課件：第二章化工廢氣處理技術(shù).ppt

,化工廢氣處理技術(shù),化工廢渣處理技術(shù),化工清潔生產(chǎn)概要,工業(yè)毒物的危害及防護技術(shù),化工防火防爆技術(shù),環(huán)境質(zhì)量評價,化工安全設(shè)計與安全管理,化工廢水處理技術(shù),化工安全系統(tǒng)安全分析與評價,緒 論,水汽,干燥空氣 （主要成分為氮、氧和氬 ）,懸浮微粒,大氣組成,大氣的組成：,恒定組分：N2、O2、Ar 可變組分：CO2、H2O 不定組分：H2S、SOx、NOx,掌握化工廢氣來源與危害,定義：大氣污染通常是指由于人類活動和自然過程引起某種物質(zhì)進入大氣中，呈現(xiàn)出足夠的濃度，達到了足夠的時間并因此而危害了人體的舒適、健康和福利或危害了環(huán)境的現(xiàn)象。,大氣污染物可以通過各種途徑降到水體、土壤和作物中影響環(huán)境，并通過呼吸、皮膚接觸、食物、飲用水等進入人體，引起對人體健康和生態(tài)環(huán)境造成近期或遠(yuǎn)期的危害。,世界上八大公害事件有五大公害屬于大氣污染事件： 1. 1930年12月15日比利時馬斯河谷煙霧污染事件 2. 1948年10月2631日美國賓州多諾拉大氣污染事件 3. 20世紀(jì)40年代初期美國洛杉磯光化學(xué)煙霧事件 4. 1952年12月58日英國倫敦?zé)熿F事件 5. 1961年日本四日哮喘事件 6. 1968年3月日本北九州市、愛知縣米糠油中毒事件 7. 19531956年日本熊本縣甲基汞中毒事件 8. 19551972年日本富山縣神通川流域骨痛病事件（鎘污染）,大氣污染不僅影響周圍的環(huán)境，而且對全球環(huán)境也帶來影響： 1.溫室效應(yīng)與全球變暖 大氣中二氧化碳、甲烷和氮氧化合物含量越高，熱外流越受阻，從而地表溫度也升得越高，稱為溫室效應(yīng)。,溫室氣體排放迅速增加 在過去100年內(nèi)全球平均氣溫升高了0.6，預(yù)計21世紀(jì)末全球平均氣溫將升高3，冰川融化，到2100年世界海平面將升高0.62米。 氣溫升高導(dǎo)致全球出現(xiàn)各種災(zāi)害性氣候，臺風(fēng)、洪水、干旱等災(zāi)害頻發(fā)。,2.臭氧層破壞 臭氧層存在于地球大氣層上部平流層，是地球保護屏障。,人類活動排放到高空的氯氟烴如氟利昂（CFCl3）等含有大量自由氯原子能催化分解大量臭氧分子，破壞了平流層中臭氧的平衡，出現(xiàn)臭氧層變薄甚至產(chǎn)生臭氧空洞 按現(xiàn)行減少速度，到2075年，臭氧將比1985年減少40%，全球皮膚癌患者將達1.5億人。臭氧空洞還在繼續(xù)擴大。,3.酸雨 酸雨是指pH值小于5.6的酸性降水。,大氣中的SO2和NOx在強光照射下發(fā)生光化學(xué)氧化作用，并與水汽結(jié)合而形成硫酸和硝酸導(dǎo)致雨水呈酸性。產(chǎn)生酸雨的物質(zhì)主要來源于人類生產(chǎn)生活中礦物燃料的燃燒，尤其是煤炭和石油。,酸雨造成死亡之湖（紐約州）,酸雨毀壞的德國森林,酸雨帶來一片凄涼景象,酸雨對文物古跡的損害,我國酸雨分布情況,廢氣污染物的來源,燃料燃燒 工業(yè)生產(chǎn)過程 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程 交通運輸過程,廢氣分類及來源,廢氣(waste gas)是指人類在生產(chǎn)和生活過程中排出的有毒有害的氣體。排放的廢氣氣味大，嚴(yán)重污染環(huán)境和影響人體健康。,1：顆粒污染物： 一般指懸浮在空氣當(dāng)中的固體或液體物質(zhì)，通常稱為微粒物或顆粒物。 2：氣態(tài)污染物： 1）以S02為主的含硫化合物：如硫化氫、二氧化硫、三氧化硫、硫酸、亞硫酸鹽和有機硫氣溶膠等 。 2）以NO 和NO2為主的含氮化合物。 3）碳的氧化物：主要是CO和CO2，如“溫室效應(yīng)”。 4）碳?xì)浠衔铮航y(tǒng)稱烴類，它們是形成危害人類健康的光化學(xué)煙霧的主要成分。 5）含鹵素的化合物：通常主要指氟化氫(HF) 和 氯化氫(HCL)，它們可以破壞臭氧層，導(dǎo)致人們患皮膚病及致癌。,廢氣分類,按大氣的污染物狀態(tài)分類：,無機污染物的廢氣,有機污染物的廢氣,既含無機又含有機污染物的廢氣,主要來自氮肥、磷肥、無機鹽行業(yè)，產(chǎn)生氮氧化物、二氧化硫、甲烷、氟化物、鹽酸、一氧化碳等,主要來自有機原料及合成材料、農(nóng)藥、染料、涂料等恒業(yè)，產(chǎn)生有機氣體如醇類、醛類、烴類等,主要來自氯堿、煉焦等行業(yè),按所含污染物性質(zhì)不同可分為：,廢氣分類,易燃易爆氣體較多：氫、一氧化碳及酮、醛等有機可燃物，當(dāng)排放量大時，就可能造成火災(zāi)、爆炸事故。 