工業(yè)廢氣治理工藝設(shè)計(jì)方案

工業(yè)廢氣治理工藝設(shè)計(jì)方案

第1章工業(yè)廢氣治理說明

工業(yè)廢氣未經(jīng)治理直接排放在大氣中勢(shì)必會(huì)對(duì)周圍的環(huán)境造成污染，影響周圍居民的生活。為有效保護(hù)環(huán)境，保障公眾健康，同時(shí)為決策部門提供決策依據(jù)，按照《建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)管理?xiàng)l例》(1998國(guó)務(wù)院253號(hào))和其它相關(guān)法律、法規(guī)的規(guī)定，建設(shè)項(xiàng)目必須進(jìn)行環(huán)境治理。為企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，甲方?jīng)Q定對(duì)其進(jìn)行治理，使廢氣治理后達(dá)標(biāo)外排。為此我公司在對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)踏勘的基礎(chǔ)上，結(jié)合有關(guān)技術(shù)資料、法律法規(guī)、技術(shù)導(dǎo)則和政府文件，編制完成了該項(xiàng)目的廢氣處理工藝設(shè)計(jì)方案，待業(yè)主審核后實(shí)施。第2章廢氣中主要污染物特征及危害2.1污染物的種類

根據(jù)我國(guó)《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3095—1996）的規(guī)定，大氣中的主要污染物有：顆粒物、二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOx）、一氧化碳（CO）、鉛（Pb）、氟化物、苯并[a]芘及臭氧（O3），其主要物理、化學(xué)特性如下；2.2幾種主要污染物的特征

2.2.1顆粒污染物的特征

大氣氣溶膠是一個(gè)極為復(fù)雜的體系，它們對(duì)環(huán)境和人類影響很大，其影響不僅取決于顆粒物的大小，也和顆粒物的濃度和化學(xué)組成密切相關(guān)。2.2.2二氧化硫的特征

SO2是含硫大氣污染物中最重要的一種。SO2為無色、有刺激性臭味的有毒氣體，不可燃，易液化，氣體密度2.927kg/m3，沸點(diǎn)-10℃,熔點(diǎn)-72.7℃，蒸氣壓155.4kpa(1165.4mmHg,0℃),溶于水，水中溶解度為11.5g/L，一部分與水化合成亞硫酸。2.2.3氮氧化物的特征

（1）氮氧化物

氮氧化物中，NO和NO2是兩種最重要的大氣污染物。

NO為無色氣體、淡藍(lán)色液體或藍(lán)白色固體，熔點(diǎn)-163.6℃，沸點(diǎn)-151.8℃，密度1.3402kg/m3，在空氣中容易被O3和光化學(xué)作用氧化成NO2。

NO2為黃色液體或棕紅色氣體，熔點(diǎn)-11.2℃，沸點(diǎn)21.2℃，相對(duì)密度1.4494（液體，20℃），能溶于水生成硝酸和亞硝酸，具有腐蝕性。（2）光化學(xué)煙霧抑制了葡萄糖的氧化過程，由于代謝功能受到影響，導(dǎo)致腦組織缺氧，引起腦血管能力改變等病變。2.3.5含氟化合物的危害

1、氟化氫

有強(qiáng)烈的刺激和腐蝕作用，可通過呼吸道粘膜、皮膚和腸道吸收，對(duì)人體全身產(chǎn)生毒性作用。氟能和人本骨骼和血液中的鈣結(jié)合，從而導(dǎo)致氟骨病。長(zhǎng)期暴露在低濃度的氫氟酸蒸氣中，可引起牙齒酸蝕癥，使牙齒粗糙無光澤，易患牙齦炎。當(dāng)空氣中HF濃度為0.03~0.06mg/m3時(shí)，兒童牙斑釉患病率明顯增高。HF的慢性中毒可造成鼻粘膜潰瘍、鼻中隔穿孔等，還可引起肺纖維化。高濃度的HF能引起支氣管炎和肺炎。

