TRATAMIENTO DE GASES
IMQ - 310
COVs
Volatilidad
• Volatilidad
log p
sat
 A
B
Ecuación
T C
de Antoine
• Mezclas de compuestos similares
pi  yi P  xi p
*
i
Ley de Raoult
P  p 1  p 2  p 3  ...
COVs
p
sat
 0 . 0007 atm @ 20 C
0 . 01 psia
• COVs > 12 átomos de C
• Punto de ebullición > 260 °C
68 F
Gasolina – Presión de vapor
Reid (RVP)
• Presión de vapor a 38°C
• DS N°16, Stgo 22-01-1998
– Requisitos de la Gasolina para motores de ignición por
chispa
– RVP psi máximo 9 - 11,5
• Actualmente RVP psi máximo Stgo 7,5
Curva de destilación
• IBP: initial boiling point
• Cuando se calienta una mezcla de hidrocarburos, los
compuestos más livianos se volatilizan primero, permaneciendo
una mezcla con punto de ebullición más elevado.
• Existen dos formas de clasificar los puntos de la curva
– T10, T50, T90: La temperatura a la cual el % indicado (volumen) se
ha evaporado.
– E70, E150 (C): El porcentaje (volumen) que se ha evaporado a la
temperatura indicada
• Punto final
Emisiones desde Bombas de
Gasolina
• Llenado (desplazamiento): El gas desplazado esta típicamente
saturado con los COVs de la gasolina
• Emanaciones (diurnas): El aumento de la temperatura causa
–
–
–
–
Aumento de la presión de vapor
Expansión del líquido
Expansión del vapor
Expansión del estanque
• La cuantificación de todos estos factores permite estimar las
emisiones de COVs de la gasolina debido a las fluctuaciones
diarias de temperatura
Porque preocuparse por COVs?
• HAP (Hazardous air pollutants, EPA)
• Toxicos
EPA’s focus
Other VOCs of concern
Why
care
about
VOC
emissions?
nd
2 - odors
Aromatic VOCs
What else?
Why care about VOC emissions?
3rd – ozone formation
VOC + O2
VC + O3
NO2 + hv
Leighton Cycle:
OK, maybe not.
NO + O
O + O2
O3
O3 + NO
NO2 + O2
VOC helps ozone formation
Nomenclature, VOC = RH
RH + OH·
R· + O2
RO2· + NO
RO· + O2
+
HO2· + NO
RH + 2O2 + 2NO
Plus, RCHO becomes the next RH.
R· + H2O
RO2·
RO· + NO2
HO2· + RCHO
OH· + NO2
RCHO + H2O + 2NO2
Real Urban Isopleth
Figures in today’s lecture are from “Air Pollution Control Engineering” by N. De Nevers
Reactivity
• Urban air shed
models
– Ozone models
– Use lumped
reaction
mechanisms
– Beginning to
include PM
formation
Compound
kOH (298); kO3 (298)
(cm3 molecule-1 s-1)
Lifetime (hours)
Benzene
1.23 × 10-12
45.2
1,3-Butadiene
6.65 × 10-11; 6.31 ×
10-18
0.84; 22.0
Ethylbenzene
7.10 × 10-12
7.82
n-Hexane
5.47 × 10-12
10.2
MTBE
2.98 × 10-12
18.6
Naphthalene
2.16 × 10-11
2.57
Styrene
5.80 × 10-11
0.96
Toluene
5.95 × 10-12
9.34
m-Xylene
2.36 × 10-11
2.35
o-Xylene
1.37 × 10-11
4.06
p-Xylene
1.43 × 10-11
3.89
Why care about VOC emissions?
4th – particle formation
Big Teflon Bag
NOx
The SOA yields can be 5-15% of VOC input.
PM2.5
Where do VOCs come from?
• Stop, let’s think back to the
criteria pollutants.
• CO and lead
• SO2
• NOx
• Ozone
• Particles
Sources of VOCs (US, 1997)
Source Type
Wood burning
Industrial
processing
Waste disposal
VOC storage
Solvent use
Motor vehicles
Thousands
tons/yr
1294
1457
% of total
449
1377
6483
7660
2.34
7.17
33.74
39.86
Combustion vs Evaporative?
5.73
7.58
Petroleum-based?
Vapor Pressure
Rate of evaporation is roughly proportional to vapor pressure.
Evaporative Emissions
• Fugitive emissions
• Solvent use
– Purposefully emitting VOCs
– Some uses need quick evaporation
• Nail polish (mostly acetone)
– Some uses need slower evaporation
• House paint (naphtha – numerous)
– Two types
• Cleaning and ‘contaminated’
Control industrial
• Gases con diferentes COV`s
• Parámetros de diseño importante, e.g.:
–
–
–
–
Presión de vapor
Solubilidad
Temperatura de descomposicion/combustion
Biodegradabilidad
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