含有毒或腐蝕性氣體：如二氧化硫、氮氧化合物、氯氣、氯化氫及多種有機物，其中二氧化硫和氮氧化物的排放量最大。這些氣體會直接損害人體健康，腐蝕設(shè)備、建筑物的表面，還會形成酸雨污染地表和水域。 浮游粒子種類多，危害大：粉塵、煙氣和酸霧等。,化工廢氣的特點,主要廢氣污染物及其危害,1.碳氧化物 一氧化碳 無色、無臭、無味的氣體，當(dāng)人們吸入CO時，它與血紅蛋白結(jié)合。 是城市大氣中數(shù)量最多的污染物，碳?xì)浠衔锶紵煌耆荂O的主要來源，如汽車排放尾氣。其主要危害在于能參與光化學(xué)煙霧的形成，以及造成全球的環(huán)境問題。,二氧化碳 含碳物質(zhì)完全燃燒的產(chǎn)物，也是動物呼吸排出的廢氣。它本身無毒，對人體無害，但其含量8%時會令人窒息。近年來研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)代大氣中的CO2的濃度不斷上升引起地球氣候變化，這個問題稱之為“溫室效應(yīng)”。所以聯(lián)合國環(huán)境決策署決議將CO2列為危害全球的6種化學(xué)品之一。 防治措施 目前對CO的局部排放源的控制措施主要集中在汽車方面。如使用排氣的催化反應(yīng)器，加入過量空氣使CO氧化成CO2。,2.硫的氧化物（SO2或SO3 ） SO2 具有強烈的刺激性氣味，它能刺激眼睛，損傷呼吸器官，引起呼吸道疾病。特別是SO2與大氣中的塵粒、水分形成氣溶膠顆粒時，這三者的協(xié)同作用對人的危害更大。這種污染稱為倫敦型煙霧或叫硫酸煙霧。 SO2的腐蝕性很大，能導(dǎo)致皮革強度降低，建筑材料變色，塑像及藝術(shù)品毀壞。在與植物接觸時，會殺死葉組織，引起葉子脫色變黃，農(nóng)作物產(chǎn)量下降。另外， SO2在大氣中含量過高是形成酸雨污染的重要因素。 防治措施 大氣中的SO2主要通過降水清除或氧化成硫酸鹽微粒后再干沉降或雨除。除此之外，土壤的微生物降解、化學(xué)反應(yīng)、植被和水體的表面吸收等都是去除SO2的途徑。,3.氮氧化合物（NO、NO2 ） 來源 人為排放主要來源于礦物燃料的燃燒過程（包括汽車及一切內(nèi)燃機的排放）、生產(chǎn)硝酸工廠排放的尾氣。氮氧化物濃度高的氣體呈棕黃色，從工廠煙囪排出來的氮氧化物氣體稱之為黃龍。,影響 對人類的影響 當(dāng)空氣中的NO2含量達150mL/m3時，對人的呼吸器官有強烈的刺激，38小時會發(fā)生肺水腫，可能引起致命的危險。 對森林和作物生長的影響 NOX通過葉表面的氣孔進入植物活體組織后，干擾了酶的作用，阻礙了各種代謝機能；有毒物質(zhì)在植物內(nèi)還會進一步分解或參與合成過程，產(chǎn)生新的有害物質(zhì)，侵害機體內(nèi)的細(xì)胞和組織，使其壞死。 NOX也是形成酸雨的重要原因之一。酸雨可以破壞作物的根系統(tǒng)的營養(yǎng)循環(huán)；與臭氧結(jié)合損害樹的細(xì)胞膜，破壞光合作用；酸霧還會降低樹木的抗嚴(yán)寒和干燥的能力。 對全球氣候的影響 氮氧化物和二氧化碳引起“溫室效應(yīng)”，使地球氣溫上升1.54.5，造成全球性氣候反常。,4.碳?xì)浠衔?人為排放源 汽油燃燒（38.5%）、焚燒（28.3%）、溶劑蒸發(fā)（11.3%）、石油蒸發(fā)和運輸消耗（8.8%）、提煉廢物（7.1%）。美國排放碳?xì)浠衔镎伎偖a(chǎn)量的比例高達34%，其中半數(shù)以上來自交通運輸。汽車排放的碳?xì)浠衔镏饕袃深悾簾N類，如甲烷、乙烯、乙炔、丙烯、丁烷等；醛類，如甲醛、乙醛、丙醛、丙烯醛和苯甲醛等。此外還有少量芳烴和微量多環(huán)芳烴致癌物。 危害 一般碳?xì)浠衔飳θ说亩拘圆淮螅饕侨╊愇镔|(zhì)具有刺激性。對大氣的最大影響是碳?xì)浠衔镌诳諝庵蟹磻?yīng)形成危害較大的二次污染物，如光化學(xué)煙霧。 防治措施 碳?xì)浠衔飶拇髿庵腥コ耐緩街饕型寥牢⑸锘顒樱脖坏幕瘜W(xué)反應(yīng)、吸收和消化，對流層和平流層化學(xué)反應(yīng)，以及向顆粒物轉(zhuǎn)化等。,5.粒狀污染物（如煙、塵、霧等） 天然過程排放顆粒物主要有火山爆發(fā)的煙氣、巖石風(fēng)化的灰塵、宇宙降塵、海浪飛逸的鹽粒、各種微生物、細(xì)菌、植物的花粉等，約占大氣顆粒物總量的89%。由燃料燃燒、開礦、選礦或固體物質(zhì)的粉碎加工（磨面粉、制水泥等）、火藥爆炸、農(nóng)藥噴灑等人工排放約占顆粒物總量的11%。人為排放集中在人類活動的場所如廠礦、城市等，它增加了人類周圍環(huán)境的大氣負(fù)擔(dān)。,化工廢氣處理原則,顆粒污染物 如：粉塵、煙塵、霧滴和塵霧的顆粒狀污染物。 利用其質(zhì)量大的特點，通過外力的作用將其分離出來，通常稱為除塵。,氣態(tài)污染物 如：SO2、NOx、CO、NH3、H2O、有機廢氣等。 