第四章 化工廢氣污染控制

第四章化工廢氣污染控制空氣污染基本知識(shí)一、大氣、空氣和空氣污染對(duì)人類有影響的：距地面10km地球半徑大氣厚度氮78.06%氧20.95%氬0.93%其他氣體<0.1%有害物質(zhì)：煙塵、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、碳?xì)浠衔锏却髿馕廴驹矗汗I(yè)和交通迅速發(fā)展，城市人口高度集中，工廠排放的濃煙，汽車、輪船、火車、飛機(jī)等排放的大量有害氣體和粉塵等造成大氣污染的日益嚴(yán)重。汽車尾氣工業(yè)廢氣大氣污染的主要危害：不但危害人的健康還影響動(dòng)植物的生長(zhǎng)，破壞建筑物，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)改變世界的氣候。例如氣候變暖、破壞臭氧層、形成酸雨。沙漠化“厄爾尼諾”現(xiàn)象是指南美赤道附近（約北緯4度至南緯4度，西經(jīng)150度至90度之間）幅度數(shù)千公里的海水帶的異常增溫現(xiàn)象。大氣污染的后果能有多嚴(yán)重？外星人、騎掃帚飛的巫婆、丘比特都被熏掉下來(lái)了。二、空氣污染的危害空氣污染對(duì)人體的危害途徑：呼吸道吸入隨食物和飲水?dāng)z入體表接觸侵入1.大氣顆粒物4.氮氧化物5.光化學(xué)氧化劑3.一氧化碳2.二氧化硫空氣污染對(duì)人體健康的危害

臭氧對(duì)鼻子、咽喉、肺等呼吸器官有刺激作用，運(yùn)動(dòng)時(shí)則吸入更嚴(yán)重。所有大氣污染物中散布最廣的一種，嚴(yán)重阻礙血液輸氧，引起缺氧中毒。

NO2對(duì)呼吸器官有刺激性，可引起肺水腫、慢性支氣管炎等疾病，若與SO2共存，則危害更重。

損害肝臟。且由于SO2通常與多種污染物共存，吸入之后產(chǎn)生的復(fù)合作用危害更大。

顆粒物的大小決定其沉積于呼吸道中的位置；化學(xué)組成決定沉積位置上對(duì)組織的影響。三、空氣污染源（一）工業(yè)排放的廢氣

各類工業(yè)向空氣排放的主要污染物見下表：部門企業(yè)類別排出主要污染物電力火力發(fā)電廠煙塵、SO2、NOx、CO、苯并芘等冶金鋼鐵廠有色金屬冶煉廠焦化廠煙塵、SO2、CO、氧化鐵塵、氧化錳塵、錳塵等煙塵(Cu、Cd、Pb、Zn等重金屬)、SO2等煙塵、SO2、CO、H2S、酚、苯、萘、烴類等化工石油化工廠氮肥廠磷肥廠氯堿廠化學(xué)纖維廠硫酸廠合成橡膠廠農(nóng)藥廠冰晶石廠SO2、H2S、NOx、氰化物、氯化物、烴類等煙塵、NOx、CO、NH3、硫酸氣溶膠等煙塵、氟化氫、硫酸氣溶膠等氯氣、氯化氫、汞蒸氣等煙塵、H2S、NH3、CS2、甲醇、丙酮等SO2、NOx、砷化物等烯烴類、丙烯腈、二氯乙烷、二氯乙醚、乙硫醇等砷化物、汞蒸氣、氯氣、農(nóng)藥等氟化氫等機(jī)械機(jī)械加工廠儀表廠煙塵等汞蒸氣、氰化物等輕工燈泡廠造紙廠煙塵、汞蒸氣等煙塵、硫醇、H2S等建材水泥廠水泥塵、煙塵等（二）交通運(yùn)輸工具排放的廢氣（三）室內(nèi)空氣污染源四、空氣中的污染物及其存在狀態(tài)

（一）分子狀態(tài)污染物（二）粒子狀態(tài)污染物粒徑大于l0μm的顆粒物能較快地沉降到地面上，稱為降塵。粒徑小于10μm的顆粒物可長(zhǎng)期飄浮在空氣中，稱為可吸入顆粒物或飄塵。五、空氣中污染物的時(shí)空分布特點(diǎn)