HF的閾限值——時(shí)間加權(quán)平均值為3*10-6，短時(shí)間接`觸限值為6*10-6。

2、四氟化硅

密度為空氣密度3.6倍的氣體，同樣刺激呼吸道粘膜。2.3.6二氧化硫（SO2）的危害

二氧化硫排入空氣后，對(duì)人體健康會(huì)造成影響。SO2能刺激人的眼睛和呼吸系統(tǒng)，增加呼吸道阻力，還刺激粘液分泌。低濃度SO2長(zhǎng)期作用于呼吸道和肺部，使呼吸系統(tǒng)生理功能減退，肺泡彈性減弱，肺功能降低，可引起氣管炎、支氣管哮喘、肺氣腫等。高濃度的SO2對(duì)呼吸衰竭的人特別敏感。SO2進(jìn)入血液，可引起全身毒性作用，破壞酶的活性，影響酶及蛋白質(zhì)代謝。

大氣中的二氧化硫還會(huì)形成酸霧。通常所說的酸霧是指霧狀的酸類物質(zhì)。在空氣中酸霧的顆粒很小，比水霧的顆粒要小，比煙的濕度要高，粒徑為0.1~10μm，是介于煙氣與水霧之間的物質(zhì)，具有較強(qiáng)的腐蝕性。

酸霧的形成機(jī)理主要有兩種：一種是酸液表面蒸發(fā)，酸分子進(jìn)入空氣，與空氣中的水分凝并而形成霧滴；另一種是酸溶液內(nèi)有化學(xué)反應(yīng)，形成氣泡上浮到液面后爆破，將液滴帶出。另外，伴隨酸霧排放過程不可避免地會(huì)有呈分子態(tài)的酸性氣態(tài)污染物如SO2和NOX等的排放，所以其排放過程和排放物成分比較復(fù)雜。

酸霧的危害。導(dǎo)致大氣酸化的首要污染物是化石燃料在燃燒過程中排放出來的二氧化硫和氮氧化物，而酸霧的排放也不容忽視，因?yàn)楹腿紵裏煔庀啾容^，酸霧的腐蝕力更強(qiáng)、毒性更大。例如就硫酸霧來講，它的毒性比二氧化硫高約10倍之多。酸霧的排放會(huì)造成工作場(chǎng)所的空氣中酸霧和酸性氣體彌漫，排入大氣后又會(huì)造成大氣環(huán)境中的酸沉降。它不僅危及工人及廠房周圍居民的身體健康，腐蝕廠房設(shè)備及精密儀器，造成生產(chǎn)和生活的損失，而且還會(huì)對(duì)農(nóng)作物及其他動(dòng)植物的生存帶來不良影響，造成對(duì)建筑物、文物古跡等的損壞等。因此，人們?cè)诩訌?qiáng)對(duì)燃煤煙氣、汽車尾氣等進(jìn)行治理的同時(shí)，也迫切需要采取得力措施控制酸霧的排放，以遏制大氣環(huán)境的酸化和酸雨的發(fā)展。

大氣中的二氧化硫還會(huì)形成酸雨。酸雨就是酸性的雨。準(zhǔn)確的說，pH值小于5.65的雨叫酸雨。

酸雨的成因是一種復(fù)雜的大氣化學(xué)和大氣物理的現(xiàn)象。酸雨中含有多種無機(jī)酸和有機(jī)酸，絕大部分是硫酸和硝酸。工業(yè)生產(chǎn)、民用生活燃燒煤炭排放出來的二氧化硫，燃燒石油以及汽車尾氣排放出來的氮氧化物，經(jīng)過“云內(nèi)成雨過程”，即水汽凝結(jié)在硫酸根、硝酸根等凝結(jié)核上，發(fā)生液相氧化反應(yīng)，形成硫酸雨滴和硝酸雨滴；又經(jīng)過“云下沖刷過程”，即含酸雨滴在下降過程中不斷合并吸附、沖刷其他含酸雨滴和含酸氣體，形成較大雨滴，最后降落在地面上，形成了酸雨。我國(guó)的酸雨是硫酸型酸雨。

