VOC の質量負荷および除去効率の計算方法

コア VOC 質量負荷計算式

1. mg/m3 および m3/h を kg/h に変換します。

VOC 質量負荷 (kg/h) = 空気流量 (m3/h) × VOC 濃度 (mg/m3) ÷ 1,000,000

約数は 1,000,000 mg/kg から計算されます。両方の入力が互換性のあるガス条件基準を使用する場合、立方メートルは相殺され、結果は質量率になります。

2. 出口VOC質量率の計算

出口VOC質量率(kg/h) = 出口風量(m3/h) × 出口濃度(mg/m3) ÷ 1,000,000

入口流量を自動的にコピーするのではなく、測定された出口流量を使用します。燃焼空気、希釈、漏れ、蒸発、凝縮、または湿式プロセスにより、システム全体のガス量が変化する可能性があります。

3. 制御装置撤去効率の計算

除去効率（％）＝（入口質量割合−出口質量割合）÷入口質量割合×１００

これは、制御デバイスの質量ベースの結果です。単純な濃度計算では、入口と出口の流量と測定基準が等しい場合にのみ同じ答えが得られます。

4.年間捕集VOC量を計算する

年間捕集VOC (kg/年) = (入口 kg/h − 出口 kg/h) × 年間運転時間

プロセスに異なる製品、シフト、洗浄サイクル、または季節負荷がある場合は、別の運用ケースを使用します。 1 つの短いテスト結果と 1 年全体を掛け合わせると、実際の義務が誤って表示される可能性があります。

実施例：濃度から年間VOC義務まで

次のような測定された動作ケースを想定します。

• 入口空気流量: 20,000 m3/h
• 入口VOC濃度: 300 mg/m3
• 出口風量: 22,000 m3/h
• 出口VOC濃度: 30 mg/m3
• 稼働時間：4,000時間/年

ステップ 1: 入口質量負荷を計算する

20,000 × 300 ÷ 1,000,000 = 6.00 kg/h

ステップ 2: 出口質量率を計算する

22,000 × 30 ÷ 1,000,000 = 0.66 kg/h

ステップ 3: 質量ベースの除去効率を計算する

(6.00 − 0.66) ÷ 6.00 × 100 = 89%

濃度のみを計算すると 90% と表示されます。出口流量が多いために差が生じます。一部のプロジェクトでは、ギャップがはるかに大きいため、質量ベースの比較がより安全なエンジニアリングの基礎となります。

ステップ 4: 年間捕捉 VOC を推定する

(6.00 − 0.66) × 4,000 = 21,360 kg/年

この年間数値は、この運用ケースのスクリーニング推定値であり、それ自体が許可の目録ではありません。防御可能な年間推定値には、完全な生産スケジュール、ダウンタイム、負荷の変化、および承認された排出方法が反映されている必要があります。

ガスの状態と報告基準を一致させる

空気流量と濃度は同じガスベースを表す必要があります。実際の m3/h に標準立方メートルあたりに記載されている濃度を掛けると、2 つの異なる体積が混合され、誤った質量率が生成されます。

研究所によって報告された根拠と該当する許可を保管してください。 2 つの列を比較できるようにするためだけに結果を暗黙的に変換しないでください。

ppmv を mg/m3 に変換する方法

ppmv値はモル体積分率です。質量濃度に換算するには、分子量とガスの温度と圧力が必要です。理想気体の場合:

mg/m3 = ppmv × 分子量 (g/mol) × 絶対圧力 (Pa) ÷ [8.314 × 絶対温度 (K)] × 0.001

25°C、1 気圧の場合、これは次のように単純化されます。mg/m3 = ppmv × 分子量 ÷ 24.45。このショートカットは、指定された条件の場合にのみ有効です。また、既知の化合物または明確に定義された報告同等物も必要です。

混合排気の場合、1 つの分子量ですべての VOC を正確に表すことはできません。 EPAの方法 18ガスクロマトグラフィーによる個々のガス状有機化合物の測定に取り組みます。方法 25A水素炎イオン化分析装置を使用して、総ガス状有機濃度を測定します。適用される規則または許可によって要求される方法によって、プロジェクトの計算を制御する必要があります。

デバイスの効率はシステム全体の効率ではありません

処理装置は、そこに到達する VOC を制御することしかできません。 EPA は、捕捉効率を、捕捉されて制御装置に排出される排出物のパーセンテージとして定義します。したがって、フード、エンクロージャー、ダクト、ファンは、RTO、カーボンベッド、またはその他の処理段階と並行して結果に影響を与えます。を参照してください。EPA 捕獲システムのガイダンス.