利用污染物的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，通過冷凝、吸收、吸附、燃燒、催化轉(zhuǎn)化等方法進行處理。,除塵技術(shù),除塵通俗的講就是：含塵氣體中去除顆粒物的過程。實際上是一個固氣相混合物分離問題，即是氣溶膠非均相混合物的分離，從氣溶膠中除去有害無用的固體或液體顆粒物的技術(shù)稱為除塵技術(shù)。 由集塵罩、管道、除塵器、風(fēng)機、排氣筒以及系統(tǒng)輔助裝置組成。,進入大氣的固體粒子和液體粒子均屬于顆粒污染物?；すI(yè)排放出廢氣中的顆粒污染物主要含有硅、鐵、鎳、鈣、釩等氧化物及其他粒度在200um以下的浮游物質(zhì)，這些物質(zhì)都會污染周圍的環(huán)境。,粉塵的物理性質(zhì)，對于確定采用的除塵方法有重要影響。 粉塵性質(zhì)中最重要的是粉塵顆粒尺寸和密度，此外還有比電阻率、附著性、粒子形狀、親水性、腐蝕性、毒性和爆炸性。,1、粉塵大小 2、塵粒密度（對于重力除塵及離心除塵等裝置的性能有很大影響。） 3、塵粒的電阻率（對電除塵和過濾除塵裝置的去除效率有很大影響）,改變塵粒電阻率的幾種方法,1、改變溫度：大多數(shù)塵粒的電阻是隨溫度升高而增大，直到一最大值。 2、加入水分：塵粒吸附水分后可使表面導(dǎo)電率增大，引起電阻率降低。 3、添加化學(xué)藥品：向含塵氣體中添加化學(xué)藥品可以調(diào)節(jié)塵粒電阻。 例如：向燃燒重油中加入適量的氨便可以提高電阻率。,除塵器的處理氣體量,1,使用壽命,4,3,2,6,5,技術(shù)性能指標(biāo),經(jīng)濟指標(biāo),作為除塵器的性能指標(biāo)，通常有下列六項：,除塵器的除塵效率,除塵器的壓力損失,設(shè)備基建投資與運轉(zhuǎn)管理費用,占地面積或占用空間體積,1、粉塵的濃度表示（根據(jù)含塵量的大小） 個數(shù)濃度：單位體積氣體所含粉塵的個數(shù)，單位為 個/cm3。 質(zhì)量濃度：單位標(biāo)準(zhǔn)體積氣體所含懸浮粉塵的質(zhì)量數(shù)，單位為 g/m3N。 2、除塵裝置的處理量 該項指標(biāo)表示的是除塵裝置在單位時間內(nèi)所能處理煙氣量的大小，是表明裝置處理能力大小的參數(shù)，單位為m3/h、m3/s。,3、除塵裝置的效率 （1）除塵裝置的總效率：在同一時間內(nèi)，由除塵裝置整體除下的粉塵量與進入裝置的粉塵量的百分比。 （2）除塵裝置的分級效率：裝置對某一粒徑d為中心，粒徑寬度為d煙塵除塵效率。,4、除塵裝置的壓力損失 壓力損失是表示除塵裝置消耗能量大小的指標(biāo)，也稱壓力降。壓力損失的大小用除塵裝置進出口處氣流的全壓差來表示。,除塵裝置的類型,按是否使用水或其他液體可分為 濕式除塵器、干式除塵器。 按效率的高低分： 高效除塵器、中效除塵器和低效除塵器 按除塵機制分：,機械式除塵器 濕式除塵器 過濾式除塵器 靜電除塵器,三 除塵裝置的類型,各類除塵裝置的除塵原理,（1）機械式除塵器 機械式除塵器是通過質(zhì)量力的作用達到除塵目的的除塵裝置。質(zhì)量力包括重力、慣性力和離心力，主要除塵器形式為重力沉降室，慣性除塵器和旋風(fēng)除塵器等。,重力沉降室除塵原理,重力沉降室是利用粉塵與氣體的密度不同，使含塵氣體中的塵粒依靠自身的重力從氣流中自然沉降下來，達到凈化目的的一種裝置。,優(yōu)點結(jié)構(gòu)簡單，投資少，使用方便，維護管理容易。 適用于顆粒粗、凈化密度大、磨損強的粉塵。一般作為多級凈化系統(tǒng)的預(yù)處理。,重力沉降室示意圖,單層重力沉降室工作原理圖 多層重力沉降室,慣性除塵器的除塵原理,利用粉塵與氣體在運動中的慣性力不同，使粉塵從氣流中分離出來的方法為慣性力除塵，常用方法是使含塵氣流沖擊在擋扳上、氣流方向發(fā)生急劇改變，氣流中的塵粒慣性較大，不能隨氣流急劇轉(zhuǎn)彎，便從氣流中分離出來。,慣性除塵器除塵原理示意圖,離心式除塵器的工作原理,使含塵氣流沿某一定方向作連續(xù)的旋轉(zhuǎn)運動，粒子在隨氣流旋轉(zhuǎn)中獲得離心力，使粒子從氣流中分離出來的裝置為離心式除塵器，也稱為旋風(fēng)除塵器。,機械式除塵器的特點,機械式除塵器造價比較低，維護管理方便，耐高溫，耐腐蝕，適宜含濕量大的煙氣，但對粒徑5m以下的塵粒去除率較低。當(dāng)氣體含塵濃度高時，這類除塵器可作為初級除塵，以減輕二級除塵的負(fù)荷。 重力沉降室適宜塵粒粒徑較大(50m)、要求除塵效率較低、場地足夠大的情況；慣性除塵器適宜排氣量較小、對除塵效 率要求較低的場合；旋風(fēng)除塵器是工業(yè)中應(yīng)用較為廣泛的除塵設(shè)備之一，通常情況下，旋風(fēng)除塵器對5m以上的塵粒除塵效率最高可達95%左右，因此常作為二 級除塵系統(tǒng)中的預(yù)除塵、氣力輸送系統(tǒng)中的卸料分離器和1 20t/h的小型鍋爐煙氣的處理用。