酸雨的形成：

酸雨多成于化石燃料的燃燒：

S+O2（點(diǎn)燃）＝SO2

2SO2+2H2O+O2＝2H2SO4

氮的氧化物溶于水形成酸：

4NO2+2H2O+O2＝4HNO3

酸雨的危害。硫和氮是營(yíng)養(yǎng)元素。弱酸性降水可溶解地面中礦物質(zhì)，供植物吸收。如酸度過高，pH值降到5.6以下時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重危害。它可以直接使大片森林死亡，農(nóng)作物枯萎；也會(huì)抑制土壤中有機(jī)物的分解和氮的固定，淋洗與土壤離子結(jié)合的鈣、鎂、鉀等營(yíng)養(yǎng)元素，使土壤貧瘠化；還可使湖泊、河流酸化，并溶解土壤和水體底泥中的重金屬進(jìn)入水中，毒害魚類；加速建筑物和文物古跡的腐蝕和風(fēng)化過程；可能危及人體健康。酸性雨水的影響在歐洲和美國(guó)東北部最明顯，而且被大力宣傳，但受威脅的地區(qū)還包括加拿大和中國(guó)等地。在某些地方，偶爾觀察到降下的雨水像醋那樣酸。酸雨影響的程度是一個(gè)爭(zhēng)論不休的主題。對(duì)湖泊和河流中水生物的危害是最初人們注意力的焦點(diǎn)，但現(xiàn)在已認(rèn)識(shí)到，對(duì)建筑物、橋梁和設(shè)備的危害是酸雨的另一些代價(jià)高昂的后果。污染空氣對(duì)人體健康的影響是最難以定量確定的。

受到最大危害的是那些緩沖能力很差的湖泊。當(dāng)有天然堿性緩沖劑存在時(shí)，酸雨中的酸性化合物(主要是硫酸、硝酸和少量有機(jī)酸)就會(huì)被中和。然而，處于花崗巖(酸性)地層上的湖泊容易受到直接危害，因?yàn)橛晁械乃崮苋芙怃X和錳這些金屬離子。這能引起植物和藻類生長(zhǎng)量的減少，而且在某些湖泊中，還會(huì)引起魚類種群的衰敗或消失。由這種污染形式引起的對(duì)植物的危害范圍，包括從對(duì)葉片的有害影響直到細(xì)根系的破壞。

綜上所述，對(duì)該項(xiàng)目外排煙氣的治理是非常必要和刻不容緩的，是一件造福子孫、利國(guó)利民的大好事。第3章

方案編制3.1編制依據(jù)

?公司有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)的情況介紹和我方技術(shù)人員實(shí)地考察。

?《中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法》。

?《中華人民共和國(guó)大氣污染防治法》。

?《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3095-1996）。

?《大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB16297-1996）。

?《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GBJ9-87）。

?《通用設(shè)備安裝工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（TJ305-79）。

?機(jī)電設(shè)備制造與選用根據(jù)各相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。3.2設(shè)計(jì)參數(shù)

3.2.1處理廢氣量

依據(jù)該公司提供的情況，根據(jù)真空泵房的大小以及污染物的產(chǎn)生狀況，采用控制速度法計(jì)算設(shè)計(jì)集氣罩的集氣：40000m3/h。3.2.2廢氣處理后濃度

經(jīng)治理后廢氣排放達(dá)到《大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB16297-1996）二級(jí)要求。3.3編制原則

（1）執(zhí)行國(guó)家相關(guān)環(huán)境保護(hù)政策和有關(guān)法規(guī)、規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)；

（2）煙氣治理工程系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠。

（3）采用技術(shù)成熟、工藝先進(jìn)、易于操作管理的處理工藝，系統(tǒng)操作、管理及維護(hù)簡(jiǎn)便，工程投資省，運(yùn)行費(fèi)用低。

（4）處理工藝中選用的設(shè)備應(yīng)與該廠現(xiàn)有設(shè)備配套，不影響該廠現(xiàn)有設(shè)備的正常運(yùn)行，兼顧原有的設(shè)施，因地制宜，降低投資成本。

（5）洗滌器選擇濕法，廢氣去除效率大于90%。第4章工藝設(shè)計(jì)4.1工藝流程選擇

針對(duì)該公司的廢氣排放所含物質(zhì)，治理方案考慮采用填料噴淋塔進(jìn)行處理。噴淋塔是利用吸收的原理來達(dá)到處理廢氣的目的。

吸收法處理是利用液態(tài)吸收劑處理氣體混合物以除去其中某一種或幾種氣體的過程。在這過程中會(huì)發(fā)生某些氣體在溶液中溶解的物理作用，這是物理吸收。也有氣液中化學(xué)物質(zhì)之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，這是化學(xué)吸收。吸收作用常用于氣體污染物的處理與回收。

