廢氣治理基本概念

1、廢氣治理基本概念介紹廢氣治理基本概念介紹廢氣概念廢氣概念及分類及分類廢氣治廢氣治理技術理技術原理原理廢氣凈廢氣凈化系統(tǒng)化系統(tǒng)廢廢概概治治理理基基本本氣氣念念介介紹紹主講人：王孝鋒主講人：王孝鋒欣綠橋聯(lián)系電話氣治理基本概念介紹廢氣治理基本概念介紹1廢氣概念及分類廢氣概念及分類什么是廢氣？什么是廢氣？ 工業(yè)出爐或生活過程中所排出的沒有用的廢氣。這里所講的廢氣主要是指工業(yè)廢氣，概括來說就是工業(yè)生產中各種工藝工序過程中產生的廢氣。工業(yè)廢氣分類：工業(yè)廢氣分類：按照所含污染物的物理形態(tài)分類按照所含污染物的物理形態(tài)分類工業(yè)廢氣含顆粒物廢氣含氣態(tài)污染物廢氣含煙塵廢氣含工業(yè)粉塵廢氣含煤

2、塵廢氣含硫化合物廢氣含氮化合物廢氣含碳的氧化物廢氣含鹵素化合物廢氣含烴類化合物廢氣包括燃料燃燒廢氣和生產工藝廢氣廢氣治理基本概念介紹廢氣治理基本概念介紹HC和NOx等在陽光作用下發(fā)生光化學反應生成有害的淺藍色煙霧。最著名的就是洛杉磯光化學煙霧事件，從1940開始，每年夏天至早秋，晴朗天氣就會發(fā)生。2（2）二次污染物 在大氣中一次污染物之間或者與大氣的正常成分之間發(fā)生化學作用的生成物叫做二次污染物。它常比一次污染物對環(huán)境和人體的危害更嚴重；a、顆粒物b、二氧化硫c、一氧化碳d、氮氧化物e、碳氫化合物等。a、一次污染物SO2在空氣中氧化成硫酸鹽氣溶膠；b、汽車排氣中的氮氧化物、碳氫化合物在日光照射

3、下發(fā)生光化學反應生成的臭氧、過氧乙酰硝酸酯、甲醛和酮類等二次污染物。c、光化學煙霧等。按照廢氣形成過程分類按照廢氣形成過程分類（1）一次污染物 直接由污染源排放的污染物叫做一次污染物，其物理、化學性質尚未發(fā)生變化；物理化學生物廢氣治理基本概念介紹廢氣治理基本概念介紹重力除塵器結構簡單、阻力小、投資省，可處理高溫氣體；但是除塵效率低，只對50um以上的沉粒具有較好的捕集作用，占地面積大，通常只能作為初級除塵手段。3廢氣治理技術原理（一）顆粒污染物治理方法（一）顆粒污染物治理方法除塵：從廢氣中將顆粒物分離出來并加以捕集、回收的過程稱為除塵，實現(xiàn)上述過程的設備裝置稱為除塵器。 利用粉塵與氣體的密度不

4、同，使粉塵靠自身的重力從氣流匯總自然沉降下來，達到分離或捕集含塵氣流中粒子的目的。 1.2 重力除塵器的形式圖圖2-1 單層重力除塵器單層重力除塵器圖圖2-2 多層重力除塵器多層重力除塵器1 1、重力除塵法、重力除塵法 1.1 重力除塵基本原理為使粉塵從氣流中自然沉降，采用的一般方法是在輸送氣體的管道中置入一擴大部分，再此擴大部分氣體流動速度降低，一定粒徑的粒子即可從氣流中沉降下來。廢氣治理基本概念介紹廢氣治理基本概念介紹42 2、慣性力除塵法、慣性力除塵法 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。在實際應用中實現(xiàn)慣性分離的一般方法是使含塵氣流沖擊在擋板上，使氣流方向發(fā)生急

5、劇改變，氣流中的沉粒慣性較大，不能隨氣流急劇轉彎，便從氣流中分離出來。在慣性除塵方法中，除利用了粒子在運動中的慣性較大外，還利用了粒子的重力和離心力。 2.2 常用設備形式圖圖2-3 反轉式慣性除塵器反轉式慣性除塵器圖圖2-4 沖擊式慣性除塵器沖擊式慣性除塵器 2.1 除塵的基本原理 慣性除塵器適用于非黏性、非纖維性粉塵的去除。設備結構簡單，阻力較小，但分離效率較低，只能捕集10-20um以上的粗塵粒，只能用于多級除塵中的第一級除塵。（a）彎管型；（b）百葉窗型；（c）多層隔板型廢氣治理基本概念介紹廢氣治理基本概念介紹離心式除塵器效率較高，對大于5um以上的顆粒具有較好的去除效果，屬中效除塵器