,（2）濕式除塵器,濕式除塵也稱為洗滌除塵。該方法是用液體（一般為水）洗滌含塵氣體，使塵粒與液膜、液滴或氣泡碰撞而被吸附，凝集變大，塵粒隨液體排出，氣體得到凈化。,濕式除塵器的作用機理,慣性碰撞 擴散作用 凝聚作用 粘附,噴淋洗滌裝置的示意圖,濕式除塵器的特點,結(jié)構(gòu)簡單，造價低，除塵效率高，在處理高溫、易燃、易爆氣體時安全性好，在除塵的同時還可去除氣體中的有害物。濕式除塵器的不足是用水量大，易產(chǎn)生腐蝕性液體，產(chǎn)生的廢液或泥漿需進行處理，并可能造成二次污染。在寒冷地區(qū)和季節(jié)，易結(jié)冰。,（3）過濾式除塵器,過濾式除塵是使含塵氣體通過多孔濾料，把氣體中的塵粒截留下來，使氣體得到凈化的方法。按濾塵方式有內(nèi)部過濾與外部過濾之分。 這種方法效率高，操作方便，適應(yīng)于含塵濃度低的氣體； 其缺點是維修費高，不耐高溫高濕氣流。,內(nèi)部過濾主要有顆粒層過濾器； 外部過濾主要有袋式過濾器。,袋式除塵器的除塵機制,篩分作用 慣性碰撞作用 擴散作用 靜電作用 重力沉降作用,機械清灰袋式除塵器,袋式除塵器的特點,袋式除塵器除塵效率高達98%，能除掉微細(xì)塵粒，對處理氣量變化的適應(yīng)性強，最適宜處理有回收價值的細(xì)小顆粒物。 但袋式除 塵器的投資比較高，允許使用的溫度低，操作時氣體的溫度需高于露點溫度，否則不僅會增加除塵器的阻力，甚至由于濕塵黏附在濾袋表面而使除塵器不能正常工作。 當(dāng)塵粒濃度超過塵粒爆炸下限時，也不能使用袋濾式過濾器。袋式過濾器廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)生產(chǎn)的除塵過程。,（4）靜電除塵原理,是利用高壓電場產(chǎn)生的靜電力（庫侖力）的作用實現(xiàn)固體粒子或液體粒子與氣流分離的方法。含塵氣體進入除塵器后，通過以下三個階段實現(xiàn)塵氣分離。 粒子荷電 粒子沉降粒子清除,靜電除塵是利用高壓電場產(chǎn)生的靜電力的作用，實現(xiàn)固體粒子或液體粒子與氣流分離的方法。 常用的除塵器有管式與板式兩類，由放電極與集成極組成。,管式電除塵器的示意圖,平板電除塵器,單管電除塵器,電除塵器的特點,電除塵器已被廣泛作為各種工業(yè)爐窯和火力發(fā)電站大型鍋爐的除塵設(shè)備，能處理高溫、高濕煙氣。它的除塵效率高，可達98%以上，壓力損失低，運行費 用較低，能滿足環(huán)保要求的排放濃度；處理風(fēng)量大，可達每小時數(shù)千至一二百萬立方米；阻力較低，僅IOO 500Pa，且運行能耗低。但電除塵器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，初投資大，占地面積大，對操作、運行、維護管理都有較高的要求。,除塵器的整體性能主要是用三個技術(shù)指標(biāo)（處理氣體量、壓力損失、除塵效率）和三個經(jīng)濟指標(biāo)（一次投資、運轉(zhuǎn)管理費用，占地面積及使用壽命）來衡量。,除塵裝置的選擇,考慮因素,（1）需達到的除塵效率 （2）設(shè)備運行條件 （3）經(jīng)濟性 （4）占地面積及空間的大小。 （5）設(shè)備操作要求及使用壽命。 （6）其他因素,2除塵裝置的性能比較,常用方法,吸收法,催化法,冷凝法,吸附法,燃燒法,氣態(tài)污染物的一般處理技術(shù),定義 采用適當(dāng)?shù)囊后w作為吸收劑，使含有有害物質(zhì)的廢氣與吸收劑接觸，廢氣中的有害物質(zhì)被吸收于吸收劑中，使氣體得到凈化。 分類 物理吸收 和 化學(xué)吸收 在處理氣量大、有害組分濃度低為特點的各種廢氣時，化學(xué)吸收效果比單純的物理吸收的效果好，所以多采用化學(xué)吸收法。 特點 設(shè)備簡單、捕集效率高、應(yīng)用范圍廣、一次性投資低等。但由于 吸收是將氣體中的有害物質(zhì)轉(zhuǎn)移到了液體中，因此對吸收液必須進行處理，否則容易引起二次污染。由于吸收溫度越低效果越好，因此在處理高溫?zé)煔鈺r，必須對排氣進行降溫預(yù)處理。,2.3.1 吸收法,定義 使廢氣與大表面、多孔性固體物質(zhì)相接觸，將廢氣中的有害組分吸附在固體表面上，使其與氣體混合物分離，達到凈化目的。 吸附法治理氣態(tài)污染物包括吸附及吸附劑再生的全過程。 特點 凈化效率高，特別是對低濃度氣體具有很強的凈化能力。吸附法特別適用于排放標(biāo)準(zhǔn)要求嚴(yán)格或有害物濃度低，用其他方法達不到凈化要求的氣體凈化。因此，常作為深度凈化手段或聯(lián)合應(yīng)用幾種凈化方法時的最終控制手段。由于一般吸附劑的吸附容量有限，對高濃度廢氣的凈化，不宜采用吸附法。