吸收法的特點(diǎn)是既能吸收有害氣體，又能除掉排氣中的粉塵，吸收法分為物理吸收和化學(xué)吸收兩種。物理吸收是用液體吸收有害氣體和蒸氣時(shí)純物理溶解過程。它適用于在水中溶解度比較大的有害氣體和蒸氣,一般吸收效率較低?；瘜W(xué)吸收是在吸收過程中伴有明顯的化學(xué)反應(yīng),不是純?nèi)芙膺^程?；瘜W(xué)吸收效率較高,是目前應(yīng)用較多的有害氣體處理方法。本工藝采用的方法就是利用物理與化學(xué)的方法處理廢氣的，化學(xué)吸收過程采用NaOH溶液做吸收劑。

反應(yīng)原理：

吸收是中和反應(yīng),尾氣中的二氧化硫被氫氧化鈉溶液吸收.在吸收塔內(nèi)化學(xué)反應(yīng)方程為:

SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O

SO3+2NaOH=Na2SO4+H2O

應(yīng)用堿液吸收有害氣體時(shí)，堿液濃度的高低對(duì)化學(xué)吸收的傳質(zhì)速度有很大的影響。當(dāng)堿液的濃度較低時(shí)，化學(xué)傳質(zhì)的速度較低；當(dāng)提高堿液濃度時(shí)，傳質(zhì)速度也隨之增大；當(dāng)堿液濃度提高到某一值時(shí)，傳質(zhì)速度達(dá)到最大值，此時(shí)堿液的濃度稱為臨界濃度；當(dāng)堿液濃度高于臨界濃度時(shí)傳質(zhì)速度并不增大。4.2工藝流程的說明

用吸收法處理有害氣體在真空泵房上設(shè)密閉罩，密閉罩上部設(shè)排風(fēng)口將房?jī)?nèi)產(chǎn)生的廢氣排出，保持房?jī)?nèi)一定負(fù)壓，廢氣排出后進(jìn)入填料噴淋吸收塔。

廢氣進(jìn)入吸收塔，塔體上部噴淋堿性吸收液，下部進(jìn)入塔體的有害氣體與噴淋液呈逆流流動(dòng)，廢氣由風(fēng)機(jī)壓入凈化塔內(nèi)的勻壓室，經(jīng)過不等速迂回式的二道噴霧處理，進(jìn)入凈化塔內(nèi)筒處理器，廢氣穿過有填料組成的填料層，再經(jīng)過二道噴霧處理，使氣液兩相充分接觸發(fā)生吸收反應(yīng)，達(dá)到高效凈化之目的。經(jīng)處理后的廢氣再經(jīng)過脫水器脫液處理，然后排入大氣。凈化后的廢氣達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

吸收了廢氣后的吸收液流入塔底循環(huán)堿液槽中，用耐腐蝕的堿液泵抽出重新送進(jìn)吸收塔，這樣循環(huán)往復(fù)，不斷地對(duì)廢氣中的有害氣體進(jìn)行吸收。被除掉有害氣體的廢氣經(jīng)脫液器處理后，將排出氣中的液體除下，然后排入大氣放空，有害氣體達(dá)到凈化，符合排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。本工藝凈化效率可以達(dá)到90%左右。4.3工藝流程的系統(tǒng)組成

本工藝主要由廢氣收集系統(tǒng)、引風(fēng)系統(tǒng)、廢氣凈化系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)構(gòu)成。4.3.1廢氣收集系統(tǒng)

集氣系統(tǒng)主要有集氣罩和風(fēng)管組成。

集氣罩：集氣罩是用來捕集污染空氣的，其性能對(duì)凈化系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有直接的影響。由于污染源設(shè)備結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)操作工藝的不同、集氣罩的形式是多種多樣的。本工程采用外部集氣罩，這種集氣罩是通過罩的抽吸作用，在污染源附近把污染物全部吸收起來的集氣罩。具有以下特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便；排風(fēng)量較大，且不易受室內(nèi)橫向氣流的干擾，捕集效率較高。常見形式：頂吸罩、側(cè)面吸罩、底吸罩、槽邊吸氣罩。

風(fēng)管：在凈化系統(tǒng)中用以輸送氣流的管道稱為風(fēng)管，通過風(fēng)管使系統(tǒng)的設(shè)備和部件連成一個(gè)整體。

4.3.2吸風(fēng)系統(tǒng)