6、，它使用與對非黏性及非纖維性粉塵的去除，且可用于高溫煙氣的除塵凈化，廣泛應用于鍋爐煙氣除塵、多級除塵及預除塵。53 3、離心力除塵法、離心力除塵法 利用含塵氣體的流動速度，使氣流在除塵裝置內沿某一定方向做連續(xù)的旋轉運動，粒子在隨氣流的旋轉中獲得離心力，導致粒子從氣流種分離出來。 3.2 常用設備形式 利用離心力進行除塵的設備有二大類：旋風式除塵器和旋流式除塵器，其中最常用的設備使旋風除塵器。二者的區(qū)別在于旋流式除塵器除廢氣由進氣管進入除塵器形成旋轉氣流外，還通過噴嘴或者導流裝置引入二次空氣，加強氣流的旋轉。圖圖2-5 旋風式除塵器旋風式除塵器圖圖2-6 旋流式除塵器旋流式除塵器 3.1 除塵的

7、基本原理 廢氣治理基本概念介紹廢氣治理基本概念介紹4 4、濕式除塵法、濕式除塵法 利用液體（一般是水）洗滌含塵氣體，利用形成的液膜、液滴或者氣泡捕獲氣體中的塵粒，塵粒隨液體排出，氣體得到凈化。4.2 常用設備形式圖圖2-7 常見七種類型濕式除塵器的工作示意圖常見七種類型濕式除塵器的工作示意圖6 4.1 除塵的基本原理 濕式除塵器除塵效率高，特別是高能量的濕式洗滌除塵器，在清除0.1um以下的粉塵粒子時，任能保持很好的除塵效率。濕式除塵器對于凈化高溫、高濕、易燃、易爆的氣體具有很好的效率和很好的安全性。同時能夠吸收部分有害物質，但是會造成二次污染，污染物從氣態(tài)轉移至液態(tài)，這是其它除塵法無法做到的

8、地方。廢氣治理基本概念介紹廢氣治理基本概念介紹袋式除塵器屬于高效除塵器，對面粉具有很強的捕集效果，被廣泛應用于各種工業(yè)廢氣的除塵中，但它不適合處理含油、含水及黏結性粉塵，同時也不適用于處理高溫含塵氣體。75 5、過濾式除塵法、過濾式除塵法 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。過濾式除塵器的濾料是通過濾料孔隙對粒子的篩分作用，粒子隨氣流運動中的慣性碰撞作用，細小粒子的擴散作用，以及靜電引力和重力沉降等機制的綜合作用結果，達到除塵效果。 5.2 常用設備形式圖圖2-8 內部過濾型除塵內部過濾型除塵圖圖2-9 外部過濾型除塵外部過濾型除塵圖圖2-10 布袋除塵

9、器布袋除塵器 5.1 除塵的基本原理 廢氣治理基本概念介紹廢氣治理基本概念介紹86 6、電除塵法、電除塵法 電除塵利用高壓電場產生的靜電力的作用實現(xiàn)固體粒子或者液體粒子與氣流分離。 6.2 常用設備形式圖圖2-11 管式電除塵器管式電除塵器圖圖2-12 板式電除塵器板式電除塵器 6.1 除塵的基本原理靜電除塵的工作原理包含以下幾個步驟：u除塵器供電電場產生；u電子電荷的產生，氣體電離；u電子電荷傳遞給粉塵微粒，塵粒荷電；u電場中帶電粉塵微粒移向收塵電極，沉粒趨進；u帶電粉塵微粒黏附于收集電極的表面，塵粒黏附；u從收集電極清除粉塵層，振打清灰；u清除的粉塵層降落在灰斗中；u從灰斗中清除粉塵，用輸

