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文檔簡介
主要大氣污染物控制技術(shù)(一)煙塵掌握技術(shù)大氣中固體顆粒污染物與燃料燃燒關(guān)系親密。削減固體顆粒物的排放可實行兩種措施:一是轉(zhuǎn)變?nèi)剂系臉?gòu)成,以削減顆粒物的生成,比方用自然氣代替煤,用核能發(fā)電取代燃煤發(fā)電等;二是在煙塵排放到大氣環(huán)境之前,采納掌握設(shè)備將塵除掉,以減輕大氣環(huán)境污染程度。這里重點介紹其次類方法。由燃料及其他物質(zhì)燃燒或以電能加熱等過程產(chǎn)生的煙塵,以及對固體物料破裂、篩分和輸送等機械過程產(chǎn)生的粉塵,都是以固態(tài)或液態(tài)的粒子存在于氣體中,從氣體中除去或收集這些固態(tài)或液態(tài)粒子的設(shè)備稱為除塵裝置。依據(jù)主要除塵機理。常用的除塵裝置可分為:(1)機械式除塵裝置;(2)袋式除塵裝置;(3)濕式除塵裝置;(4)電除塵裝置。在選擇除塵裝置時除要考慮所處理的粉塵特性外,還應(yīng)考慮除塵裝置的氣體處理量,除塵裝置的效率及壓力損失等技術(shù)指標(biāo)和有關(guān)經(jīng)濟性能指標(biāo)。干式機械除塵裝置:不用水或其他液體作潤濕劑,僅利用重力、慣性力及離心力等沉降作用去除氣體中粉塵粒子的裝置稱為干式機械除塵裝置。主要的類型有:重力沉降室;慣性力除塵器;離心力除塵器。干式機械除塵裝置主要特點是構(gòu)造簡潔、易于制造、造價低、施工快、便于修理及阻力小等優(yōu)點,因而它們廣泛用于工業(yè)。該類除塵裝置對大粒徑粉塵的去除具有較高的效率,而對于小粒徑粉塵捕獲效率很低。表2-17示出幾種機械除塵裝置的除塵特性。(1) 沉降室除塵:使含塵氣體中的粉塵粒子借助重力作用而到達除塵目的的一種除塵裝置。合塵氣流通過橫斷面積比管道大得多的沉降室時,由于含塵氣流水平流速大大降低,致使其中較大的粒子在沉降室中有足夠的時間受重力作用而沉降。這種沉降室往往安裝在其他收集設(shè)備之前,做為除去較大粒徑塵粒的預(yù)處理裝置,圖2-22是一個簡潔沉降室的降塵示意圖。(2) 旋風(fēng)除塵器:這是利用旋轉(zhuǎn)氣流產(chǎn)生的離心力使塵粒從氣流中分別的裝置。它是由進氣管、筒體、錐體和排氣管等組成,氣流流淌狀況如圖2-23所示。含塵氣流進入除塵器后,沿外壁由上向下作旋轉(zhuǎn)運動,同時有少量氣體沿徑向運動到中心區(qū)域。氣流作旋轉(zhuǎn)運動時,塵粒在離心力作用下逐步移向外壁,到達外壁的塵粒在氣流和重力共同作用下沿壁面落入灰斗。凈化的氣體到達錐體底部后,轉(zhuǎn)而向上沿軸心旋轉(zhuǎn),最終經(jīng)排管排出。這種分別方式使5um以下的塵粒去除效率到達50%。(3) 慣性除塵裝置:使含塵氣流與擋板相撞,或使氣流急劇地轉(zhuǎn)變方向,借助其中粉塵粒子的慣性力使粒子分別并捕集的一種裝置。圖2-24所示是含塵氣流沖擊在兩塊擋板上時塵粒分別的機理。過濾式除塵裝置:又稱空氣過濾器,這是使含塵氣流通過過濾材料將粉塵分別捕集的裝置。采納濾紙或玻璃纖維等填充層做濾料的空氣過濾器,主要用于通風(fēng)及空氣調(diào)整方面的氣體凈化;采納砂、礫、焦炭等顆粒物做為濾料的顆粒層除塵器,在高溫?zé)煔獬龎m方面引入注目;采納纖維織物作濾料的袋式除塵器,主要在工業(yè)尾氣的除塵方面應(yīng)用較廣。