当前课程知识点：大气污染控制工程 > 第十章 挥发性有机物控制技术 > 10-3 VOCs污染预防 > Video
同学们好！这一讲我们学习VOCs的污染预防
VOCs污染预防主要包括替换原材料
以减少引入到生产过程中的VOCs总量
改变运行条件减少VOCs的形成和挥发
更换设备以减少VOCs泄漏等等手段
我们首先来看环保产品的替代
涂料、喷漆、电缆、印刷、粘接和金属清洗等工艺
都需要有机溶剂作为原材料的稀释剂或者清洗剂
采用不易挥发或不挥发的溶剂替代有机溶剂
是减少这类污染的有效途径
这些产品按分散介质可以分为溶剂型产品
水基型产品和固态型产品三种
以涂料为例
溶剂型涂料中作为涂膜的固体成分仅占22%~26%
稀释有机溶剂和内部有机溶液超过70%
在使用过程中，这些有机物就会释放到大气当中
水性涂料是以水为稀释剂
把有机溶剂的比例从70%减少到10%左右
从而大大减少挥发性有机物的排放
近年来还发展了固态型产品
包括UV固化涂料、粉末涂料、热熔型胶粘剂
反应型胶粘剂、以及UV固化油墨等产品
这种产品不含溶剂，仍然可以实现相同的功能
因此又被称为零VOCs产品
高固体分产品、水基型产品和固态型产品
因不释放或释放很少量的VOCs，被称为环保型产品
这个表给出了相关行业环保型产品的可替代性
我们可以看出，涂料、印刷和粘接行业都有较大的产品替代和减排潜力
第二类预防性措施是通过工艺改革控制VOCs排放的措施
以涂装工艺为例，有浸涂、流涂、电着涂装、喷涂等等
一般而言
浸涂和流涂多用于金属家具与涂装面积比较大的作业线
涂布效率可以达到85%以上
滚涂则多应用于制罐和漆包线
涂布效率一般可以达到90%以上
电着涂装则主要应用于导电性物质
涂布效率可以达到90~95%
高效率的涂装技术节省了涂料的使用量
又可同时解决生产成本和空气污染的问题
此外，随着溶剂型产品的替代
许多依赖挥发性溶剂的涂料和装潢工艺
已经逐步被其它依赖于非挥发性溶剂工艺所取代
例如用流化床粉剂涂装线和紫外平版印刷技术等
第三类预防措施是石油化工行业油品和溶剂的蒸发散逸控制
我们通常将溶剂放在容器里面
当我们向容器内充入或者抽取溶剂时
由于压力的变化
VOCs气体就会逸出，导致充入和排空损耗
比如这个图里所给出的容器
当我们向里面充入液体时，液面上升
容器上的蒸气空间减少，一部分蒸气通过顶部排气筒排出
这就是充入损耗
当我们抽取液体时，液面下降
空气通过排气筒进入容器中，气压下降
又会有一部分液体挥发，就是所谓的排空损耗
充入和排空所导致的VOCs排放
可以用容器排出的空气与VOCs混合物体积
乘以混合物中VOCs浓度来计算得到
这里，容器排出的空气和VOCs混合物体积
我们可以用ΔV表示
排出的混合物中某组分i的浓度用ρi来表示
ρi可以用排出空气中VOC的摩尔分数
乘以摩尔质量再除以摩尔体积来计算得到
将摩尔分数用拉乌尔定律来表示，就可得到浓度的表达式
呼吸损耗是由于昼夜温差较大所导致的
白天温度高，蒸汽压大，液体上方的蒸气会排入大气中
晚上温度低，蒸汽压小，空气进入容器
产生“吸进和呼出”，从而导致有机物损耗
固定储罐的呼吸损耗可以用这个经验公式来近似进行计算
这里M是贮罐内蒸气的相对分子质量
p是蒸气压；D是贮罐直径；H是平均蒸气空间高度
△T是一天之内的平均温度差；C是用于小直径罐的调节因子
KC是产品因子，对于原油而言可以取0.65
我们这里可以做一个简单的估算
例如10000立方米原油储罐，在温差10℃
罐体利用率95%的情况下，静止储存的呼吸损失量
可以估算出大约是5吨/年，这个数字还是相当可观的
那么如何控制呼吸、充入和排空损耗呢
第一种方法是采用我们这里给出的浮顶罐
在高蒸气压液体的上方浮着一个浮筒
以橡胶圈使油箱保持密封，充入或排空的时候
浮筒随液面变化而升降，这样在液体上方就没有了蒸气空间
从而避免了VOC的损耗
采用浮顶罐储存油品时
可以比固定顶罐减少80%左右油品损失
目前该技术在我国石化行业的原油和汽油贮存上得到了普及
第二种方法是针对加油站的油气回收措施
加油站的损耗有两个方面
一是油罐车将汽油充入储油罐时的损耗
二是汽车加油时，油箱排出汽油的损耗
储油罐的充入损耗
一般是通过在油罐车和储油罐之间加一条油气回收管线
当充入汽油的时候
从油罐车中取走液体产生的真空
能将地下储油罐的蒸气吸到油罐车油箱中来
这一措施我们称之为一级油气回收
能够回收储油罐充入损耗的95%
其余5%通过储油罐的排出管道排出
同样的技术也可以被用于控制汽车加油时的损耗
在加油装置上加一条油气回收管线
将挥发出来的汽油送回加油站的地下储油罐，减少排放
这一措施称为二级油气回收
通过油气回收系统，我们就可以将
加油站在卸油、储油和汽车加油过程中产生的油气
通过密闭收集、储存和送入油罐车内
再运送到贮油库集中回收成汽油
从2012年开始，这种措施就在我国各城市的加油站全面安装使用了
除了加油站油气回收
还可以在汽车上加设油气回收系统
即车载油气回收系统，英文简称ORVR
ORVR被设计固定在油箱和燃油加注管之间
当汽车加油时，油箱中的燃油蒸气会被
一个具有吸附作用的碳罐所吸收
当发动机开始运转
碳罐中的油气就会进入发动机进气管
从而作为燃料被使用
ORVR是美国环保署在1994年推出的
可以作为二级油气回收系统的一种替代选择
从2013年6月30日开始
美国就逐步取消了二级油气回收系统
而是在机动车上安装ORVR系统
这一讲我们就介绍到这里，同学们再见
-1-1 大气污染的定义和分类
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-第一章 绪论--1-1 大气污染的定义和分类
-1-2 大气污染物和排放源
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-第一章 绪论--1-2 大气污染物和排放源