與其他環(huán)境要素中的污染物質(zhì)相比較，空氣中的污染物質(zhì)具有隨時(shí)間、空間變化大的特點(diǎn)?？諝馕廴疚锏臅r(shí)空分布及其濃度與污染物排放源的分布、排放量及地形、地貌、氣象等條件密切相關(guān)。六、空氣中污染物濃度表示方法

（一）單位體積質(zhì)量濃度指單位體積空氣中所含污染物的質(zhì)量數(shù)，常用mg/m3或μg/m3表示。（二）體積比濃度指100萬(wàn)體積空氣中含污染氣體或蒸氣的體積數(shù)，常用mL/m3和μL/m3表示。兩種濃度表示方法之間的換算：第一節(jié)化工廢氣的來(lái)源分類及特點(diǎn)一、化工廢氣的來(lái)源

各種化工產(chǎn)品在每個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)都會(huì)產(chǎn)生并排出廢氣，造成對(duì)環(huán)境的污染。其來(lái)源有以下幾個(gè)方面。①化學(xué)反應(yīng)中產(chǎn)生的副反應(yīng)和反應(yīng)進(jìn)行不完全所產(chǎn)生的廢氣。

②產(chǎn)品加工和使用過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣以及搬運(yùn)、破碎、篩分及包裝過(guò)程中產(chǎn)生的粉塵等。③生產(chǎn)技術(shù)路線及設(shè)備陳舊落后，造成反應(yīng)不完全，生產(chǎn)過(guò)程不穩(wěn)定，從而產(chǎn)生不合格的產(chǎn)品或造成物料的“跑、冒、滴、漏”。一、化工廢氣的來(lái)源④開、停車或因操作失誤，指揮不當(dāng)，管理不善造成廢氣的排放。⑤化工生產(chǎn)中排放的某些氣體，在光或雨的作用下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，也能產(chǎn)生有害氣體。一、化工廢氣的來(lái)源二、化工廢氣的分類

按工業(yè)來(lái)源分可分為三大類:1.無(wú)機(jī)化工：化肥工業(yè)；無(wú)機(jī)鹽工業(yè)等2.有機(jī)工業(yè)：有機(jī)合成工業(yè)；農(nóng)藥；染料；涂料；3.其他：既含有機(jī)污染也含無(wú)機(jī)污染物，氯堿、煉焦等按存在的狀態(tài)分顆粒物或氣溶膠污染物-粉塵氣態(tài)污染物二、化工廢氣的分類

粉塵污染物含有硅、鋁、鐵、鎳、釩、鈣等氧化物及浮游物質(zhì)氣態(tài)污染物SO2、NOX、氟化物、氯化物、硫化物及各種有機(jī)氣體惡臭二、化工廢氣的分類

惡臭污染排放標(biāo)準(zhǔn)控制項(xiàng)目(有8項(xiàng))

惡臭物質(zhì)主要來(lái)源臭氣性質(zhì)氨畜產(chǎn)品農(nóng)場(chǎng)、雞類干燥場(chǎng)、復(fù)合肥料制造工業(yè)、淀粉制造業(yè)、魚的腸和骨處理廠、皮革廠、垃圾處理廠、污水處理廠、飼料和肥料等化工制造廠特殊的刺鼻味三甲基胺畜產(chǎn)品農(nóng)場(chǎng)、魚的腸和骨處理廠、復(fù)合肥料制造工業(yè)、飼料和肥料等化工制造廠、水產(chǎn)、罐頭制造廠腐爛性魚臭硫化氫畜產(chǎn)品農(nóng)場(chǎng)、硬紙板紙漿制造工業(yè)、淀粉制造業(yè)、玻璃制造工業(yè)、硫磺制造業(yè)、飲料等合成廠、魚的腸和骨處理廠、毛皮處理廠(皮革廠)、垃圾處理場(chǎng)廠、糞便處理廠、污水處理廠等腐爛性蛋臭甲硫醇紙漿廠、飼料肥料等制造廠、魚的腸和骨處理廠、垃圾處理廠、糞便處理廠、污水處理廠等腐爛性洋蔥臭硫化甲基紙漿廠、飼料肥料等制造廠、魚的腸和骨處理廠、糞便處理廠、污水處理廠等腐爛性卷心菜臭乙醛乙醛制造廠、醋酸制造廠、醋酸乙脂制造廠、香煙廠、復(fù)合肥料廠、魚的腸和骨處理廠、氯丁二烯橡膠生產(chǎn)廠等魚腥刺激臭二硫化甲基紙漿廠、飼料肥料等制造廠、魚的腸和骨處理廠、糞便處理廠、污水處理廠等腐爛性卷心菜臭苯乙烯苯乙烯制造廠、聚苯乙烯生產(chǎn)、加工工廠、高強(qiáng)度聚苯乙烯廠、增強(qiáng)塑料制品生產(chǎn)廠、膠合板制造工廠等乙醚臭三、化工廢氣的特點(diǎn)