吸風(fēng)系統(tǒng)為整個(gè)系統(tǒng)氣體流動(dòng)提供動(dòng)力。

吸風(fēng)機(jī)是依靠輸入的機(jī)械能，提高氣體壓力并排送氣體的機(jī)械，它是一種從動(dòng)的流體機(jī)械。風(fēng)機(jī)廣泛用于工廠、礦井、隧道、冷卻塔、車輛、船舶和建筑物的通風(fēng)、排塵和冷卻；鍋爐和工業(yè)爐窯的通風(fēng)和引風(fēng)；空氣調(diào)節(jié)設(shè)備和家用電器設(shè)備中的冷卻和通風(fēng)；谷物的烘干和選送；風(fēng)洞風(fēng)源和氣墊船的充氣和推進(jìn)等。

風(fēng)機(jī)的工作原理與透平壓縮機(jī)基本相同，只是由于氣體流速較低，壓力變化不大，一般不需要考慮氣體比容的變化，即把氣體作為不可壓縮流體處理。風(fēng)機(jī)分類可以按氣體流動(dòng)的方向，分為離心式、軸流式、斜流式和橫流式等類型。風(fēng)機(jī)根據(jù)氣流進(jìn)入葉輪后的流動(dòng)方向分為：軸流式風(fēng)機(jī)、離心式風(fēng)機(jī)和斜流(混流)式風(fēng)機(jī)。引風(fēng)機(jī)的性能參數(shù)主要有流量、壓力、功率，效率和轉(zhuǎn)速。另外，噪聲和振動(dòng)的大小也是主要的風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)指標(biāo)。流量也稱風(fēng)量，以單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)風(fēng)機(jī)的氣體體積表示；壓力也稱風(fēng)壓，是指氣體在風(fēng)機(jī)內(nèi)壓力升高值，有靜壓、動(dòng)壓和全壓之分；功率是指風(fēng)機(jī)的輸入功率，即軸功率。風(fēng)機(jī)有效功率與軸功率之比稱為效率。4.3.3噴淋吸收系統(tǒng)

噴淋吸收系統(tǒng)主要由填料、噴淋裝置、除霧裝置、噴淋液循環(huán)泵、吸收塔組成。

（1）填料

填料主要作為布風(fēng)裝置，布置于吸收塔噴淋區(qū)下部，煙氣通過托盤后，被均勻分布到整個(gè)吸收塔截面。這種布風(fēng)裝置對(duì)于提高吸收效率是必要的，除了使主噴淋區(qū)煙氣分布均勻外，吸收塔托盤還使得煙氣與吸收液或洗滌液在托盤上的液膜區(qū)域得到充分接觸。托盤結(jié)構(gòu)為帶分隔圍堰的多孔板，托盤被分割成便于從吸收塔人孔進(jìn)出的板片，水平擱置在托盤支撐的結(jié)構(gòu)上。

（2）噴淋裝置

吸收塔內(nèi)部噴淋系統(tǒng)是由分配母管和噴嘴組成的網(wǎng)狀系統(tǒng)。每臺(tái)吸收塔再循環(huán)泵均對(duì)應(yīng)一個(gè)噴淋層，噴淋層上安裝空心錐噴嘴，其作用是將噴淋液霧化。噴淋液由吸收塔再循環(huán)泵輸送到噴嘴，噴入廢氣中。噴淋系統(tǒng)能使?jié){液在吸收塔內(nèi)均勻分布，流經(jīng)每個(gè)噴淋層的流量相等。

（3）除霧裝置

用于分離煙氣攜帶的液滴。吸收塔除霧器布置于吸收塔頂部最后一個(gè)噴淋組件的上部。煙氣穿過循環(huán)漿液噴淋層后，再連續(xù)流經(jīng)除霧器時(shí)，液滴由于慣性作用，留在擋板上。由于被滯留的液滴也含有固態(tài)物，因此存在在擋板結(jié)垢的危險(xiǎn)，需定期進(jìn)行清洗，除去所含漿液霧滴。

（4）噴淋液循環(huán)泵

吸收塔再循環(huán)泵安裝在吸收塔旁，用于吸收塔內(nèi)噴淋液的再循環(huán)。采用單流和單級(jí)臥式離心泵，包括泵殼、葉輪、軸、導(dǎo)軸承、出口彎頭、底板、進(jìn)口、密封盒、軸封、基礎(chǔ)框架、地腳螺栓、機(jī)械密封和所有的管道、閥門及就地儀表和電機(jī)。工作原理是葉輪高速旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的離心力使流體獲得能量，即流體通過葉輪后，壓能和動(dòng)能都能得到提高，從而能夠被