,2.3.2 吸附法,定義： 利用催化劑的催化作用，使廢氣中的有害組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并轉(zhuǎn)化為無害物或易于去除物質(zhì)的一種方法。 特點： 凈化效率較高，凈化效率受廢氣中污染物濃度影響較小，而且在治理過程中，無需將污染物與主氣流分離，可直接將主氣流中的有害物轉(zhuǎn)化為無害物，避免了二次污染。 但是價格較貴，操作要求較高，廢氣中有害物質(zhì)很難作為有用物質(zhì)進行回收。,2.3.3 催化轉(zhuǎn)化法,定義： 對含有可燃有害組分的混合氣體進行氧化燃燒或高溫分解，從而使這些有害組分轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)的方法。 分類： （1）直接燃燒：把廢氣中的可燃有害組分當(dāng)作燃料直接燒掉，只適合用于凈化含可燃組分濃度高或有害組分燃燒時熱值較高的廢氣。（1100） （2）熱力燃燒：利用輔助燃料燃燒放出的熱量將混合氣體加熱到要求的溫度，使可燃的有害物質(zhì)進行高溫分解變?yōu)闊o害物質(zhì)。（760820） （3）催化燃燒：在催化劑的作用下，使有害物質(zhì)在較低溫度下燃燒。（200400） 特點： 燃燒法工藝比較簡單，操作方便，可回收燃燒后的熱量；但不能回收有用物質(zhì)，并容易造成二次污染。,2.3.4 燃燒法,定義： 采用降低廢氣溫度或提高廢氣壓力的方法，使一些易于凝結(jié)的有害氣體或蒸汽態(tài)的污染物冷凝成液體并從廢氣中分離出來的方法。 特點： 設(shè)備簡單，操作方便，并可回收到純度較高的產(chǎn)物。只適用于處理高濃度的有機廢氣，常用作吸附、燃燒等方法凈化高濃度廢氣的前處理，以減輕這些方法的負(fù)荷。,2.3.5 冷凝法,拋棄法：將脫硫的生成物作為固體廢物拋掉（方法簡單，費用低） 回收法：將SO2轉(zhuǎn)變成有用的物質(zhì)加以回收（成本高，所得副產(chǎn)品存在著應(yīng)用及銷路問題，但是對保護環(huán)境有利）,2.4 二氧化硫廢氣治理技術(shù),SO2廢氣的治理技術(shù),堿液吸收法,亞硫酸鉀（鈉）吸收法（WL法）,氨液吸收法,金屬氧化物吸收法,液相催化氧化吸收法（千代田法）,海水吸收法,尿素吸收法,亞硫酸鉀（鈉）吸收法（WL法）,以亞硫酸鉀或亞硫酸鈉為吸收劑，SO2的脫除率達90%以上。吸收母液經(jīng)冷卻、結(jié)晶、分離出亞硫酸鉀（鈉），再用蒸汽將其加熱分解生成亞硫酸鉀（鈉）和SO2。亞硫酸鉀（鈉）可以循環(huán)使用，SO2回收去制硫酸。 WL-K（鉀）法的反應(yīng)為 K2SO3 + SO2 + H2O 2KHSO3 （吸收過程產(chǎn)物） WL-Na（鈉）法的反應(yīng)為 Na2SO3+ SO2 + H2O 2 NaHSO3 （吸收過程產(chǎn)物）,WL法的優(yōu)點 吸收液可循環(huán)使用，吸收劑損失少； 吸收液對SO2的吸收能力高，液體循環(huán)量少，泵的容量少； 副產(chǎn)品SO2的純度高； 操作負(fù)荷范圍大，可以連續(xù)運轉(zhuǎn)； 基建投資和操作費用較低，可實現(xiàn)自動化操作。 WL法的缺點 必須將吸收液中可能含有的Na2SO4去除掉，否則會影響吸收速率； 另外吸收過程中會有結(jié)晶析出而造成設(shè)備堵塞。,堿液吸收法,采用苛性鈉溶液、純堿溶液或石灰漿液作為吸收劑，吸收SO2后制得亞硫酸鈉或亞硫酸鈣。 以苛性鈉溶液作吸收劑（吳羽法） 反應(yīng)過程為 2NaOH + SO2 Na2SO3 + H2O Na2SO3 + SO2 + H2O 2 NaHSO3 2 NaHSO3 + 2NaOH Na2SO3 + 2 H2O,用純堿溶液作為吸收劑（雙堿法） 2 Na2CO3 + SO2 + H2O 2NaHCO3 + Na2SO3 2 Na HSO3 + SO2 Na2SO3 + 2CO2+ H2O Na2SO3 + SO2 + H2O 2 Na HSO3 再生過程的反應(yīng)為 2 NaHSO3 + CaCO3 2 NaHCO3 + CaSO31/2H2O+ CO2+1/2H2O 2 NaHSO3 + Ca（OH）2 Na2SO3 + CaSO3 1/2H2O+ 3/2H2O 2CaSO3 1/2H2O + O2 + 3H2O 2 CaSO32H2O,另一種雙堿法是采用堿式硫酸鋁Al2（SO4）3x Al2O3作吸收劑，吸收SO2后再氧化硫酸鋁，然后用石灰石與之中和再生出堿性硫酸鋁循環(huán)使用，并得到副產(chǎn)品石膏。其反應(yīng)過程是： 吸收反應(yīng)： Al2（SO4）3 Al2O3 + 3SO2 Al2（SO4）3Al2（SO3）3 氧化反應(yīng)： 2 Al2（SO4）3Al2（SO3）3 + 3O2 4 Al2（SO4）3 中和反應(yīng)： Al2（SO4）3 + 3 CaCO3 + 6H2O Al2（SO4）3 Al2O3 +3 CaSO42H2O + 3CO2,氨液吸收法,此法是以氨水或液態(tài)氨作吸收劑，吸收SO2后生成亞硫酸銨和亞硫酸氫銨。 