1．種類繁多由于化學(xué)工業(yè)行業(yè)比較多，每個(gè)行業(yè)所用的化工原料千差萬(wàn)別，即使同一產(chǎn)品所用的工藝路線、同一工藝的不同時(shí)間都有差異，生產(chǎn)過(guò)程化學(xué)反應(yīng)繁雜。因此，造成化工廢氣種類繁多。

2．組成復(fù)雜

化工廢氣中常含有多種復(fù)雜的有毒成分。例如，農(nóng)藥、染料、氯堿等行業(yè)廢氣中，既含有多種無(wú)機(jī)化合物，又含有多種有機(jī)化合物。此外，從原料到產(chǎn)品，由于經(jīng)過(guò)許多復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生多種副產(chǎn)物，致使某些廢氣的組成變得更加復(fù)雜。3.污染物濃度高

不少化工企業(yè)由于缺乏改造的資金和技術(shù)，同時(shí)加上管理不善、操作工人素質(zhì)不高、工藝設(shè)備陳舊等因素，導(dǎo)致產(chǎn)品陳舊，原材料流失嚴(yán)重，廢氣中污染物濃度高。

4．污染面廣，危害性大

我國(guó)有6000多個(gè)化工企業(yè)，中、小型企業(yè)約占90%,特別是近幾年，由于化工產(chǎn)品供不應(yīng)求，各地盲目地建設(shè)了一大批鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，進(jìn)一步擴(kuò)大了污染面?；U氣常含有致癌、致畸、致突變、惡臭、強(qiáng)腐蝕性及易燃、易爆性的組分，對(duì)生產(chǎn)裝置、人身安全與健康及周圍環(huán)境造成嚴(yán)重危害。四、主要大氣污染物

目前對(duì)環(huán)境和人類產(chǎn)生危害的大氣污染物約有100種左右。具有普遍性的污染物有:顆粒物、二氧化硫、氮氧化物、碳氧化物、碳?xì)浠衔锏?。四、主要大氣污染?/p>

按照污染物存在的形態(tài)分：

顆粒污染物氣態(tài)污染物（一）顆粒物

顆粒物是指除氣體之外的包含于大氣中的物質(zhì)，包括：固體、液體和氣溶膠。其中有固體的灰塵、煙塵、煙霧，以及液體云霧和霧滴，其粒徑范圍主要在0.l-200μm之間。按粒徑的差異，可以分為降塵和飄塵兩種。顆粒物的粒度、性質(zhì)和成因1.降塵

指粒徑大于10μm，在重力作用下可以降落的顆粒狀物質(zhì)。其多產(chǎn)生于固體破碎、燃燒殘余物的結(jié)塊及研磨粉碎的細(xì)碎物質(zhì)。自然界刮風(fēng)及沙暴也可以產(chǎn)生降塵。

指粒徑小于10μm的煤煙、煙氣和霧在內(nèi)的顆粒狀物質(zhì)。由于這些物質(zhì)粒徑小、質(zhì)量輕，在大氣中呈懸浮狀態(tài)，且分布極為廣泛。飄塵可以通過(guò)呼吸道被人吸入體內(nèi)，對(duì)人體造成危害。

2.飄塵

顆粒物自污染源排出后，常因空氣動(dòng)力條件的不同、氣象條件的差異而發(fā)生不同程度的遷移。降塵受重力作用可以很快降落到地面，而飄塵則可在大氣中保存很久。顆粒物還可以作為水汽等的凝結(jié)核，參與形成降水過(guò)程。2.飄塵

