Využití metody fotochemické oxidace při eliminaci emisí z odpadního vzduchu

Tomáš Prostějovský

Diplomová práce

Utilization of photochemical oxidation method in the elimination of the waste air emissions

Anotace:

Diplomová práce se zabývá eliminací emisí organických látek z odpadního vzduchu pomocí inovativní technologie využívající pokročilé oxidační procesy. Jako modelový kontaminant byl zvolen styren, přičemž se sledoval vliv různých počátečních koncentrací styrenu a různých průtoků vzduchu na výslednou konverzi. Celá technologie sestává ze dvou stupňů. První stupeň je fotochemický, skládající se z průtočného reaktor se 4 zabudovanými nízkotlakými UV zářivkami (λ = 190 nm) generujícími ozon. V případě nejnižších testovaných vstupních koncentrací styrenu a průtoků vzduchu bylo dosaženo 100% konverze styrenu. S rostoucím průtokem vzduchu a rostoucí vstupní koncentrací ovšem konverze výrazně klesala. Vstupní koncentrace styrenu by v rozmezí 50 ppm – 200 ppm, přičemž průtok vzduchu se pohyboval od 0,5 do 1,5 m/s. Druhým stupněm, který následoval za fotochemickým stupněm, zahrnoval oxidaci pomocí UV záření a peroxidu vodíku, která probíhala v absorbéru, ve kterém byla rozprašována voda s peroxidem vodíku pomocí trysek. Konverze styrenu byla nejvyšší při nízkých vstupních koncentracích styrenu, vliv průtoku vzduchu již nebyl jednoznačný. Náklady na provoz technologie pro eliminaci organických látek z odpadního vzduchu v současném návrhu jsou relativně vysoké, nicméně se jedná o inovativní technologii schopnou eliminovat emise z odpadního vzduchu v reálných podmínkách. Další výzkum bude zaměřen na úpravu a optimalizaci jednotlivých stupňů.

Abstract:

This diploma thesis deals with the elimination of emissions of organic matter from the exhaust air using innovative technology using advanced oxidation processes. Styrene was chosen as a model contaminant, while the effect of varying initial styrene concentrations and different airflow rates on the resulting conversion was studied. The whole technology consists of two stages. The first stage is photochemical, consisting of a flow reactor with 4 built-in low-pressure ozone-generating UV lamps (λ = 190 nm). In the case of the lowest tested styrene inputs and air flow rates, 100% conversion of styrene was achieved. However, with increasing air flow and increasing input concentration conversions have fallen sharply. The inlet styrene concentration ranged from 50 ppm to 200 ppm with air flow ranging from 0,5 to 1,5 m.s-1. The second stage, which followed the photochemical stage, involved oxidation using UV irradiation and hydrogen peroxide, which took place in an absorber in which water with hydrogen peroxide was sprayed through the nozzles. Conversion of styrene was the highest at low entry styrene levels, the effect of air flow was no longer unambiguous. The cost of running the technology for the elimination of organic matter from the exhaust air in the current design is relatively high, yet it is an innovative technology capable of eliminating exhaust emissions in real conditions. Further research will focus on adjusting and optimizing individual steps.

Klíčová slova

pokročilé oxidační procesy, ozon, peroxid vodíku, styren

Keywords

advanced oxidation processes, ozone, hydrogen peroxide, styrene

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 30. 4. 2018

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 30. 5. 2018
• Vedoucí: Martin Reli
• Oponent: Magda Reli

VŠB - Technická univerzita Ostrava

Fakulta metalurgie a materiálového inženýrství

Magisterský studijní program / obor:
Procesní inženýrství / Chemické a environmentální inženýrství