反應(yīng)如下： NH3 + H2O + SO2 NH4HSO3 2NH3 + H2O + SO2 （NH4）2SO3 （NH4）2SO3 + H2O + SO2 2 NH4HSO3 當(dāng)NH4HSO3比例增大，吸收能力降低，須補充氨將亞硫酸氫銨轉(zhuǎn)化為亞硫酸銨，即進行吸收液的再生： NH3 + NH4HSO3 （NH4）2SO3 此外還需引出一部分吸收液，可以采用氨-硫酸銨法和氨-亞硫酸銨法等方法進行回收硫酸銨或亞硫酸銨等副產(chǎn)品。,氨-硫酸銨法。 將吸收液通過過量的硫酸進行分解，再用氨進行中和以獲得硫酸銨，同時制得SO2氣體。 反應(yīng)如下： （NH4）2SO3 + H2SO4 （NH4）2SO4 + SO2 + H2O NH4HSO3 + H2SO4 （NH4）2SO4+ 2SO2 + 2H2O H2SO4 + NH3 （NH4）2SO4 氨-亞硫酸銨法。 此法是將吸收液引入混合器內(nèi)，加入氨中和，將亞硫酸氫銨轉(zhuǎn)化為亞硫酸銨，直接去結(jié)晶，分離出亞硫酸銨產(chǎn)品。 此法不必使用硫酸，投資少，設(shè)備簡單。,液相催化氧化吸收法（千代田法）,此法是以含F(xiàn)e3+催化劑的濃度為2%3%稀硫酸溶液作吸收劑，直接將SO2氧化成硫酸。吸收液一部分回吸收塔循環(huán)使用，另一部分與石灰石反應(yīng)生成石膏。故此法也稱稀硫酸-石膏法。 反應(yīng)如下： 2SO2 + O2 + 2H2O 2H2SO4 H2SO4 + CaCO3 + H2O CaSO42H2O + CO2,優(yōu)點 簡單，操作容易，不需特殊設(shè)備和控制儀表，能適應(yīng)操作條件的變化，脫硫率可達98%，投資和運轉(zhuǎn)費用較低。 缺點 稀硫酸腐蝕性較強，必須采用合適的防腐材料。同時，所得稀硫酸濃度過低，不便于運輸和使用。,金屬氧化物吸收法,此法是用MgO、ZnO、MnO2、CuO等金屬氧化物的堿性水化物漿液作為吸水劑。吸收SO2后的溶液中含有亞硫酸鹽、亞硫酸氫鹽和氧化產(chǎn)物硫酸鹽，它們在較高溫度下分解并再生出濃度較高的SO2氣體?，F(xiàn)以MgO為例進行介紹，稱作氧化鎂法。 吸收過程反應(yīng) MgOH2OMg（OH）2 Mg（OH）2 SO25H2O MgSO36H2O MgSO3 6H2O SO2 Mg（HSO3）2 5H2O Mg（HSO3）2 Mg（OH）2 10H2O 2MgSO36H2O,若煙氣中O2過量時 Mg（HSO3）2 O2 6H2O 2MgSO47H2O SO2 MgSO3 O2 7H2O MgSO47H2O 干燥過程反應(yīng) MgSO36H2O MgSO36H2O MgSO47H2O MgSO47H2O 分解過程反應(yīng) MgSO3 MgO SO2 MgSO4 C MgO SO2 CO2 我國的氧化鎂（菱苦土）資源豐富，該法在我國有發(fā)展前途。,海水吸收法,該法是近年來發(fā)展起來的一項新技術(shù)，它利用海水中和煙氣中的SO2，經(jīng)反應(yīng)生成可溶性的硫酸鹽排回大海。海水pH為8.08.3,所含碳酸鹽對酸性物質(zhì)有緩沖作用，海水吸收SO2生成的產(chǎn)物是海洋中的天然成分，不會對環(huán)境造成嚴(yán)重污染。 海水脫硫的主要反應(yīng)是 SO2 H2O O2 SO42- H HCO3 H+ H2O + CO2 海水脫硫工藝依靠現(xiàn)場的自然堿度，產(chǎn)生的硫酸鹽完全溶解后返回大海，無固體生成物；所需設(shè)備少，運行簡單。但此法只能在海洋地區(qū)使用，有一定的局限性。,尿素吸收法,此法是用尿素溶液作吸收劑，pH59，SO2的去除率與其在煙氣中的濃度無關(guān)，吸收液可回收硫酸銨。其反應(yīng)如下： SO2 O2 CO（NH2）2 H2O （NH4）2SO4 + CO2 此法可同時去除NOx，去除率大于95%。 NO NO2 CO（NH2）2 H2O CO2 N2 尿素吸收SO2 工藝由俄羅斯門捷列夫化學(xué)工藝學(xué)院開發(fā)，SO2 去除率可達100%。,NOx廢氣的吸收法治理,氮氧化物是一類化合物的總稱，分子式為NOx。它包括N2O、NO、NO2、N2O3、N2O4及N2O5等，在自然條件下主要是NO和NO2 ，它們是常見的大氣污染物。 大氣中的氮氧化物包括天然的和人類活動所產(chǎn)生的兩種。,人為產(chǎn)生的氮氧化合物比天然產(chǎn)生的要少得多，但是由于其分布較為集中，與人類活動的關(guān)系較為密切，所以危害較大。 