（a）粉塵（dust）粒徑1～200μm，主要機(jī)械作用或是土壤、巖石的風(fēng)化形成的，如粘土粉塵、煤粉等。（b）煙（fume）粒徑0.01～1μm，主要由冶金過(guò)程熔融物質(zhì)揮發(fā)后生成的氣態(tài)物質(zhì)的冷凝物，如PbO煙、ZnO煙等。幾種顆粒物的區(qū)分（c）飛灰（flyash）燃料燃燒產(chǎn)生的煙氣排出的分散的較細(xì)的灰分。（d）黑煙（smoke）燃料燃燒產(chǎn)生的能見氣溶膠。（e）霧（fog）粒徑小于100m，氣體中液滴懸浮體的總稱，如水霧、酸霧、油霧。幾種顆粒物的區(qū)分①遮擋陽(yáng)光，使氣溫降低，或形成冷凝核心，使云霧和雨水增多，以致影響氣候；②使可見度降低，交通不便，航空與汽車事故增加；③可見度差，照明耗電增加，燃料消耗隨之增多，因此空氣污染也更嚴(yán)重．形成惡性循環(huán)；顆粒物危害④燃煤時(shí)生成的SOx，再加上微粒的作用，對(duì)呼吸系統(tǒng)的危害特別大；⑤用四乙基鉛作汽油的防爆劑時(shí)，排入空氣中的鉛有97％為直徑小于0.5m的微粒，分布很廣，危害很大。顆粒物危害（二）氣態(tài)污染物二次污染物是指由一次污染物與大氣中已有組分或幾種一次污染物之間經(jīng)過(guò)一系列化學(xué)或光化學(xué)反應(yīng)生成的與一次污染物性質(zhì)不同的新污染物質(zhì)。主要污染物：SO2、SO3SO2是一種無(wú)色、具有刺激性氣味的不可燃?xì)怏w，是一種分布廣、危害大的主要大氣污染物。性質(zhì)：有刺激性氣味；SO2能與水反應(yīng)生產(chǎn)亞硫酸；SO3能與水反應(yīng)生成硫酸。1．硫化物

SO2來(lái)源：

燃煤及燃料油等含硫物質(zhì)燃燒產(chǎn)生，其次是來(lái)自自然界，如火山爆發(fā)、森林起火等產(chǎn)生。

1．硫化物危害：（a）對(duì)人體健康造成危害，二氧化硫?qū)θ梭w的結(jié)膜和上呼吸道粘膜有強(qiáng)烈刺激性，可損傷呼吸器管可致支氣管炎、肺炎，甚至肺水腫呼吸麻痹，還有促癌作用。1．硫化物危害：（b）會(huì)形成硫酸煙霧，危害更大（c）對(duì)植物造成傷害，破壞葉面結(jié)構(gòu)，使植物葉片變黃甚至枯死；1．硫化物（d）金屬材料、房屋建筑、棉紡化纖織品、皮革紙張等制品容易引起腐蝕，剝落、褪色而損壞。1．硫化物危害：

碳氧化物主要有兩種物質(zhì)，即CO和CO2。CO主要是由含碳物質(zhì)不完全燃燒產(chǎn)生的、而天然源較少。CO是城市大氣中數(shù)量最多的污染物（約占大氣污染物總量的1/3）。主要來(lái)源：汽車尾氣。2．碳氧化物

CO是無(wú)色無(wú)臭的有毒氣體，其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，對(duì)植物等會(huì)造成危害;高濃度的CO可以被血液中的血紅蛋白吸收，對(duì)人體造成致命傷害。

2．碳氧化物C02是大氣中一種“正?！背煞?參與地球上的碳平衡，它主要來(lái)源于生物的呼吸作用和化石燃料等的燃燒。CO2對(duì)整個(gè)地-氣系統(tǒng)中的長(zhǎng)波輻射收支平衡產(chǎn)生影響，并可能導(dǎo)致溫室效應(yīng)。

