オゾンは、強力な消毒剤および酸化特性のために、水と空気処理で広く採用されています。 しかし、オゾン発生時に生成されたオフガスは、プロセスをエスケープする非作用オゾンであり、適切に管理されていない場合は、重要な健康と環境リスクをポーズすることができます。 オゾンの吸入は、呼吸器刺激、排卵アスペマを引き起こし、地上レベルのオゾン形成に貢献し、規制された空気汚染物質を汚染する。 したがって、オゾンの適切な対策は、規制および排ガス処理の最適化および排ガス処理の包括的な分析、および排ガス処理の最適化を促進します。

オゾンオフガス形成の理解

オゾンオフガスは、オゾンが生成されるが、処理プロセスで完全に消費されないとき、いつでも、ガスが発生します。典型的なソースには、接触チャンバー、シールと接続からの漏れ、および下流破壊ユニット内の不完全な破壊から排出されるオフガスが含まれます。オゾンの投与量、フィード-ガスの品質、接触器ジオメトリ、およびオゾンスタンディング-要求の汚染物質の存在に応じて、オフガス管理が不可欠です。オゾンが発散する理由は、少なくとも85°Cの排出が有効な、エミッションが低減されます。

オゾンオフガスを最小化するための重要な戦略

1. オゾン破壊ユニットの設置

残留オゾンを捕捉し、中和するための最も直接的な方法は、破壊ユニットの使用です。これらのシステムは、ガスが大気に換気される前にオゾンを酸素に戻します。2つの第一次タイプは、治療施設で使用されます。

  • [ 触媒分解剤 — 触媒ベッド(多くの場合、マンガン二酸化物または独自の金属酸化物)上のオゾン・ラデンガスを周囲温度で渡します。 エネルギー効率が高く、最小限のメンテナンスが必要ですが、触媒は揮発性有機化合物(VOC)などの水分や汚染物質によって中毒することができます。
  • [熱分解オゾンへのオフガスを300〜350 °Cに加熱する熱分解オゾン。高湿度および汚染負荷でも非常に効果的ですが、それらは重要なエネルギー(ガスまたは電気加熱)を消費します。

適切な技術を選択すると、ガス流量、オゾン濃度、湿度レベル、およびサイトの運用コストによって異なります。多くの施設は、接触器からのメインオフガスストリームに直接破壊し、ストレージタンク、ポンプ、および監視装置からのより小さなベントラインにもインストールします。 のようなメーカーは、(Xylem)とオゾニア(Suez):3]は、システムと統合されたユニットに統合しました。

2.オゾン発生と投与量の最適化

オゾンオフガスを削減するのは、必要な量だけを生成し、効率的に配信から始まります。過剰摂取による廃棄物のエネルギーとオゾンの両方を無駄にし、オゾンを過剰に排出することは、オゾンを発生させ、ガスを遮断します。主な最適化策は次のとおりです。

  • [リアルタイム監視と制御。[ 戦略的ポイント(コンタクトチャンバー入口、出口、およびループをリサイクル)に溶解オゾンセンサーをインストールし、フィードバックループを使用して、発電機の出力を調整します。 高度な制御アルゴリズム(例えば、PADをcascadingか、モデル予測制御)は、流および汚染負荷を変動する応答することができます。
  • 給油式ガス品質。[] コロナ放電発生器は、酸素増強飼料ガス(Vs空気)を大幅増加させ、処理しなければならない総ガス量を削減します。 これはまた、オゾン生成物のキログラム当たりのエネルギーコストを削減します。 適切な乾燥(-60 °Cの下の露点)は、硝酸の形成を防ぎ、電極寿命を延ばします。
  • [ 適切な接触器の設計。[] ファインバブル拡散器、静的ミキサー、またはベンチュリ注入器は、オゾン質量を液体相に変換し、オフガス中の不活性オゾンを最小限に抑えます。 最適化された高さと直径比のパックされた‐ベッドの列は、吸収も改善します。
  • 最小有効投与量。[]]は、水や空気の流れの実際の酸化の要求にオゾン投与量を校正するための定期的な需要ベースの研究を実施します。 過剰サイジング “ケースでちょうど” 慢性のオフガス排出量につながります。