如：NO與血液中的血紅蛋白的親和力較強，可結(jié)成亞硝基血紅蛋白或亞硝基高鐵血紅蛋白，使血液輸氧能力下降，出現(xiàn)缺氧發(fā)紺癥狀；NO2對呼吸器官有強烈的刺激作用；NO2在自然環(huán)境中可形成酸，而在陽光照射下，可與磷氫化合物生成有致癌的光化學(xué)煙霧等。,不同濃度的NO2對人體健康的影響,對含NOx的廢氣也可采用多種方法進行凈化治理（主要是治理生產(chǎn)工藝尾氣），常用一下幾個方法：,水吸收法,NO2或N2O4與水接觸，發(fā)生以下反應(yīng)： 2 NO2 （或N2O4 ） + H2O HNO3 + H NO2 2H NO2 H2O + NO + NO2 （或1/2 N2O4 ） 2NO + O2 2 NO2 （或N2O4 ） 水對氮氧化物的吸收率很低，主要是由一氧化氮被氧化成二氧化氮的速度決定。當(dāng)一氧化氮濃度高時，吸收速率有所提高。一般水吸收法的效率為30%50%。 此法制得濃度為5%10%的稀硝酸，可用于中和堿性污水，作為廢水處理的中和劑，也可用于生產(chǎn)化肥等。另外，此法是在588686KPa的高壓下操作，操作費及設(shè)備費均較高。,稀硝酸吸收法,此法是用30%左右的稀硝酸作為吸收劑，先在20和1.5105Pa壓力下，NOX被稀硝酸進行物理吸收，生成很少硝酸；然后將吸收液在30下用空氣進行吹脫，吹出NOX后，硝酸被漂白；漂白酸經(jīng)冷卻后再用于吸收NOX 。 由于氮氧化物在漂白稀硝酸中的溶解度要比在水中的溶解度高，一般采用此法NOX的去除率可達80%90%。,堿性溶液吸收法,此法的原理是利用堿性物質(zhì)來中和所生成的硝酸和亞硝酸，使之變?yōu)橄跛猁}和亞硝酸鹽。使用的吸收劑主要有氫氧化鈉、碳酸鈉和石灰乳等。 燒堿作吸收劑： 2NaOH + 2NO NaNO3 + NaNO2 + H2O 2NaOH + 2NO2 + NO 2Na NO2 + H2O 該法氮氧化物的脫除率可以達到80%90%。 純堿作吸收劑： NaCO3 + 2NO2 NaNO3 + NaNO2 + CO2 NaCO3 + NO2 + NO 2NaNO3 + CO2 該法氮氧化物的脫除率約為70%80%。 氨水作吸收劑： 2NO2 + NH3 NH4NO3 + N2 + H2O 2NO + 1/2O2 +2 NH3 NH4NO3 + N2 + H2O 該法氮氧化物的脫除率可達90%。,還原吸收法,此法是利用氯的氧化能力與氨的中和還原能力治理氮氧化物，稱氯氨法。 其反應(yīng)是 2NO Cl2 2NOCl NOCl + 2NH3 NH4 Cl + N2 H2O 2NO2 NH3 NH4NO3 + N2 H2O 此種方法NOx的去除率比較高，可達80%90%，產(chǎn)生的N2對環(huán)境也不存在污染問題。但是，由于同時還有氯化銨及硝酸銨產(chǎn)生，呈白色煙霧，需要進行電除塵分離，使本方法的推廣使用受到限制。,氧化吸收法,用氧化劑先將NO氧化成NO2，然后再用吸收液加以吸收。例如日本的NE法是采用堿性高錳酸鉀溶液作為吸收劑。 其反應(yīng)是： KMnO4 + NO KNO3 + MnO2 3 NO2 + KMnO4 + 2KOH 3KNO3 + H2O + MnO2 此法NOX去除率達93%98%。這類方法效率高，但運轉(zhuǎn)費用也比較高。 總之，盡管有許多物質(zhì)可以作為吸收NOX的吸收劑，使含NOX廢氣的治理可以采用多種不同的吸收方法，但從工藝、投資及操作費用等方面綜合考慮，目前較多的還是堿性溶液吸收和氧化吸收這兩種方法。,2.5 有機廢氣的治理,揮發(fā)性有機物VOCs: 沸點在50250的化合物,室溫下飽和蒸汽壓超過133.32Pa，在常溫下以蒸汽形式存在于空氣中的一類有機物。 大多數(shù)有機廢氣都對人體有害，甚至還有致癌、致畸、致突變的作用，因此對其在空氣中的含量要求非常嚴(yán)格。 有機廢氣來源于化工、石油化工、輕工等許多行業(yè)和部門，有些行業(yè)比如石油開采與加工、煉焦與煤焦油加工、有機合成、溶劑加工、感光材料、油漆涂料加工及使用等，尤其帶來嚴(yán)重污染。,各行業(yè)中所產(chǎn)生的VOCs種類繁多，組成復(fù)雜，常見的組分有碳?xì)浠衔?、苯系物、醇類、酮類、酚類、醛類、酯類、胺類、腈（氰）類等?碳?xì)浠衔?如烷、烯、炔烴、芳香烴、多環(huán)烴)； 含氧有機物(醛、酚、酮、有機酸)； 含氯有機物(氯乙烯、氯甲烷、二氯乙烷、氯醇)； 含硫有機物(硫醇、噻吩、二硫化碳)。,有機廢氣的凈化,基本方法：冷凝法、吸收法、吸附法、燃燒（催化燃燒、熱力燃燒或直接燃燒）、膜法、生物法等，或上述方法的組合。 選擇方法：既考慮技術(shù)上的可行性，又考慮經(jīng)濟上的可行性。具體應(yīng)從污染物的性質(zhì)、濃度、凈化要求并結(jié)合生產(chǎn)中的具體情況以及投資、運轉(zhuǎn)費用、回收效益等諸方面予以考慮，同時還要綜合考慮環(huán)境效益和社會效益。