-1-3 大气污染的影响
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-第一章 绪论--1-3 大气污染的影响
-1-4 大气污染防治法规及标准体系
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-第一章 绪论--1-4 大气污染防治法规及标准体系
-第一章 绪论--第一章 作业习题
-2-1 燃料的性质与分类
-第二章 燃烧与大气污染--2-1 燃料的性质与分类
-2-2 燃烧过程和计算
--燃烧过程和计算
-第二章 燃烧与大气污染--2-2 燃烧过程和计算
-2-3 硫氧化物的生成
--硫氧化物的生成
-第二章 燃烧与大气污染--2-3 硫氧化物的生成
-2-4 氮氧化物的生成
--氮氧化物的生成
-第二章 燃烧与大气污染--2-4 氮氧化物的生成
-2-5 颗粒物的生成
-2-5 颗粒物的生成--作业
-2-6 其他污染物的生成
--其他污染物的生成
-第二章 燃烧与大气污染--2-6 其他污染物的生成
-第二章 燃烧与大气污染--第二章 作业习题
-3-1 概述
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-第三章 大气污染气象学--3-1 概述
-3-2 大气的垂直结构
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-第三章 大气污染气象学--3-2 大气的垂直结构
-3-3 大气的热力过程
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-第三章 大气污染气象学--3-3 大气的热力过程
-3-4 大气稳定度与逆温
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-3-4 大气稳定度与逆温--作业
-3-5 大气的运动和风
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-第三章 大气污染气象学--3-5 大气的运动和风
-第三章 大气污染气象学--第三章 作业习题
-4-1 概述
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-第四章 大气污染浓度估算模式--4-1 概述
-4-2 点源扩散的高斯模式
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-第四章 大气污染浓度估算模式--4-2 点源扩散的高斯模式
-4-3 特殊气象和地形条件下的高斯扩散模式（选修）
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-第四章--4-3 特殊气象和地形条件下的高斯扩散模式（选修）
-4-4 点源扩散浓度的估算
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-第四章 大气污染浓度估算模式--4-4 点源扩散浓度的估算
-4-5 线源和面源扩散模式（选修）
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-第四章--4-5 线源和面源扩散模式（选修）
-4-6 空气质量模型的研究进展
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-4-7 区域空气质量模型的应用案例（选修）
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-第四章--4-7 区域空气质量模型的应用案例（选修）
-第四章 大气污染浓度估算模式--第四章 作业习题
-5-1 粒径与粒径分布
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-第五章 颗粒污染物控制技术基础--5-1 粒径与粒径分布
-5-2 颗粒物的形貌特征
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-第五章 颗粒污染物控制技术基础--5-2 颗粒物的形貌特征
-5-3 化学组成和光学性质
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-5-3 化学组成和光学性质--作业
-5-4 粉尘的物理性质
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-第五章 颗粒污染物控制技术基础--5-4 粉尘的物理性质
-5-5 净化装置的性能
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-第五章 颗粒污染物控制技术基础--5-5 净化装置的性能
-5-6 流体阻力和颗粒的沉降
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-第五章--5-6 流体阻力和颗粒的沉降
-5-7 惯性碰撞、机械拦截和扩散（选修）
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-5-7 惯性碰撞、机械拦截和扩散（选修）--作业
-第五章 颗粒污染物控制技术基础--第5章 作业习题
-6-1 重力沉降室
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-第六章 除尘装置--6-1 重力沉降室
-6-2 旋风除尘器