制御ループを締め、転送効率を改善することにより、オフガス量を削減し、オゾン需要を15～30%削減することができます。

3. システムのシーリングおよび換気の改善

オゾンは、小さなギャップを流す、非常に反応性ガスです。したがって、システム完全性はパラマウントです。この戦略は、避けられない漏れの封入と回収の両方を処理します。

シーリングプロトコル

  • PTFE ベースのガスケット、圧縮継手、およびすべてのオゾン運送管および容器の溶接された接合箇所を使用して下さい。 標準的な黒い鉄か電流を通された鋼鉄はオゾンがそれらを腐食するように避けるべきです。
  • O-リングやシールをポンプ、バルブ、サンプリングポートにスケジュールベースで検査・交換します。Ozoneはエラストマーの劣化を加速し、Vitton®やKalrez®材料を使用します。
  • 接触器ヘッドスペースおよび貯蔵タンクのベントの負圧(小さい真空)を、漏水させるのではなく破壊器に漏出されたオゾンを引くために加えて下さい。

換気の設計

封入が不完全(例、発電機室、化学貯蔵、または開路)である場合、空気オゾン混合物を熱または触媒分解器に引き出す専用の排気換気を提供します。換気率は呼吸区域の0.05 ppmの下のオゾン濃度を維持する必要があります。 ]]]OSHAガイダンス[]]]]は、エリア内の連続周囲オゾンモニタリングをお勧めします。

4. オゾン回収・リサイクルシステムの実施

単純に解明したオゾンを破壊するよりもむしろ、回復システムはそれを捕獲し、処置プロセスにそれを戻します。このアプローチは、オフガス排出量とオゾン発生のコストの両方を削減します。方法は次のとおりです。

  • 再循環ループ。[]水処理では、接触器ヘッドスペースからのオフガスは、換気装置を介して入水の流れに圧縮され、再注入されます。 これは、残留オゾンの50〜80%を再利用することができます。
  • [吸着脱着。[]]オフガスは、選択的に吸着オゾンを吸着または活性炭のベッドを通過しています。定期的に、ベッドが加熱または圧力-スウォンを降下し、その後、プロセスに返されます。この方法はより複雑ですが、90%以上の回復率を達成することができます。
  • 膜分離。[]] Ozone 選択膜は、オフガス内の酸素から分離オゾンを分離し、オゾンが--エンリッチされた浸透をリサイクルできるようにします。

回収システムは、回収オゾンが資本金と運用経費を相殺する、大規模プラント(例えば、100kg O3/h)に対して特に費用対効果が大きい。

モニタリングおよび規制遵守

効果的なミニマライゼーションは、継続的な監視に依存します。すべての施設には、インストールする必要があります。

  • ]インラインオゾンアナライザは、集中を測定する主要なオフガスダクト(典型的に0〜50 g/Nm3)。
  • ]オペレータ占有面積の周囲オゾンモニター[、アラームは0.1ppmで設定し、0.5ppmでシャットダウンします。
  • ]オフガスストリームののフローメーターは、質量エミッション率を計算します。

オゾン排出量の規制制限は管轄区域によって変わります。 米国では、クリーンエア法は、年間で閾値のトン数を超える施設を排出する許可を必要とする場合があります。 環境保護庁(EPA)[]は、国立アンビエント航空品質規格(NAAQS)に関するガイダンスを提供します。 欧州の施設は、産業排出規制指令(IED)および利用可能な技術(BAT:)を遵守しなければなりません。 ログオン/オフガス関連法は、管理のプロセスを欠損するプロセスを防止します。

コストと運用上の考慮事項

オゾンオフガスを最小化させるには、資本支出(破壊ユニット、モニター、より優れたシール)と運用コスト(破壊者、代替触媒、メンテナンスのためのエネルギー)が含まれます。ただし、オゾン発生量と回復の節約は、これらのコストの多くを相殺することができます。

  • 触媒の破壊者には低エネルギーコストがかかるが、定期的な触媒交換(汚染物質に応じて2〜5年)が必要です。
  • 発熱破壊者はエネルギーで生成されるオゾンのkgあたりUS $0.005–0.02を加えるかもしれません。
  • オゾン回収システムは、通常、大型施設で1〜3年を返金する期間を有します。
  • シールや換気を改善することで、コストダウン、罰金、労働災害のリスクを低減します。

機器を選択する際には、メンテナンス、交換部品、エネルギーなどのトータルライフサイクルコストを評価します。多くのベンダーは、オフガス破壊効率(例えば、>99.9%破壊)のパフォーマンス保証を提供します。

コンテンツ

オゾンオフガスを最小化することは、世代、配信、封入、破壊への注意を必要とするマルチ面の課題です。 適切にサイズの破壊ユニットをインストールすることにより、リアルタイム制御、システム完全性を維持し、回復オプションを探求し、治療施設は、安全な操作、規制遵守、および経済効率を達成することができます。 環境基準が強化され、水ユーティリティは、高度な酸化プロセスの需要が増加するにつれて、積極的なオフガス管理は、責任あるゾーン処理の角質を維持します。