VOC-päästöjen vähentäminen onnistuu erilaisia teknologioita käyttäen

VOC-päästöjen vähentämiseen tuotannossa, sekä niiden puhdistamiseen, on kehitetty useita eri ratkaisuvaihtoehtoja ja teknologioita. Päästöjen käsittelyteknologia valitaan usein kustannusten, tilojen, ilmamäärien, pitoisuuksien ja mikäli mahdollista, päästöjen jatkohyödyntämisen perusteella.

Erilaisia VOC-päästöjen vähentämiseen käytettäviä teknologioita on useita, ja niiden toimintaperiaatteet eroavat toisistaan. Siksi on tärkeää ymmärtää erilaisten VOC-kaasujen poistamiseen käytettävien menetelmien keskeisimmät toimintaperiaatteet, sekä niiden väliset erot.

Polttomenetelmät (hapetus)

Terminen poltto

Termisessä poltossa VOC kaasut hapetetaan korkeassa lämpötilassa (>750 °C) hiilidioksidiksi (CO 2) ja vedeksi (H2O). Termistä polttoa toteutetaan pääasiassa kahdella eri tavalla: rekuperatiivisesti ja regeneratiivisesti.

Rekuperatiivisessa menetelmässä käytetään lämmön talteenottoa savukaasuista polttokammion jälkeen. Talteen otetulla lämmöllä lämmitetään polttokammioon tulevan VOC-päästön lämpötilaa. Rekuperatiivisilla lämmönvaihtimilla saadaan lämpöenergia palautettua 60-80 prosenttisesti. 

Regeneratiivinen terminen hapetin käyttää lämmönvaraajia, jotka  varastoivat lämmön savukaasuista. Lämmönvaraajat ovat erillisissä kammioissa, joita yhdistävä polttokammio hapettaa haitalliset yhdisteet. Lämmönvaraajiin varastoitua lämpöä käytetään lämmittämään tulevaa kaasua siten, että kaasun virtaussuuntaa vaihdellaan venttiilien avulla. Ensimmäiseen kammioon tuleva kaasu lämpenee ensin lähelle hapettumislämpöä ja kulkeutuu polttokammioon. Sieltä poistuvat savukaasut lämmittävät toisen lämmönvaraajapedin ja kulkeutuvat poistokanavaan. Terminen hyötysuhde on yli 90%.

Katalyyttinen poltto

Katalyyttisessa poltossa VOC-kaasut hapetetaan katalysaattoreiden avulla noin 500°C alemmassa lämpötilassa kuin termisessä poltossa. Katalyytteinä voidaan käyttää sekä jalometalli- että perusmetallikatalyyttejä. Alhaisesta lämpötilasta johtuen katalyyttisessä  poltossa ei synny haitallisia sivutuotteita kuten NOx ja häkää. Kuten termisessä poltossa, myös katalyyttiseen menetelmään voidaan käyttää sekä rekuperatiiviistä, että regeneratiivista teknologiaa.

Katalyyttisen ja termisen polton vertailu

Katalyyttinen poltto

• Säästää energiaa alhaisen käyttölämpötilan ansiosta
• Minimoi CO2 päästöt
• Prosessissa ei synny sivutuotteita kuten NOx ja CO
• Nopea käynnistysaika
• Laitoksen koko pienempi
• Kevyempi laite
• Pidempi käyttöikä johtuen matalammasta käyttölämpötilasta
• Voidaan käyttää alhaisessa happipitoisuudessa
• Huomattavasti matalampi autoterminen piste (>0.6 g/Nm³)

• Katalyytit voivat myrkyttyä
• Katalysaattorit aiheuttavat painehäviötä

Terminen poltto

• Korkeampi energiankulutus
• Korkeammat CO2 -päästöt
• Kovempi lämpörasitus rakenteille johtuen korkeasta käyttölämpötilasta
• Tuottaa sivutuotteita kuten kuten NOX ja CO johtuen korkeasta käyttölämpötilasta
• Pidempi käynnistysaika johtuen korkeasta käyttölämpötilasta ja suuresta lämpökapasiteetista
• Suurempi ja raskaampi koko
• Korkeammat huoltokulut johtuen korkeammasta käyttölämpötilasta
• Vaatii vähintään 8% happea kaasussa
• Korkeampi autoterminen piste (>1.2 g/Nm³)

• Ei riskiä myrkyttymisestä

Vertailu RCO ja RTO

RCO tarvitsee vuositasolla 1088 MWh vähemmän lämmitysenergiaa kuin RTO. Tämän avulla saavutetaan 65.280 € säästöt. (0.06€/kWh)

Soihtupoltto

VOC-kaasut poltetaan avoimella tai suljetulla liekillä. Soihdulla voidaan puhdistaa monenlaisia päästöjä, mutta varsinkin laimeilla pitoisuuksilla tämä teknologia kuluttaa paljon polttoainetta.

Adsorptio

Adsorbointimenetelmissä VOC-kaasut johdetaan kiinteään aineeseen (esim. aktiivihiili). VOC-kaasut adsorptioituvat huokoiseen pintaan. Adsorbtiomenetelmät kykenevät puhdistamaan suuria ilmavirtauksia, joissa on suhteellisen pieni määrä VOC-yhdisteitä.

Absorptio

Absorbointi on menetelmä, jossa liukenevat kaasukomponentit erotetaan kaasuvirtauksesta hajauttamalla se liuottavalla nesteellä. Absorbointinesteenä käytetään yleensä vettä tai laimeaa liuotinta, joka ei aiheuta VOC-päästöjä. Päästöpitoinen neste on sellaisenaan jätettä, mutta se voidaan jälkikäsitellä siten, että nesteeseen sitoutettu päästö saadaan erotettua puhtaana ja konsentroituna.

Kondensointi

Kondensoituminen on kaasun tiivistymistä nesteeksi. Kondensoinnissa yksi tai useampi haitallinen aine erotellaan kaasusta olomuodon muutoksen avulla, joka syntyy, kun kuuma höyry jäähtyy lähelle kiehumispistettään tai tässä tapauksessa lähelle kondenssipistettä. Kondensointimenetelmää käytetään enimmäkseen VOC-ja HAP-päästöjen hallinnassa, silloin kun pitoisuudet ovat korkeita (> 5000 ppmv).

Biofiltterit

Biosuodatus perustuu maaperän mikro-organismien luonnolliseen hajotuskykyyn, missä VOC-päästö toimii
bakteerien ravinnonlähteenä. Mikro-organismit hapettavat orgaaniset komponentit, kosteassa ympäristössä, hiilidioksidiksi ja vedeksi.

 Opi lisää haihtuvien orgaanisten yhdisteiden poistamisesta ja klikkaa alla olevaan hyödylliseen oppaaseen.