,冷凝法治理有機廢氣,處理高濃度有機廢氣，特別是組分單純的氣體。 作為吸附凈化或燃燒的預(yù)處理，以減輕后續(xù)操作的負(fù)擔(dān)。 處理含有大量水蒸氣的高溫氣體。,冷凝法流程,吸收法治理有機廢氣,在大部分有機廢氣的治理中，不采用吸收法，其主要原因是合適的吸收劑的選擇。目前只有在石油煉制、石油化工的生產(chǎn)及儲運中，采用溶劑吸收法對烴類（如苯類、汽油、石腦油等）進行回收。 對苯類的吸收，多采用二乙二醇醚作吸收劑。對汽油等輕質(zhì)油品，多采用輕柴油作吸收劑進行吸收。吸收裝置多采用吸收塔。,吸附法治理有機廢氣,對于低濃度的有回收價值的有機廢氣，多采用吸附法，因為此種方法可以實現(xiàn)有機廢氣的資源化，同時，吸附法凈化有機廢氣可以達到相當(dāng)徹底的程度。例如在大量使用有機溶劑的行業(yè)如涂布、噴涂、感光材料等行業(yè)，還有一些使用有機溶劑的化工、石化行業(yè)，采用吸附的方法回收有機溶劑的量相當(dāng)可觀。,吸附法凈化的工藝流程,催化燃燒法凈化有機廢氣,催化燃燒是借助催化劑在低溫（200400）下，實現(xiàn)對有機物的完全氧化，因此能耗少，操作簡便、安全、凈化效率高，在有機廢氣特別是回收價值不大的有機廢氣凈化方面應(yīng)用比較廣，已有不少定型設(shè)備可供選用。,高性能的氧化催化劑是催化燃燒技術(shù)的關(guān)鍵。一般來說，催化劑活性成分、載體類型、負(fù)載方法等國內(nèi)外基本相同。 催化劑活性成份主要包括貴金屬（Pd、Pt為主）、過渡金屬（Cu、Mn、Cd、Ni、Co、Cr等）和稀土金屬（Ce、La等）氧化物，以及復(fù)合氧化物（鈣鈦礦、尖晶石以及Cu-Mn-O等）。 載體主要有氧化物（Al2O3、TiO2、SiO2、CeO2、ZrO2、Fe2O3等）、沸石、蜂窩陶瓷、金屬載體等。 負(fù)載方法有浸漬法、電沉積法，溶膠凝膠法、反相微乳法和沉淀法等。在催化劑活性組分含量、活性數(shù)據(jù)和壽命等方面，由于用途不同，所處理污染物的性質(zhì)差別很大，因此并沒有明確的界定。,目前我們所使用的氧化催化劑，包括貴金屬和非貴金屬催化劑，一般在250350之間即可以達到有機污染物的完全轉(zhuǎn)化。 預(yù)熱溫度過高只會增加運行成本，而對轉(zhuǎn)化率的提高貢獻不大。當(dāng)預(yù)熱溫度超過400時，由于反應(yīng)速度過快，反應(yīng)溫度不易控制，而且床層溫度過高還可能造成催化劑燒結(jié)而失活。因此一般催化燃燒裝置的廢氣預(yù)熱溫度不應(yīng)高于400。 大量的工程實踐表明，廢氣中粉塵的含量低于10mg/m3時不會對催化劑造成明顯的影響。因此一般規(guī)定進入催化燃燒裝置的廢氣中粉塵的含量低于10mg/m3。,臥式催化燃燒器,立式催化燃燒器,二、其他氣態(tài)污染物的治理方法,各種主要除塵設(shè)備優(yōu)缺點比較,2.6 惡臭氣體的治理,惡臭物質(zhì)種類繁多，分布廣，影響范圍大，它們多數(shù)來自于以石油為原料的化工廠、垃圾處理廠、污水處理廠、皮革廠、紙漿廠等工業(yè)企業(yè)，特別是石油中含有微量且多種結(jié)構(gòu)形式的硫、氧、氮等的烴類化合物，在儲存、運輸和加熱、分解、合成等工藝過程中產(chǎn)生出臭氣逸散到大氣中，造成環(huán)境的惡臭污染。 迄今憑人的嗅覺即能感覺到的惡臭物質(zhì)已達4000多種，其中對健康危害較大的有硫醇類、硫醚類、氨（胺）類、酚類、醛類等幾十種。,惡臭物質(zhì)的控制方法,密封法 用固體、無臭氣體或液體隔斷惡臭物質(zhì)擴散來源，使惡臭物質(zhì)不能進入或只允許不可避免的極少量進入空氣； 稀釋法 用大量無臭氣體將含惡臭物質(zhì)的廢氣稀釋，從而降低惡臭物質(zhì)濃度； 掩蔽法 在一定范圍內(nèi)施放其他芳香物質(zhì)以遮蓋惡臭物質(zhì)的臭味； 凈化法 建立脫臭裝置，在惡臭物質(zhì)排放前，通過物理的、化學(xué)的或生物的方法將惡臭物質(zhì)除去。,惡臭的治理方法,吸收法,利用惡臭氣體的物理或化學(xué)性質(zhì)，使用水或化學(xué)吸收液對惡臭氣體進行物理或化學(xué)吸收而脫除惡臭的方法。吸收裝置如噴淋塔、填料塔、各類洗滌器、鼓泡塔等。 選擇吸收方式時，應(yīng)盡可能選擇化學(xué)吸收，一方面可以提高脫臭效果，同時也可節(jié)省大量用水。惡臭氣體濃度較高時，一級吸收往往難以滿足脫臭要求，此時可采用二級、三級或多級吸收。對復(fù)合性惡臭也可使用幾種不同的吸收液分別吸收。,吸附法,吸附法是處理低濃度惡臭氣體的很重要的方法之一 雖然可供使用的吸附劑很多，如活性炭（包括活性炭纖維）、兩性離子交換樹脂、硅膠、磺化煤、氫氧化鐵等等，但大多數(shù)吸附劑對空氣中的水分吸附能力大于對惡臭物質(zhì)的吸附能力； 活性炭對惡臭氣體有較大的平衡吸附量，對多種惡臭氣體有較強的吸附能力。,燃燒法,直接燃燒法脫