2．碳氧化物

空氣中含氮的氧化物有:一氧化二氮（N2O）、一氧化氮（NO）、二氧化氮（NO2）、三氧化二氮（N2O3）、四氧化二氮(N2O4)和五氧化二氮(N2O5)等多種化合物。3．氮氧化物來(lái)源：天然排放：土壤、海洋中有機(jī)物的分解，屬于自然界的氮循環(huán)過(guò)程。人為活動(dòng)排放：燃料燃燒、汽車尾氣、生產(chǎn)使用硝酸的過(guò)程，如氮肥廠、有機(jī)中間體廠、有色及黑色金屬冶煉廠等3．氮氧化物在高溫燃燒條件下，NOX主要以NO的形式存在，最初排放的NOX中NO約占95%。但是，NO在大氣中極易與空氣中的氧發(fā)生反應(yīng)，生成NO2，故大氣中NOX普遍以NO2形式存在。3．氮氧化物危害：（a）毀壞棉花，尼龍等織物；（b）損害植物—使柑桔落葉、發(fā)生萎黃病和減產(chǎn)；（c）會(huì)導(dǎo)致光化學(xué)煙霧，形成酸雨。引起急性呼吸道病變。(d)消耗臭氧3．氮氧化物碳?xì)浠衔锇ǎ和闊N、烯烴和芳烴等復(fù)雜多樣的物質(zhì)組成。主要來(lái)源：自然源——生物分解；（CH4）人為源——不完全燃燒和有機(jī)物的揮發(fā)。4．碳?xì)浠衔锶藶閬?lái)源：石油燃料的不充分燃燒和石油類的蒸發(fā)過(guò)程。在石油煉制、石油化工生產(chǎn)中也產(chǎn)生多種碳?xì)浠衔铩Ｈ加偷臋C(jī)動(dòng)車亦是主要的碳?xì)浠衔镂廴驹?，交通線上碳?xì)浠衔餄舛扰c交通密度密切相關(guān)。4．碳?xì)浠衔镏饕：π纬晒饣瘜W(xué)煙霧碳?xì)浠衔镏械亩喹h(huán)芳烴化合物，具有明顯的致癌作用，已引起人們的密切關(guān)注。4．碳?xì)浠衔镂?、廢氣中主要污染物的影響

大氣中的污染物對(duì)環(huán)境和人體都會(huì)產(chǎn)生很大的影響，歷史上曾發(fā)生過(guò)著名的大氣污染事件，八大公害事件中有五大公害屬于大氣污染事件，如日本的四日市哮喘病事件，英國(guó)的倫敦?zé)熿F事件，美國(guó)洛杉磯光化學(xué)煙霧事件等。洛衫磯煙霧倫敦?zé)熿F倫敦型煙霧與洛杉磯煙霧的比較項(xiàng)目倫敦型洛杉磯型概況污染物燃料氣象條件季節(jié)氣溫濕度日光臭氧濃度出現(xiàn)時(shí)間毒性發(fā)生較早(1873)，已多次出現(xiàn)顆粒物、SO2、硫酸霧等煤

冬季低(4℃以下)高弱低白天夜間連續(xù)對(duì)呼吸道有刺激作用，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致死亡發(fā)生較晚(1946)，發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)碳?xì)浠衔?、NOx、O3、PAN、醛類等汽油、煤氣、石油

夏秋高(24℃以上)低強(qiáng)高白天對(duì)眼和呼吸道有強(qiáng)刺激作用。O3、PAN等氧化劑有強(qiáng)氧化破壞作用，嚴(yán)重可導(dǎo)致死亡五、廢氣中主要污染物的影響

大氣污染不僅影響到其周圍環(huán)境，而且對(duì)全球環(huán)境也帶來(lái)影響，如溫室氣體效應(yīng)、酸雨、南極臭氧空洞等，其結(jié)果對(duì)全球的氣候、生態(tài)、農(nóng)業(yè)、森林產(chǎn)生一系列的影響?！翱罩械乃郎瘛薄嵊暄杆贁U(kuò)大的“臭氧層空洞”1985年南極地區(qū)發(fā)現(xiàn)臭氧層空洞以后，1988年發(fā)現(xiàn)北極上空也出現(xiàn)了一個(gè)臭氧層空洞。兩個(gè)空洞都一直以極其驚人的速度擴(kuò)大。

“溫室效應(yīng)”下的地球五、廢氣中主要污染物的影響

大氣污染物可以通過(guò)各種途徑降到水體、土壤和作物中影響環(huán)境，并通過(guò)呼吸、皮膚接觸、食物、飲用水等進(jìn)入人體，引起對(duì)人體健康和生態(tài)環(huán)境造成直接的近期或遠(yuǎn)期的危害。顆粒污染物控制技術(shù)氣態(tài)污染物控制技術(shù)六、大氣污染物的治理技術(shù)