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-6-2 旋风除尘器--作业
-6-3 电晕放电和粒子荷电（选修）
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-6-3 电晕放电和粒子荷电（选修）--作业
-6-4 荷电颗粒的运动和捕集
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-第六章 除尘装置--6-4 荷电颗粒的运动和捕集
-6-5 电除尘器的结构和设计
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-第六章 除尘装置--6-5 电除尘器的结构和设计
-6-6 袋式除尘器的工作原理
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-6-6 袋式除尘器的工作原理--作业
-6-7 袋式除尘器的压力损失和清灰（选修）
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-第六章--6-7 袋式除尘器的压力损失和清灰（选修）
-6-8 袋式除尘器的设计和应用
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-6-8 袋式除尘器的设计和应用--作业
-6-9 湿式除尘器的工作原理
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-第六章 除尘装置--6-9 湿式除尘器的工作原理
-6-10 文丘里洗涤器（选修）
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-第六章 除尘装置--6-10 文丘里洗涤器（选修）
-6-11 除尘器的选择与发展
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-6-11 除尘器的选择与发展--作业
-第六章 除尘装置--第六章 作业习题
-期中测试--期中测试
-7-1 物理吸收传质计算
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-第七章 --7-1 物理吸收传质计算
-7-2 化学吸收传质计算
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-7-2 化学吸收传质计算--作业
-7-3 吸收设备和工艺
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-7-3 吸收设备和工艺--作业
-7-4 气体吸附原理与速率
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-7-4 气体吸附原理与速率--作业
-7-5 吸附设备与工艺
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-7-5 吸附设备与工艺--作业
-7-6 吸附器的设计计算
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-第七章 --7-6 吸附器的设计计算
-7-7 催化原理
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-7-7 催化原理--作业
-7-8 气固催化反应动力学
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-7-8 气固催化反应动力学--作业
-7-9 气固相催化反应器的设计
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-7-9 气固相催化反应器的设计--作业
-第七章 气态污染物控制技术基础（选修）--第七章 作业习题
-8-1 概述
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-8-1 概述--作业
-8-2 燃烧前燃料脱硫
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-第八章 硫氧化物控制技术--8-2 燃烧前燃料脱硫
-8-3 流化床燃烧脱硫
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-8-3 流化床燃烧脱硫--作业
-8-4 高浓度二氧化硫回收
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-8-4 高浓度二氧化硫回收--作业
-8-5 石灰石/石灰湿法烟气脱硫技术
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-第八章 --8-5 石灰石/石灰湿法烟气脱硫技术
-8-6 氧化镁湿法烟气脱硫技术（选修）
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-8-6 氧化镁湿法烟气脱硫技术（选修）--作业
-8-7 海水烟气脱硫技术（选修）
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-8-7 海水烟气脱硫技术（选修）--作业
-8-8 湿式氨法烟气脱硫技术（选修）
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-8-8 湿式氨法烟气脱硫技术（选修）--作业
-8-9 喷雾干燥法烟气脱硫技术（选修）
