Jakým způsobem přistupovat k problematice VOC látek? Vliv VOC látek na zdraví zaměstnanců a možnosti odstraňování VOC látek různými metodami.
Co je to VOC?
Těkavé organické látky (VOC – Volatile Organic Compounds) jsou sloučeniny, které se vyskytují v celé řadě výrobků jako jsou barvy na bázi rozpouštědel, tiskařské barvy, spotřební výrobky, organická rozpouštědla, ropné produkty apod. Každý z nás, kdo je účastníkem silničního provozu přispívá k produkci VOC, jelikož automobilová vozidla se spalovacími motory vypouštějí do ovzduší nemalé množství těkavých organických látek, které v konečném důsledku znečišťují atmosféru v podobě smogu.
VOC a zdraví
Smog velice často přispívá k podrážděnosti očí, nosní a krční sliznice nebo zhoršenému dýchání, které může být příčinou v propuknutí astma. Dlouhodobé vystavování se silnému smogovému stavu může rovněž způsobit trvalé poškození plicní tkáně a ovlivnit náš imunitní systém. Kromě toho smog zhoršuje viditelnost a má negativní dopad na cestovní ruch.
Koncentrace mnoha těkavých organických látek jsou trvale vyšší v interiérech (až desetkrát vyšší) než ve venkovním prostředí. VOC jsou emitovány širokou škálou výrobků, jejichž počet se počítá na tisíce. Organické chemické látky se hojně používají jako složky výrobků pro domácnost. Barvy, laky a vosky obsahují organická rozpouštědla, stejně jako mnoho čisticích, dezinfekčních, kosmetických, odmašťovacích a hobby výrobků. Paliva se skládají rovněž z organických chemikálií.
Nanášení nátěrových hmot - uvolňování VOC látek do okolí pracovních prostor
Všechny tyto výrobky mohou uvolňovat organické sloučeniny při jejich používání a do určité míry i při jejich skladování. Studie ukazují, že zatímco lidé používají výrobky obsahující organické chemické látky, mohou sebe i ostatní vystavit velmi vysokým hladinám znečišťujících látek a zvýšené koncentrace mohou v ovzduší přetrvávat dlouho po ukončení činnosti.
Jak řešit problematiku VOC v průmyslu – odsávání
Nejlepší možnost, jak zabránit expozice lidského organismu při výrobě s produkcí VOC je dostatečná výměna vzduchu pracovních prostor kvalitním odsáváním VOC látek. Při návrhu technologie odsávání musí být kladen dostatečný důraz na výpočet rychlostí v potrubních trasách, aby nedocházelo k zanášení potrubí a případnému nalepování prachu, který je zachycen ve vzdušině společně s VOC látkami.
Pro projektanta je důležité přistupovat k návrhu technologie odsávání svědomitě a s maximální péčí. Filtrační zařízení nebo vzduchotechnická jednotka sloužící k technologickému odsávání VOC látek musí být dodána v provedení ATEX. V případě nadměrného množství produkce VOC látek je nutné řešit technologii odstraňující VOC látky ze vzdušiny metodami zmíněnými níže v tomto článku. Jaký druh použít, zda navrhnou technologické odsávání nebo termické či absorpční metody odstraňující znečištění VOC látkami napoví příslušná legislativa např. zákon o ovzduší č. 201/2012 Sb., kde jsou stanoveny příslušné mezní hodnoty emisních limitů vždy pro danou výrobní činnost.
Návrh systému odsávání styrénu laminovny pomocí vzduchotechnické jednotky REMAK
Druhy odsávání, s kterými je možné se setkat:
- Odsávání lakovny
- Odsávání laminovny
- Odsávání v chemickém průmyslu
- Odsávání v petrochemickém průmyslu
Druh činnosti, při které dochází k produkcí VOC, popř. TOC či fugitivní emise:
- Polygrafie
- Odmašťování a čištění povrchů
- Chemické čištění
- Aplikace nátěrových hmot
- Navalování navíjených drátů
- Nanášení adhezivních materiálů
- Impregnace dřeva
- Laminování dřeva a plastů
- Výroba kompozitních materiálů
- Výroba nátěrových hmot
- Výroba obuvi
- Výroba farmaceutických směsí
- Zpracování kaučuku, výroba pryže
- Extrakce a rafinace rostlinných a živočišných tuků
Spalovací VOC látek
Spalování je technika rozkladu těkavých organických sloučenin na oxid uhličitý tepelnou oxidací a byla použita v systémech odstraňování v mnoha zařízeních. Existují tři způsoby spalování.