1加強(qiáng)規(guī)劃管理2推行清潔生產(chǎn)，改善能源結(jié)構(gòu)（1）

改變?nèi)剂蠘?gòu)成（2）

對(duì)燃料進(jìn)行處理（3）

進(jìn)行技術(shù)生產(chǎn)工藝改革綜合利用廢氣（4）

采用集中供熱和聯(lián)片供暖（5）

積極開發(fā)清潔能源。3綜合防治汽車尾氣及揚(yáng)塵污染控制大氣污染的基本原則和措施六、大氣污染物的治理技術(shù)

各種生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的空氣污染物，按其存在狀態(tài)可分為兩大類:其一是氣溶膠態(tài)污染物，如粉塵、煙塵、霧滴和塵霧等顆粒狀污染物。其二是氣態(tài)污染物，如SO2,NOx,CO,NH3，H2S有機(jī)廢氣等主要以分子狀態(tài)存在于廢氣中。治理方法顆粒狀污染物：利用其質(zhì)量較大的特點(diǎn)，通過(guò)外力的作用。將其分離出來(lái)，通常稱為除塵。六、大氣污染物的治理技術(shù)

六、大氣污染物的治理技術(shù)

治理方法氣態(tài)污染物：利用污染物的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，通過(guò)采用冷凝、吸收、吸附、燃燒、催化等方法進(jìn)行處理。以下各節(jié)擬就除塵技術(shù)和氣體污染物的一般治理方法進(jìn)行介紹。大氣污染控制技術(shù)及所能凈化的污染物第二節(jié)除塵技術(shù)

一、粉塵的特性

化學(xué)工業(yè)所排放出廢氣中的粉塵污染物，主要是含有硅、鋁、鐵、鎳、釩、鈣等氧化物及粒度在103μm以下的浮游物質(zhì)。這些物質(zhì)都會(huì)污染周圍的環(huán)境，為此，控制所排放出廢氣中的粉塵污染物的數(shù)量，是大氣環(huán)境保護(hù)的重要內(nèi)容。一、粉塵的特性粉塵性質(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、毒性和爆炸性等。粉塵的物理性質(zhì)，對(duì)于確定采用的何種除塵方法有重要影響。二、各種塵粒爆炸濃度的下限某些塵粒在氣體中達(dá)到一定濃度就可能引起爆炸，各種塵粒爆炸的最低濃度即爆炸濃度下限，見表4-3所示。三、除塵裝置煙氣治理的基本流程煙氣中顆粒物的消除1.除塵器分類（1）機(jī)械力除塵器：重力沉降室；慣性沉降室和旋風(fēng)除塵器；（2）過(guò)濾式除塵器：袋式除塵器和顆粒層除塵器；（3）靜電除塵器：干式靜電除塵器和濕式靜電除塵器；（4）濕式除塵器：噴霧塔、填料塔、文丘里洗滌器等。重力沉降室機(jī)理：利用含塵氣體中的顆粒受重力作用而自然沉降的原理。旋風(fēng)除塵器機(jī)理：使含塵氣體作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，利用離心力作用將塵粒從氣流中分離并被捕集。袋式除塵器電除塵器機(jī)理：利用靜電力將固體或液體顆粒從氣流中分離并被捕集。濕式除塵器機(jī)理：用水或其它液體與含塵廢氣相互接觸，從而實(shí)現(xiàn)分離和捕集塵粒和吸收有害氣體。2．除塵裝置的選擇和組合

作為除塵器的性能指標(biāo)，通常有下列六項(xiàng):即(l)除塵器的除塵效率;(2)除塵器的處理氣體量;(3)除塵器的壓力損失;(4)設(shè)備基建投資與運(yùn)轉(zhuǎn)管理費(fèi)用;

2．除塵裝置的選擇和組合

(5)使用壽命;(6)占地面積或占用空間體積。前三項(xiàng)屬于技術(shù)性指標(biāo)，后三項(xiàng)屬于經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。這些項(xiàng)目是相互聯(lián)系，相互制約的。第三節(jié)氣態(tài)污染物的處理技術(shù)大氣污染，是指由于有害的氣態(tài)污染物進(jìn)入大氣，使大氣在成分、氣味、顏色和性質(zhì)等方面發(fā)生變化，危害生物生活環(huán)境，影響人體健康和動(dòng)植物的生存。概述化學(xué)工業(yè)所排放廢氣中的主要污染物有：二氧化硫、氮氧化物、氟化物、氯化物、碳化物及各種有機(jī)氣體等。概述近年，由于石油化工的迅速發(fā)展和大量利用含硫燃料作為能源，使得二氧化硫和氮氧化物對(duì)大氣所造成的污染更為嚴(yán)重。目前處理氣態(tài)污染物的方法，主要有吸收、吸附、催化轉(zhuǎn)化、冷凝和燃燒等方法。概述一、吸收法