這里主要介紹袋式除塵器。它的除塵效率一般可達99%以上,如圖2-25所示。含塵氣流從下部進入圓筒形濾袋,在通過濾料的孔隙時,粉塵被捕集于濾料上,透過濾料的清潔氣體由排出口排出,一個袋室可裝有若干只分布在若干個艙內(nèi)的織物過濾袋,常用濾料由棉、毛、人造纖維織物加工而成。這種方法除塵效率高,操作簡便,適合于含塵濃度低的氣體;其缺點是占地多、修理費用高,不耐高溫、高濕氣流。濕式除塵裝置:濕式除塵裝置是使含塵氣體與液體(一般為水)親密接觸,利用水滴和塵粒的慣性碰撞及其他作用捕集塵?;蚴沽皆龃蟮难b置。它可以有效地將直徑為0.1—20^m的液態(tài)或固態(tài)粒子從氣流中除去,同時,也能脫除氣態(tài)污染物。依據(jù)濕式除塵器的凈化機理,可將其分為7類:重力噴霧洗滌器、離心洗滌器、自激噴霧洗滌器、板式洗滌器、填料洗滌器、文丘里洗滌器、機械誘導(dǎo)噴霧洗滌器。應(yīng)用廣泛的三類濕式除塵器,即噴霧塔式洗滌器、離心洗滌器和文丘里式洗滌器,如圖2-26、2-27所示,圓柱形的噴霧塔是一種最簡潔的濕式除塵裝置,在逆流式噴霧塔中,含塵氣體向上運動,液滴由噴嘴噴出向下運動,因塵粒和液滴之間的慣性碰撞,攔截和分散等作用,使較大的粒子被液滴捕集。這種方法具有構(gòu)造簡潔、造價低、占地面積小,操作及修理便利和凈化效率高等優(yōu)點,能夠處理高溫、高濕的氣流,但要留意設(shè)備和管道的腐蝕以及污水和污泥的處理等問題。電除塵裝置:電除塵器是含塵氣體在通過高壓電場進展電離的過程中,使塵粒荷電,并在電場力的作用下使塵粒沉積在集塵極上,將塵粒從含塵氣體中分別出來的一種除塵設(shè)備。圖2-28是一個簡式電除塵器示意圖。它的集塵極為一圓形金屬管,放電極極線(電暈線)用重錘懸吊在集塵極圓管中心。含塵氣流由除塵器下部進入,凈化后的氣流由頂部排出。這種電除塵器多用于凈化氣體量較大的含塵氣體。此外還有板式電除塵器。這種電除塵器的優(yōu)點是對粒徑很小的塵粒具有較高的去除效率,耐高溫,氣流阻力小,除塵效率不受含塵濃度和煙氣流量的影響,是當(dāng)前較為抱負(fù)的除塵設(shè)備,但設(shè)備投資費用高,占地大,技術(shù)要求高。(二)二氧化硫凈化技術(shù)目前掌握燃燒生成的SO2,主要方法有:燃料脫硫,燃燒過程中脫硫或煙氣脫硫。燃料脫硫煤炭的洗選:廣泛采納的工藝主要是重力分選法,分選后原煤合硫量降低40—90%。凈化效率取決于煤中無機和有機硫的含量。其他正在討論的脫硫方法有浮選法、氧化脫硫法、化學(xué)浸出法、化學(xué)破裂法、細菌脫硫法等多種方法,但尚無工業(yè)有用的價值。煤炭的轉(zhuǎn)化:主要是煤的氣化或液化,即對煤進展脫碳或加氫轉(zhuǎn)變其原有的碳氫比,將煤料變成清潔的二次燃料。煤氣主要是氫、一氧化碳和甲烷等可燃混合氣。煤氣中的硫主要以H2S形式存在,可用濕法脫除大局部H2S,再用干法除去其余局部。煤的液化方法分為二類:直接法(如SRC-II法);間接法(如魯齊氣化-弗-托合成法)。因方法工藝耗水量大,廢水污染嚴(yán)峻,本錢較高等因素影響該方法的普及。重油脫硫:常用的脫硫方法是在鉬、鉆和鎳等的金屬氧化物催化劑作用下,通過高壓加氫反響、切斷C—S的化合鍵,以氫置換出碳,同時氫與硫作用形成硫化氫,從重油中分別出來而除去。