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    什么是挥发性有机化合物(VOC)?

    时间:2023-12-26 21:27:53  编辑:isky  来源:【友连航运】  浏览:243次   【】【】【网站投稿

    挥发性有机化合物(VOCs)是具有高蒸气压和低水溶度的有机化合物。挥发性有机化合物以气体的形式从许多固体/液体有机化学品中排放出来,例如油漆、清漆、杀虫剂、油漆、建筑和家具材料以及蜡等家用化学品。所有这些都含有有机溶剂,许多清洁、消毒、化妆品、脱脂、业余爱好产品、液压油、胶水、粘合剂和石油燃料也是如此。储存和使用这些材料会释放挥发性有机化合物,其中含有许多可能对人类健康产生短期和长期不利影响的化学物质。


    不同国家对VOC的定义是什么?


    挥发性有机化合物的定义多种多样,许多国家对它们进行了相应的分类,以规范空气污染和外来化学物质进入大气。


    根据这些国家对VOC进行分类:


      ●. 加拿大:

    它将VOC归类为沸点在50至250摄氏度之间的有机化学品。(122至482华氏度)


      ●. 欧盟:

    在这里,挥发性有机化合物是在250bar(1.101kPa)的压力下测量的初始沸点高达325度的化学品。


      ●. 中国:

    中国将VOC定义为“来源于汽车、工业生产和民用、各类燃料的燃烧、油品的储存和运输、装修饰面、家具和机器涂料、食用油烟和细颗粒物(PM2.5)”等。


      ●. 印度:

    1981年,印度中央污染控制委员会于1987年进行了修订,颁布了《空气预防和控制污染法》,该法案没有区分VOC和其他构成NOx、SO2、PM10和悬浮颗粒物(SPM)的污染物。


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    挥发性有机化合物是如何产生的,有什么影响?


    在海运业中,VOCs主要产生于油轮和化学品船,涉及通过港口装卸有机化学物质。当货物从源头飞溅到货舱的船舶管道系统中时,以及装载期间和装货后储存在油货舱中的油或化学品表面蒸发时,就会产生挥发性有机化合物。挥发性有机化合物是通过汽化、蒸发和沸腾产生的正压积聚产生的。在原油和化学品船的装载和连续运输过程中,可能会产生挥发性有机化合物,并与惰性气体一起释放到大气中。


    进入惰性储气罐大气的挥发性有机化合物的数量与油的挥发性有关;物质汽化的趋势。货舱大气中含有来自前一批货物的微量挥发性有机化合物,在装载过程中,货舱液位上升导致货舱压力增加,这些化合物最后通过船上专门分配的排气管排放到大气中。


    据估计,挪威每年的挥发性有机化合物排放量接近350万吨,其中约000万吨来自穿梭油轮和其他原油运输船。运输过程中产生的挥发性有机化合物增加了油轮保持恒定压力的复杂性,挥发性有机化合物的排放会导致环境污染。挥发性有机化合物的排放还会导致大量能量的损失,这些能量可以用作推进船舶的燃料。这些排放对环境的影响是危险和灾难性的,因为排放的气体由一系列碳氢化合物组成,从甲烷到更高(通常为C6+)。


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    非甲烷馏分,称为NMVOC,在阳光下与一氧化二氮发生反应,产生有毒的地面臭氧和烟雾层,对植被和人类健康,特别是对眼睛和肺部产生有害的环境影响。


    国际海事组织关于挥发性有机化合物的规定:


    由于管制挥发性有机化合物排放对于环境保护和减轻轻型最终产品损失都是必要的,海事组织发布了MEPC.1/Circ.860(27年2009月185日),这是对MEPC.89(1)号决议的补充,该决议提供了技术和操作准则,以协助制定2010年生效的挥发性有机化合物管理计划。


    该通知指出,“挥发性有机化合物管理计划的目的是确保《防污公约》附则VI第15条适用的油轮的运行,尽可能防止或尽量减少挥发性有机化合物的排放。1992年的MSC/Circular15号通告-《防污公约》附则VI/<>规定了在装有蒸汽处理装置的油轮上设计、建造和运行蒸汽收集系统的标准和要求,以满足船舶登记所在国/船旗国对岸边码头的蒸汽收集和处理设计要求。


    VOC的排放控制方法:


    有两种通用的VOC回收方法,称为主动和被动回收方法。考虑到VOC主动回收,排放系统通常包括压缩步骤,然后是冷凝、吸收和吸附,而被动VOC排放系统则使用蒸汽平衡加载/卸载,VOC作为覆盖气体。


    以下是控制挥发性有机化合物排放的方法和技术:


      ●. 降低挥发性

    通过在装载前从海上平台上的原油中去除挥发性成分,可以降低油轮中货物的挥发性。由于此类设备的成本和可用性,这在大多数情况下是不可行的。


      ●. 热氧化:

    这是在海上装载过程中控制VOCs的最常见方法。含有挥发性有机化合物的空气使用封闭的火炬燃烧,以催化氧化剂并进行热回收。通过阻火/内涵避雷器、惰化、浓缩或稀释来降低安全和燃烧排放的风险。


      ●. 吸收:

    通过冷冻或低温液体吸收是一种常用的方法,也是最流行的方法,其中冷冻液体吸收剂同时被送入通过填充柱的碳氢化合物蒸气流,从而将碳氢化合物溶解在吸收剂中并将其从空气/蒸气混合物中去除。


      ●. 吸附:

    有机分子被吸收到碳上,空气或二氧化碳等永久性气体通过碳床并排放到大气中。建议使用两个带自动开关的碳床,以保持不间断运行。取决于碳床尺寸、吸附材料的性质和再生程度;这种方法的效率可以达到2%。


      ●. 膜分离:

    该技术使用液体压缩机和半透膜将有机分子与空气/蒸汽混合物分离,膜对有机化合物的渗透性高于对无机气体的渗透性。通过膜选择性迁移后的有机分子被真空泵去除并送入压缩机的入口侧。


      ●. 低温冷凝:

    它涉及将排出的气体/蒸汽通过氮冷冷凝器,这种方法可以达到99%以上的效率。降低温度可以减少挥发性有机化合物的浓度,这些挥发性有机化合物会排入收集罐,从中可以回收和回收使用。


      ●. 货物管道压力控制:

    它旨在通过平衡原油输送过程中的压力、减少压力积聚并最终减少VOC的产生来防止性能变化。用于防止性能变化的技术不使用电力,因此不会产生二氧化碳和氮氧化物等有害气体。


      ●. 储罐气氛的顺序传递:

    该程序在货舱之间依次移动货舱气氛(VOC和惰性气体),然后在装载货物期间通过气体置换排放到大气中。该过程是通过一系列货舱安装特殊的气体管道装置来实现的,这些货舱专门设计用于在不同点易于打开和关闭,以应对不同的装载程序。该过程用于通过将清洁的惰性气体从空货舱中排放到距离装载舱几个舱位的空货舱中,从而避免挥发性有机化合物气体过度排放到大气中。


      ●. VOCON程序:

    在恒压阀和自动释放阀的帮助下,该程序允许货舱的油箱压力保持在更高的平均水平,并具有更小、更准确的自动油箱排气释放。这样可以减少货物损失。


    不同公司的挥发性有机化合物回收系统:


    瓦锡兰


    瓦锡兰的VOC回收系统获得专利的Gas Reformer装置,通常用于船上FSU和穿梭油轮,与我们的双燃料发动机技术相结合,提供最高的效率和灵活性,减少VOC排放,带来环境效益,经济效益降低高达40%。

    VOC的回收是通过将储罐排气引入VOC回收系统来实现的,然后使用冷凝工艺分离气体中较重的碳氢化合物馏分。


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    较轻的碳氢化合物馏分是不可冷凝的,被送入发电模块;这意味着VOC回收率为100%,VOC排放完全消除。分离出的较重馏分从VOC装置中液化并储存在加压储罐中。LVOC是一种轻质碳氢化合物燃料,可用作发电模块和惰性气体发生器单元的清洁燃料。瓦锡兰挥发性有机化合物回收系统已成功应用于北海的多艘穿梭油轮和浮式储存装置(FSU)。


    Commercial, Chemical & Development Company


    CDCC利用德国科莱恩的技术投入开发了一种VOC回收系统,旨在利用吸附原理实现低浓度蒸汽回收,溶剂回收率可在95%至99.9%之间,这种技术的经济性取决于蒸汽流的成分以及所需的回收率。该VOC回收系统可用于回收和去除SO2、H2S、硫醇、油田VRU、沼气生产CNG、烟气脱硫、Clause尾气处理。


    它还可以用作分解共沸物的萃取系统,例如乙醇-水,异丙醇-水,甲苯-甲醇-水,乙醇-乙酸乙酯-水。


    船员如何在运输和原油清洗作业中管理挥发性有机化合物?


    在VOC管理计划中,指定专人负责实施计划,负责人可指派合适的人执行相关工作。


    挥发性有机化合物管理期间遵循的程序:


    该计划中提供了针对船舶的程序,以解决以下操作期间的挥发性有机化合物排放问题:


      ●. 装载

      ●. 相关货物的运输(过境)

      ●. 原油洗涤。


    运输过程中的挥发性有机化合物排放控制


    货舱压力控制(VOCON程序):


    为了最大限度地减少过大的压力积聚、大气污染和货物损失,必须监测排气和蒸汽损失。指定人员应确保在满载通行期间进行以下活动:


      ●. P/V阀的调节监测和维护:

    在装载之前,应使用止回升降机设施手动检查货舱P/V阀是否正确操作。P/V阀隔火网应至少每月目视检查一次,每三个月检查/清洁一次。在此之前,P/V烧杯液位也应在设定的范围内进行检查。


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      ●. 舱口和管道垫片的状态监测

    装载操作应在“关闭”模式下执行,所有货舱舱口和开口均关闭。局部测量和取样也应通过蒸汽锁或固定空隙设备进行。


      ●. 惰性气体加注程:

    在用含氧量不超过5%的惰性气体加压时,应遵循船舶IGS手册中列出的程序,并应每小时监测和记录货物压力。


      ●. 部分装满的储罐:

    在装载操作期间和之后,部分填充的储罐应保持在最低限度。


      ●. 加载顺序和速率:

    被指派人员应确保按照相关装载计划对装载速度和货舱压力进行监测和控制。


    原油洗选过程中的VOC排放控制


    在所有COW操作期间,应遵守船舶批准的COW手册的程序,并应按照ISM程序保存相关记录。


      ●. 洗涤时间:

    通过缩短洗涤时间可以减少挥发性有机化合物的排放。因此,在原油清洗操作期间,指定人员确保对操作进行适当的监控,并将花费的时间减少到可能的极限。


    应进行闭式循环原油清洗。