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-8-9 喷雾干燥法烟气脱硫技术（选修）--作业
-8-10 循环流化床干法烟气脱硫
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-8-10 循环流化床干法烟气脱硫--作业
-8-11 烟气脱硫技术的综合比较
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-8-11 烟气脱硫技术的综合比较--作业
-8-12 二氧化硫控制策略（访谈）（选修）
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--参考链接
-第八章 硫氧化物控制技术--第八章 作业习题
-9-1 概述
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-9-1 概述--作业
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-第九章 固定源氮氧化物控制技术--9-2 低氮氧化物燃烧技术
-9-3 选择性催化还原技术
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-第九章 固定源氮氧化物控制技术--9-3 选择性催化还原技术
-9-4 选择性非催化还原技术
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-第九章--9-4 选择性非催化还原技术
-9-5 SNCR-SCR联合烟气脱硝技术（选修）
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-9-5 SNCR-SCR联合烟气脱硝技术（选修）--作业
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-9-6 烟气同时脱硫脱硝技术（选修）--作业
-9-7 固定源氮氧化物控制技术评价
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-9-7 固定源氮氧化物控制技术评价--作业
-9-8 超低排放技术访谈
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-第九章 固定源氮氧化物控制技术--第九章作业习题
-10-1 概述
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-第十章 挥发性有机物控制技术--10-2 蒸气压及蒸发
-10-3 VOCs污染预防
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-第十章 挥发性有机物控制技术--10-3 VOCs污染预防
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-10-4 冷凝法控制VOCs污染--作业
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-第十章--10-5 燃烧法控制VOCs污染
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-10-6 生物法控制VOCs污染（选修）--作业
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-11-1 机动车污染概述--作业
-11-2 内燃机工作原理和污染物生成机制
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-第十一章--11-2 内燃机工作原理和污染物生成机制
-11-3 机动车排放控制技术
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--11-3-2
-第十一章 机动车污染控制--11-3 机动车排放控制技术
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--11-4-2
-第十一章--11-4 先进车辆技术和清洁替代燃料技术
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-11-5 交通规划与交通管理（选修）--作业
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-12-1 全球气候变化与温室效应--作业
-12-2 气候变化的应对措施
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-12-2 气候变化的应对措施--作业
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-12-4 臭氧层破坏的应对措施
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-第十二章 全球性大气环境问题--第十二章作业习题
-Lecture 01
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-Lecture 02
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-Conversation
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-附加：--Exercise