目前進展了直接脫硫和間接脫硫兩種工藝。直接脫硫是選用抗中毒性能較好的催化劑,將重油直接引入裝有催化劑的反響塔加氫脫硫。這種方法效果好,可使脫硫重油含硫量下降到1%;間接脫硫,是先將重油減壓蒸餾,分成餾出油和殘油。單獨將餾出油進展高壓加氫脫硫,然后與殘油相混合;或以液化丙烷(或丁烷)作溶劑,對殘油進展處理,分別出瀝青后,再與餾出油混合進展加氫處理。燃燒脫硫:煙氣中SO2濃度一般低于0.5%,給脫硫技術(shù)帶來不少困難,合理地選擇煙氣脫硫工藝必需考慮環(huán)境、經(jīng)濟、社會等多種因素。煙氣脫硫方法一般可分為濕法和干法兩大類。石灰/石灰石洗滌:煙氣由含亞硫酸鈣和硫酸鈣的石灰/石灰石漿液洗滌,SO2與漿液中的堿性物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反響生成亞硫酸鹽和硫酸鹽。漿液中的固體(包括燃煤飛灰)連續(xù)地從漿液中分別出來。氨法:以氨作SO2汲取劑,與其他堿類相比,氨可以保存在汲取產(chǎn)物中制成含氮肥料。以氨溶液汲取SO2時,其化學(xué)反響快速,質(zhì)量傳遞主要受氣相阻力掌握,汲取效率可達90%以上。噴霧枯燥汲取法煙氣脫硫:當(dāng)SO2被霧化了的Ca(OH)2漿液或Na2CO3溶液汲取,同時,溫度較高的煙氣使液滴枯燥脫水,形成干固體廢物。干廢物(由亞硫酸鹽、硫酸鹽、未反響的汲取劑和飛灰組成)由袋式除塵器或電除塵器捕集,這是目前唯一工業(yè)化的干法煙氣脫硫技術(shù),并漸漸替代傳統(tǒng)的濕式洗滌器。流化床燃燒脫硫:流化床燃燒本質(zhì)上是一種低溫燃燒過程,爐內(nèi)存有局部復(fù)原氣氛,因而NOx的發(fā)生量削減,常用的脫硫劑系石灰石或白云石。將它們粉碎成與煤同樣的粒度即粒徑在2mm左右,與煤同時參加爐內(nèi),在1073—1173K下燃燒,石灰石受熱分解析出CO2,形成多孔的氧化鈣并進而與SO2作用,生成硫酸鹽,以到達固硫的目的。目前流化床燃燒脫硫技術(shù)只適用于中小容量的工業(yè)鍋爐和爐窯。低濃度SO2的吸附凈化:一般采納活性炭作吸附劑。當(dāng)煙氣中含有足量的水蒸氣和氧時,SO2伴隨著發(fā)生化學(xué)吸附,在活性炭外表上發(fā)生化學(xué)反響,SO2氧化成SO3,并與H2O反響生成稀硫酸。用金屬鹽浸漬吸附劑可以增加對SO2的吸著率。這種方法的脫硫率可達90%。(三)汽車尾氣的催化凈化近年來,城市建立和交通事業(yè)進展很快,汽車尾氣對城市大氣的污染日趨嚴(yán)峻,凈化汽車尾氣已成為一些城市愛護大氣環(huán)境的重要課題。汽車尾氣中主要含烴類、CO和NOx等有害物質(zhì),前兩種是燃料不完全燃燒所產(chǎn)生,NOx則是由汽缸中的高溫條件所造成的,在汽車發(fā)動過程中排放的這些成分造成環(huán)境污染。催化轉(zhuǎn)化法,因其反響快,設(shè)備體積小,污染物可直接轉(zhuǎn)化為無害物,加上發(fā)動機排氣具有足夠高的溫度,適用于汽車尾氣凈化。汽車尾氣的完全催化轉(zhuǎn)化一般是分兩步完成的:一步是催化復(fù)原NOx另一步
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