システム全体の効率 = 捕捉効率 × 制御装置の効率

乗算する前にパーセンテージを小数に変換します。キャプチャ効率が 90%、デバイス効率が 95% の場合、システム全体の効率は 0.90 × 0.95 = 0.855、つまり 85.5% になります。デバイスの 95% の結果を生産ライン全体のパフォーマンスとして報告することは、全体の制御を誇張することになります。

EPA メソッド 204 には、捕獲効率の評価に関連する基準と手順が含まれています。正しいテスト手法は、エンクロージャおよび適用される規制要件によって異なります。資格のある試験および許可担当者と同意する必要があります。

VOC の質量負荷が処理システムのサイジングに与える影響

エアフローはダクト、ファン、および機器の断面積を決定します。 VOC の質量負荷により、破壊、捕捉、または回収する必要がある汚染物質の量が決まります。したがって、同じ気流を持つ 2 つの発生源には、まったく異なるシステムが必要になる場合があります。

読んでください産業用VOC処理ガイド完全なテクノロジー候補リストについては、こちらをご覧ください。 2 つの一般的なオプションについては、RTO と活性炭ガイドの比較気流、負荷、運転スケジュールがライフサイクルコストをどのように変化させるかを説明します。

炭素プロジェクトは継続する必要があります。活性炭のブレークスルーと交換ガイド。熱プロジェクトでは、RTO の動作原理ガイドVOC 負荷と熱回収およびモニタリングを結びつける。

生産を表す測定計画を構築する

計算は、その背後にある測定値と同じくらい優れています。起動、通常の生産、最大スループット、製品切り替え、洗浄、シャットダウンなどの状態が排出ガスに影響を与える場合は記録します。バッチ プラントは、シフト平均だけに依存するのではなく、短いピークを捕捉する必要があります。

EPA メソッド 2 および関連メソッドは、煙突またはダクトのガス速度および体積流量の測定に使用されます。 EPA は、方法 2 の流量結果が汚染物質の排出率を決定するために汚染物質の測定とともに使用されることに留意しています。代理店の公布された試験方法インデックス適用可能な流量、水分、酸素、および有機化合物のメソッドをリストします。

有用な測定記録には次のものが含まれます。

• サンプリング場所と試験方法
• 生産ライン、製品、処理量、稼働状況
• 気流、温度、圧力、水分、酸素ベース
• 入口および出口の濃度と報告相当量
• 各実行の開始時間と終了時間
• 実行中の制御システムの設定値とアラーム
• バイパス、漏れ、メンテナンスまたは異常な状態

VOC処理RFQデータチェックリスト

• 実際または標準ベースの通常、最小、および最大のエアフロー
• 湿性/乾性および報告ベースの通常およびピーク VOC 濃度
• 化合物リスト、おおよその分率および安全性データ
• 計算された通常およびピーク VOC 質量負荷 (kg/h)
• 温度、湿度、酸素、圧力、共汚染物質
• 生産ケースごとの毎日および年間の稼働時間
• 必要な出口濃度、質量制限または除去効率
• フードまたはエンクロージャの捕捉効率情報
• 適用される試験方法、平均化期間、許可条件
• 将来の生産拡大と確実な番狂わせの事例

よくある質問

mg/m3 を kg/h に変換するにはどうすればよいですか?

濃度 (mg/m3) と空気流量 (m3/h) を掛けて、1,000,000 で割ります。両方の値が互換性のある実際のまたは標準の湿潤または乾燥状態を使用していることを確認します。

濃度だけからVOC除去効率を計算できますか?

入口と出口の流量とレポートベースが等しい場合のみ。それ以外の場合は、入口と出口の質量率を個別に計算し、それらの値を比較します。

m3/h と Nm3/h は互換性がありますか?

No.m3/h は通常、実際の動作条件でのガスを表し、Nm3/h は規定の通常条件を指します。変換前に、正確な基準温度と圧力を特定する必要があります。

全体的な VOC 制御がデバイス効率よりも低いのはなぜですか?

この装置は捕捉された排出物のみを処理します。全体的なパフォーマンスは捕捉効率と制御装置の効率を組み合わせたものであるため、フードやエンクロージャでの損失により、完全な生産ソースの結果が減少します。