1．吸收法及分類吸收是利用氣體混合物中不同組分在吸收劑中溶解度的不同，或者與吸收劑發(fā)生選擇性化學(xué)反應(yīng)，從而將有害組分從氣流中分離出來(lái)的過(guò)程。

氣體吸收可以分為物理吸收和化學(xué)吸收。(1)物理吸收，溶解的氣體與溶劑或溶劑中某種成分并不發(fā)生任何化學(xué)反應(yīng)。1．吸收法及分類

(2)化學(xué)吸收，溶解的氣體與溶劑或與溶劑中某一成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)?；瘜W(xué)吸收和物理吸收相比，前者吸收速率較大，因?yàn)檫@時(shí)的吸收推動(dòng)力增大，傳質(zhì)系數(shù)一般都有所提高。1．吸收法及分類

2．吸收液

在吸收操作中，選擇合適的吸收液是很重要的。(1)吸收液的選擇，應(yīng)從下列因素考慮。①要求對(duì)有害組分的溶解度盡量大，對(duì)其余組分則盡量小;②吸收液的蒸氣壓應(yīng)盡量低;③盡量不采用腐蝕性介質(zhì);

④粘度要低，比熱不大，不起泡;⑤盡可能無(wú)毒、難燃，且化學(xué)穩(wěn)定性好，冰點(diǎn)要低;⑥來(lái)源充足，價(jià)格低廉，最好能就地取材，易再生重復(fù)使用;⑦使用中有利于有害組分的回收利用。(1)吸收液的選擇，應(yīng)從下列因素考慮。

主要分為以下四種水堿性吸收液酸性吸收液有機(jī)吸收液（2）吸收液種類①水用于吸收易溶的有害氣體，水吸收效率與吸收溫度有關(guān)，一般隨著溫度的增高，吸收效率下降。

（2）吸收液種類②堿性吸收液用于吸收那些能和堿起反應(yīng)的有害氣體。如二氧化硫、氮氧化物、硫化氫、氯化氫、氯氣等。常用的堿性吸收液有:氫氧化鈉、氫氧化鈣、氨水、碳酸鈉等。（2）吸收液種類③酸性吸收液可以增加有害氣體在稀酸中的溶解度或發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。如一氧化碳和二氧化氮在一定濃度的稀硝酸中的溶解度比在水中大得多，濃硫酸也可以吸收一氧化氮。

（2）吸收液種類④有機(jī)吸收液有機(jī)廢氣一般可以用有機(jī)吸收液。如洗油吸收苯和瀝青煙，聚乙烯醚、冷甲醇、二乙醇胺等均可作為有機(jī)吸收液，能去除一部分有害酸性氣體，如硫化氫、二氧化碳等。（2）吸收液種類各種吸收裝置的性能比較見表4-7。

3．吸收塔用于凈化操作的吸收塔大多數(shù)為：填料塔、篩板塔、噴淋塔。(1)填料塔填料塔屬于微分接觸逆流操作，塔內(nèi)以填料作為氣液接觸的基本構(gòu)件。3．吸收塔(2)板式塔板式塔屬于逐級(jí)接觸逆流操作，塔內(nèi)以塔板作為氣液接觸的基本構(gòu)件。(3)噴淋塔噴淋塔內(nèi)既無(wú)填料也無(wú)塔板，所以又稱之為空心吸收塔。操作時(shí)液體由塔頂進(jìn)入，而氣體由塔底部進(jìn)入塔體，凈化后的氣體由塔頂排出。3．吸收塔二、吸附法

1.吸附原理與分類氣體混合物與適當(dāng)?shù)亩嗫仔怨腆w接觸，利用固體表面存在的未平衡的分子引力或化學(xué)鍵力，把混合物中某一組分或某些組分吸留在固體表面上，這種分離氣體混合物的過(guò)程稱為氣體吸附。