10、排裝置運出。 電除塵法是一種高效除塵器，除塵效率可達99%以上，去除細微粉塵捕集性能優(yōu)異，最小粒徑達0.05um，并可按要求獲得從低效到高效的任意除塵效率。電除塵器阻力小，能耗低，可允許的操作溫度高，在250500 的范圍內均可操作。電除塵器設備龐大，占地面積大，尤其設備投資高，因此只有在處理大流量煙氣是才能在經濟上、技術上顯示其優(yōu)越性。廢氣治理基本概念介紹廢氣治理基本概念介紹9（二）氣態(tài)污染物治理方法（二）氣態(tài)污染物治理方法 氣態(tài)污染物在氣體中以分子或者蒸汽狀態(tài)存在，屬于均相混合物。而氣態(tài)污染物的凈化，可以是一個混合物分離的問題，即從氣體中分離氣態(tài)污染物，一般主要采用氣體吸收、吸附或者冷凝的

11、方法；也可以不把污染物從混合物中分離，采用化學轉化的方法將污染物轉化為無害物，一般采用的是催化轉化、燃燒或低溫等離子凈化技術。 當采用某種液體處理氣體混合物時，在氣-液相的接觸過程中，氣體混合物中的一種或數(shù)種溶解度大的組分將進入到液相中，從而使氣相中各組分相對濃度發(fā)生了改變，即混合氣體得到分離凈化，這個過程叫做吸收。圖圖2-14 雙膜理論模型雙膜理論模型 1 1、吸收法、吸收法 1.1 吸收法基本原理廢氣治理基本概念介紹廢氣治理基本概念介紹1.2 吸收法常用設備圖圖2-15 填料塔填料塔圖圖2-16 板式塔板式塔圖圖2-19 文丘里洗滌器文丘里洗滌器圖圖2-17 連續(xù)鼓泡吸收塔連續(xù)鼓泡吸收塔圖

12、圖2-18 空心噴淋吸收塔空心噴淋吸收塔1.淋灑裝置，淋灑裝置，2.支撐板支撐板1.塔板，塔板，2.溢流管溢流管1.霧沫分離器，霧沫分離器，2.氣體分布管氣體分布管1.除霧器，除霧器，2.吸收液噴淋器吸收液噴淋器1.3 吸收法處理廢氣 以下廢氣通常采用吸收法處理：SO2、NOx、氟化物、氯化氫、硫化氫及低濃度有機廢氣等。10廢氣治理基本概念介紹廢氣治理基本概念介紹11 由于固體表面上存在這未平衡和未飽和的分子引力或者化學鍵力，因此當固體表面與氣體接觸時，就能夠吸引氣體分子，使其濃集并保持在固體表面，這種現(xiàn)象被稱為吸附。 2.2 氣體凈化常用的吸附劑圖圖2-20 氣體凈化常見的吸附劑氣體凈化常見

13、的吸附劑2 2、吸附法、吸附法 2.1 吸附法基本原理2.3 吸附劑的再生 當吸附劑飽和后需要再生，再生的方法有以下幾種： a）加熱解吸再生； b）降壓或者真空解吸再生； c）溶劑萃取再生； d）置換再生； e）化學轉化再生。廢氣治理基本概念介紹廢氣治理基本概念介紹123 3、催化凈化法、催化凈化法 3.2 廢氣凈化中常用的催化劑 3.1 催化凈化基本原理 催化法凈化氣態(tài)污染物是利用催化劑的催化作用，使廢氣中的有害組分發(fā)生化學反應并轉化為無害化或者易于去除物質的一種方法。 催化劑：在進行化學反應時，向反應系統(tǒng)中加入數(shù)量很少的某種物質，可使反應進行的速率明顯加快，而在反應終了時，這些物質的量及性

14、質幾乎不發(fā)生變化，加入的這些物質被稱為催化劑。圖圖2-21 氣體凈化中常見的催化劑氣體凈化中常見的催化劑 3.3 催化劑壽命影響因素 影響催化劑壽命的因素主要有催化劑的老化和中毒二個方面。 催化劑的老化：催化劑在正常工作條件下逐漸失去活性的過程。 催化劑的中毒：反應物中少量的雜質使催化劑活性迅速下降的現(xiàn)象。中毒的化學本質是毒物比反應物對活性組分具有更強的親和力。廢氣治理基本概念介紹廢氣治理基本概念介紹4 4、燃燒凈化法、燃燒凈化法 4.1 燃燒凈化法基本原理 燃燒凈化法即是對含有可燃有害組分的混合氣體進行氧化燃燒或者高溫分解，從而使這些有害組分轉化為無害物質的方法。 燃燒凈化法主要應用于烴類化

