanligtvis vatten eller ett milt lösningsmedel som inte i sig ger upphov till VOC-utsläpp. Processen ger upphov till en utgångsvätska. Denna kan dock efterbehandlas, för att separera absorberade kemikalier till ren och koncentrerad form.
Condensation
Kondensation innebär att omvandla en gas till vätska. Kondensation gör det möjligt att avleda en eller flera farliga ämnen från gasen genom att förändra dess fysikaliska tillstånd. Omvandlingen inträffar när varm gas kyls ner till en temperatur nära sin kokpunkt, eller som i det här fallet, nära sin kondensationspunkt.
Kondensationsmetoden används främst för att hantera höga VOC-koncentrationer (> 5 000 ppmv) VOC och HAP-utsläpp.
Biofilter
Biofiltrering baseras på mikroorganismers naturliga förmåga att bryta ned kemiska ämnen. Vid biofiltrering fungerar VOC-utsläppen som näringskälla för bakterier. Mikroorganismerna oxiderar de organiska komponenterna i en fuktig miljö och bryter ned dem till koldioxid och vatten.
Vill du läsa mer om VOC-utsläpp, EU:s utsläppsregler, VOC-utsläppens påverkan på miljön och om att välja en optimal teknik för VOC-begränsning – ladda ner en kostnadsfri vägledning: Så minskar du VOC-utsläppen.
.png)