- Systém přímého spalování plamenem
V systémech přímého spalování je cíleně znečištěná vzdušina VOC látkami spalována hořákem. Teplota spalování se pohybuje zpravidla v rozpětí teplot 750 až 850 °C, kdy se těkavé látky při těchto teplotách účinně rozkládají. Konstrukce spalovacích zařízení je velmi jednoduchá, jejich instalace je levná a údržba systému je obecně snadná.
Tyto systémy odstraňování VOC se nejčastěji používají v lakovacích boxech, tiskařských kabinách a chemických procesech. Tento druh spalování VOC se nedoporučuje používat, pokud je objem vstupního vzduchu do procesu velký a koncentrace VOC je nízká, protože spotřeba paliva by byla vysoká. Navíc v tomto případě hrozí, že budou vznikat oxidy dusíku.
- Regenerační spalovací systém
V případě regenerativního spalovacího systému prochází vzduch s obsahem těkavých organických látek přes tepelné akumulační materiály jako je například keramika s voštinovou strukturou (keramické katalyzátory), které ve své struktuře obsahují katalytický aktivní povlak z drahých kovů (platina, palladia, rhodia) Po průchodu vzduchu s obsahem VOC přes keramický katalyzátor jsou VOC rozkládány regenerativním spalováním. Tím je možné maximalizovat tepelnou účinnost až na přibližně 95 % a obecně lze snížit koncentraci samovznícení. Tento druh odstraňování těžkých těkavých látek se používá také v lakovacích boxech, tiskařských kabinách a chemických procesech. Nevýhodou této technologie je její hmotnost, investiční a provozní náklady a zvýšené riziko poškození při přerušovaném provozu primární technologie.
- Katalytický spalovací systém
U katalytického spalovacího systému se cíleně těkavá organická látka obsažena ve vzduchu rozkládá tepelnou oxidací při nižší teplotě spalování kolem 350 až 450 °C spolu s funkcí katalyzátoru. Tento druh spalování VOC přispívá k úspoře paliva a obecně přispívá k nižší produkcí Nox (oxidů dusíku). Stejně jako v předchozích případech se tato metoda spalování VOC používá pro technologie lakování, tisknutí, popř. v chemických procesech. U katalytického spalování je nutné počítat s rizikem tzv. katalytické otravy, která má za důsledek ucpání pórů katalyzátoru prvky či materiály jako jsou silikon, fosfor, síra. Nastane-li při provozu zařízení ke katalytické otravě, je nutné počítat se sníženou účinností celého procesu katalytického spalování VOC látek.
Absorpce VOC látek
Absorpce těkavých organických látek je jeden z dalších druhů, jak zamezit vypouštění těchto nebezpečných látek do ovzduší či prostředí právě vykonávané činnosti. Absorpce VOC probíhá za pomocí porézních materiálů jako je aktivní uhlí nebo nehořlavý absorbent (hydrofobní zeolit atd.) Tyto systéme zneškodnění VOC látek se používají v chemických procesech, při čištění klimatizovaného vzduchu čistých prostor v elektrotechnickém průmyslu apod.
Na trhu se lze setkat i s dalšími možnostmi, jak rozkládat VOC látky jako je fotoexcitace katalyzátoru, plazmou zesíleným výbojem, oxidací ozonem, biochemickými procesy.
Vždy je nutné dobře posoudit počáteční nevyhovující stav a požadavky investora, jelikož možností, jak odstraňovat VOC látky je celá řada, a ne všechny druhy zneškodňování VOC je možné použít v každém případě.
V případě Vašeho zájmu o možný návrh odsávání VOC látek jsme Vám plně k dispozici.
Použité zdroje:
[2]https://www.epa.gov/indoor-air-quality-iaq/volatile-organic-compounds-impact-indoor-air-quality
[3]https://www.epd.gov.hk/epd/english/environmentinhk/air/prob_solutions/vocs_smog.html#point_2
[4]https://remetall.cz/materialy/keramicke-katalyzatory/
[7] https://www.mzp.cz/C1257458002F0DC7/cz/prumysl_energetika/$FILE/OOO-MP_bilance_VOC-20190715.pdf
