organic-waste-gas-vocs

- 主成分：ベンゼン、トルエン、キシレン、ホルムアルデヒド、アセトン、酢酸エチル、アルカン、アルケンなどのさまざまな揮発性有機化合物。
- 供給源: 化学薬品製造、コーティング、印刷、医薬品、ゴムおよびプラスチック加工など。

さまざまな発生源からのさまざまな揮発性有機化合物 (VOC) を主成分とする有機廃ガスの処理には、次の装置を使用できます。

活性炭吸着装置
- 原理: 活性炭は、豊富な微細孔構造と大きな表面積を備えており、さまざまな VOC に対して強力な吸着能力を持っています。有機性排ガスが活性炭層を通過する際に、表面にVOC分子が吸着され、排ガスが浄化されます。活性炭が飽和に達すると、熱風パージまたは水蒸気脱着によって再生できます。脱離した高濃度有機排ガスをさらに処理することができます。
・用途：低～中濃度の有機性排ガスを大風量で処理するのに適しています。ベンゼン、トルエン、キシレン、ホルムアルデヒド、アセトン、酢酸エチルなど、ほとんどの一般的な VOC に対して優れた吸着性能を備えています。しかし、高濃度の排ガスの場合、活性炭を頻繁に交換する必要があり、ランニングコストが高くなります。

触媒燃焼装置
・原理：有機排ガス中のVOCは、触媒（白金、パラジウムなどの貴金属触媒や金属酸化物触媒など）の作用により比較的低温（通常200～400℃）で酸化反応し、二酸化炭素と水が生成されます。触媒は反応の活性化エネルギーを低減し、反応を促進するとともにエネルギー消費を低減します。
・用途：低～中濃度の有機性排ガスの処理に適しており、アルカン類、アルケン類、ベンゼン系、アルデヒド類、ケトン類などの各種VOCを効果的に処理します。特に連続的に排出される排ガスに適しています。この装置は、高い浄化効率 (95% 以上)、低エネルギー消費、および二次汚染ゼロを実現します。ただし、排ガス中の粉塵や重金属などの触媒毒物質に弱く、前処理が必要です。

再生熱酸化（RTO）装置
- 原理: RTO 装置に入った有機廃ガスは、まず再生器で予熱されます。次に酸化室に入り、高温（約760℃）で有機成分が酸化され、二酸化炭素と水に分解されます。結果として生じる高温ガスは、別の再生器を通過し、熱を放出して再生器を加熱し、その熱を使用して流入する排ガスを予熱し、熱回収を実現します。入口チャネルと出口チャネルを切り替えることにより、蓄熱器は交互に熱を吸収および放出します。
・用途：高濃度・大量の有機性排ガスを処理できます。あらゆる揮発性有機化合物に対して高い処理効率を示し、99％以上の精製効率を実現します。さらに、熱回収のため、運転コストは比較的低くなります。しかし、設備投資が比較的大きく、広い床面積を必要とするため、比較的安定した組成の有機性排ガスを処理するのに適している。

結露回収装置
- 原理：物質は温度によって飽和蒸気圧が異なるという特性を利用し、有機排ガス中のVOCを温度を下げるか系圧力を高めることで過飽和状態にし、凝縮液にして排ガスから分離して回収します。
・用途：アルカン系、ベンゼン系などの高濃度、高沸点の有機排ガスの処理に適しています。低濃度の排ガスの場合、温度を下げたり圧力を上げたりするのに高いエネルギーが必要となり、経済的ではありません。結露回収装置は有機溶剤を回収して再利用できるため、一定の経済的メリットがありますが、高圧および低温への耐性が必要です。

生物処理装置（生物ろ過装置、生物散流ろ過装置等）
・原理：微生物の代謝を利用し、有機性排ガス中のVOCを炭素源、微生物の増殖のエネルギー源として利用します。微生物による分解により、これらの VOC は二酸化炭素、水、微生物細胞物質に変換されます。バイオフィルターでは、排ガスが微生物を含むフィルター層を通過し、微生物によりVOCが吸着・分解されます。一方、バイオトリクリングフィルターは、微生物を含む培地に栄養溶液を噴霧して、微生物の活動を維持し、排ガスを浄化します。
・適用用途：エタノール、アセトン、酢酸エチルなどの低濃度から中濃度の生分解性有機排ガスの処理に適しています。この方法は運転コストが低く、二次汚染もありませんが、処理効率は排ガスの成分、温度、湿度、pHなどの要因に大きく影響され、難生分解有機物の処理効果は低くなります。

実際の応用では、有機排ガス処理には通常、特定の組成、濃度、風量、排出パターン、経済コストなどの複数の要素に基づいて、単一の装置または複数の装置の組み合わせが選択されます。たとえば、低濃度、大量の有機廃ガスの場合は、最初に活性炭の吸着と濃縮を使用し、次に触媒燃焼を使用できます。高濃度の排ガスについては、有機溶媒を凝縮して回収し、その後 RTO を使用して高度に精製することができます。