15、合物、一氧化碳、惡臭、瀝青煙、黑煙等有害物質的凈化治理。 4.2 燃燒法分類 （1）直接燃燒法 該法是把廢氣中的可燃有害組分當作燃料直接燒掉，因此只適用于凈化含可燃組分濃度高或有害組分燃燒熱值比較高的廢氣，屬于火焰燃燒法，燃燒溫度高（1100）。 （2）熱力燃燒法 利用輔助燃料燃燒放出的熱量將混合氣體加熱到一定溫度，使可燃的有害物質進行高溫分解變?yōu)闊o害物質。熱力燃燒法一般用于可燃有機物含量較低的廢氣或燃燒熱值低的廢氣治理，屬于火焰燃燒法，燃燒溫度較低（760-820）。常用的熱力燃燒法如蓄熱式熱力氧化爐RTO。13廢氣治理基本概念介紹廢氣治理基本概念介紹145、冷凝法、冷凝法5.1 冷凝法基本

16、原理 利用物質在不同溫度下具有不同飽和蒸汽壓這一性質，采用降低系統(tǒng)溫度或提高系統(tǒng)壓力 ,使處于蒸汽狀態(tài)的污染物冷凝并從廢氣中分離出來的過程。冷凝過程可在恒定溫度的條件下用提高壓力的辦法來實現(xiàn)，也可在恒定壓力的條件下用降低溫度的辦法來實現(xiàn)，一般多采用后者。5.2 冷凝法適用范圍 一般廢氣冷凝的成本較高，冷凝回收技術只是對高濃度的有機廢氣治理才有意義，通常作為其它治理技術的輔助手段使用。 如：高濃度的油氣冷凝回收；化纖生產尾氣中高濃度CS2冷凝回收；制藥生產中結晶和萃取過程中高濃度甲苯、醇類化合物的冷凝回收、經過吸附濃縮以后高濃度有機物的冷凝回收等。冷凝回收以后的尾氣通常不達標，還需要采用其他技術

17、，如吸附技術進行進一步凈化。廢氣治理基本概念介紹廢氣治理基本概念介紹6、生物凈化法、生物凈化法 6.1 生物凈化法基本原理 生物凈化法的實質是附著在濾料介質中的微生物在適宜的環(huán)境條件下，利用廢氣中的有機成分作為碳源和能源，維持其生命活動，并將有機物分解為二氧化碳、水、無機鹽和生物質等無害的物質。 6.2 生物凈化法適用范圍 生物凈化法是一種經濟有效環(huán)境友好的VOCs治理方法，主要適用于低濃度有機廢氣的治理。在生物法處理揮發(fā)性有機物方面，已成功的開發(fā)了生物過濾器、生物洗滌塔、生物滴濾器等系統(tǒng)。 6.3 生物凈化法優(yōu)缺點 生物法的優(yōu)點： （1）綠色環(huán)保，無二次污染； （2）設備簡單； （3）運行費

18、用較低。 生物法的缺點: （1） 微生物對有機污染物的降解速率較低， 凈化裝置占地面積大，適用于低濃度有機廢氣的處理，主要是臭味的治理； （2）微生物對有機物的消化具有很強的選擇性，只有易生物降解的有機物才適合使用生物法進行凈化，因此生物法的普適性較差； （3）受溫度條件的限制。15廢氣治理基本概念介紹廢氣治理基本概念介紹7 7、低溫等離子凈化技術、低溫等離子凈化技術 7.1 等溫等離子凈化技術基本原理 低溫等離子設備在外加電場的作用下，介質放電產生的大量攜能電子轟擊污染物分子，使其電離、解離和激發(fā)，然后便引發(fā)了一系列復雜的物理、化學反應，使復雜大分子污染物轉變?yōu)楹唵涡》肿影踩镔|，或使有毒有

19、害物質轉變成無毒無害或低毒低害的物質，從而使污染物得以降解去除。因其電離后產生的電子平均能量在10ev ，低溫等離子設備適當控制反應條件可以實現(xiàn)一般情況下難以實現(xiàn)或速度很慢的化學反應變得十分快速。 7.2 等溫等離子凈化技術適用范圍u含硫的化合物：如硫化氫、硫醇類、二甲基硫、硫醚類及含硫的雜環(huán)化合物等；u含氮的化合物：如氨、胺類、腈類、硝基化合物及含氮雜環(huán)化合物等；u碳、氫或碳、氫、氧組成的化合物（低級醇、醛、酯等）；u苯系物：如苯乙烯、苯、甲苯、二甲苯等；u含鹵素化合物：如氟利昂、氯仿、四氯化碳、二氯甲烷等。u脂類：如乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯等。u相對

20、封閉、透氣性很差的空間內的空氣凈化處理。u對國家惡臭污染控制標準中規(guī)定的八大惡臭物質硫化氫、氨、三甲胺、甲硫醇、甲硫醚、二硫化碳、苯乙烯、二甲二硫均能有效去除。16廢氣治理基本概念介紹廢氣治理基本概念介紹 7.3 7.3 低溫等離子體凈化技術的優(yōu)勢低溫等離子體凈化技術的優(yōu)勢 該技術的關鍵在于等離子體發(fā)生器的設計是否合理。作為一項新技術，目前人們對于其作用機理的研究還不夠充分，針對不同物質如何有針對性地進行等離子體發(fā)生器的設計，目前還沒有形成規(guī)律性地認識。1234517廢氣治理基本概念介紹廢氣治理基本概念介紹 7.4 7.4 低溫等離子體的不足之處：低溫等離子體的不足之處： 1、易產生火花放電，

21、在高峰值電壓下，反應器易產生火花放電，火花放電不僅增大電能消耗，而且破壞放電的正常進行，凈化效率低，還存在危險性。 2、當填充材料直徑為3mm時，電場強度為4KV/cm時，由于擊穿和火花的產生，對苯等有機物的分解并不十分完全。 3、對于低溫等離子設備對設備部件的構型設計、制造精度、嚴密性等要求很高。比如對電場頻率、電壓、高頻的脈沖等參數(shù)，成套設備中如果其中的某個參數(shù)達不到要求，如電壓電低、頻率過高或過低等會對離子體的產生量造成很大的影響，甚至會造成爆炸事件。 4、目前國內廢氣處理采用低溫等離子技術不成熟，處于摸索階段。相關質量管理規(guī)范標準不完善，對技術水平參差不齊的設備生產商缺少嚴格的鑒定依據(jù)

22、。所以市場上眾多自稱為低溫等離子體的凈化設備，都是未通過鑒定的。18廢氣治理基本概念介紹廢氣治理基本概念介紹廢氣凈化系統(tǒng)31、凈化系統(tǒng)組成、凈化系統(tǒng)組成 1.1 局部排風凈化系統(tǒng) 局部排風：防止大氣污染物在室內擴散的最有效方法是在污染源處直接將它們捕集起來，經凈化后排至室外，這種通風方法被稱為局部排風。圖圖3-1 局部排風系統(tǒng)示意圖局部排風系統(tǒng)示意圖1-集氣罩；2-凈化設備；3-風管4-通風機；5-污染源；6-工作臺局部排風凈化系統(tǒng)通常由集氣罩、凈化裝置、管道和風機組成。集氣罩：用來捕集有害物的，它的性能對局部排風系統(tǒng)的即使經濟指標有直接的影響。集氣罩的形式有多種，根據(jù)不同的工況選擇。凈化設備

23、：是防止大氣污染，把有害氣體進行凈化處理的裝置，是凈化系統(tǒng)的核心部分。風管：凈化系統(tǒng)中輸送氣流的管道。通過風管使通風系統(tǒng)的設備和部件連成一個整體。風管通常用薄鋼板制造，有的也使用聚氯乙烯塑料板、混凝土、磚或者其他材料制造。風機：凈化系統(tǒng)中氣體流動的動力裝置，為了防止風機的磨損和腐蝕，通常會把風機放在凈化裝置的后邊。19廢氣治理基本概念介紹廢氣治理基本概念介紹 1.2 全面通風凈化系統(tǒng) 如果室內污染源分布廣、污染點多、污染面積大、污染物不易捕集，就要對室內進行全面通風。 全面通風風量計算：式中：Q為全面通風換氣量，m3/h；m為室內有害物質散發(fā)量，mg/h；cy為室內空氣有害物質的最高允許濃度，mg/m3；cx為送風空氣中有害物質的濃度，mg/m3。Q=nV式中：Q為全面通風換氣量，m3/h；n為換氣次數(shù)；V為通風房