1.吸附原理與分類

根據(jù)吸附力不同，吸附可以分為物理吸附和化學(xué)吸附。吸附過(guò)程包括以下三個(gè)步驟。(1)使氣體和固體吸附劑進(jìn)行接觸，以便氣體中的可吸附部分被吸附在吸附劑上;(2)將未被吸附的氣體與吸附劑分開;（3）進(jìn)行吸附劑的再生，或更換新吸附劑。2.吸附劑

常用的氣體吸附劑有：骨碳、硅膠、磯土(氧化鋁)、鐵礬土、漂白土、分子篩、絲光沸石和活性炭等，其物理性質(zhì)見表4-9所示。2.吸附劑

在大氣污染控制方面應(yīng)用最廣的吸附劑是活性炭。良好的吸附劑應(yīng)滿足如下要求:①吸附量大，特別是保持吸附量大;②選擇性好;③解吸容易;④機(jī)械強(qiáng)度高，化學(xué)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定性好;⑤吸力小;⑥吸附劑便于再生;⑦廉價(jià)。其中最重要的條件是吸附量大。3．吸附裝置根據(jù)吸附器內(nèi)吸附劑床層的特點(diǎn)，可將氣體吸附器分為三種類型：固定床移動(dòng)床流化床三、催化法1．催化作業(yè)與分類利用催化劑的催化作用，將廢氣中的氣體有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)或轉(zhuǎn)化為易于去除的物質(zhì)的一種廢氣治理技術(shù)。1．催化作業(yè)與分類催化法可直接將有害物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)害物，這不僅避免產(chǎn)生二次污染，而且可簡(jiǎn)化操作過(guò)程。催化轉(zhuǎn)化法分為：催化氧化法、催化還原法。1．催化作業(yè)與分類催化法優(yōu)點(diǎn)：效率高，操作簡(jiǎn)單等。催化法的缺點(diǎn)：催化劑價(jià)格較高，廢氣預(yù)熱需要一定的能量，即需添加附加的燃料使得廢氣催化燃燒。方法的關(guān)鍵是選擇合適的催化劑，并延長(zhǎng)催化劑的使用壽命。2．催化劑固體催化劑表面只有厚度20-30nm起催化作用。為了節(jié)約催化劑，提高催化劑的活性、穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度，通常把催化劑附載在有一定比表面積的惰性物質(zhì)上，這種惰性物質(zhì)稱為載體，而所附載的催化劑稱為活性組分。2．催化劑催化劑一般為金屬鹽類或金屬，主要有鉑、鈀、鍺等貴金屬以及錳、鐵、鈷、鎳、銅、釩等的氧化物。根據(jù)活性組分的不同，催化劑可分為貴金屬和非貴金屬催化劑兩大類。2．催化劑典型的載體為氧化鋁、鐵礬土、石棉、陶土、活性炭和金屬絲等。載體可為球狀、圓柱狀、絲狀、網(wǎng)狀、蜂窩狀等。3．催化轉(zhuǎn)化裝置典型的氣體催化轉(zhuǎn)化裝置由一個(gè)接觸器或反應(yīng)器所組成，其中的催化劑以單層或多層固定床形式排列而裝在管中或特殊結(jié)構(gòu)的容器中。四、燃燒法1.燃燒法原理與分類燃燒法是通過(guò)熱氧化燃燒或高溫分解的原理，將廢氣中的可燃有害成分轉(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)的方法，又稱焚化法。例如含烴廢氣在燃燒中被氧化成無(wú)害的CO2和H20。此外燃燒法還可以消煙、除臭。1.燃燒法原理與分類燃燒法己被廣泛應(yīng)用于石油化工、有機(jī)化工、食品化工,涂料和油漆的生產(chǎn)、金屬漆包線的生產(chǎn)、紙漿和造紙、動(dòng)物飼養(yǎng)場(chǎng)、城市廢物的干燥和焚燒處理等主要含有有機(jī)污染物的廢氣治理。1.燃燒法原理與分類通過(guò)燃燒法處理廢氣中的污染物有:碳?xì)浠衔?、甲烷、苯、二甲苯、一氧化碳、硫化氫、惡臭物質(zhì)、黑煙(含炭粒和油煙)。燃燒法可分為直接燃燒和催化燃燒兩種方法。2.燃燒裝置燃燒法工藝簡(jiǎn)單、操作方便，而且有機(jī)廢氣濃度越高越有利。并可回收熱能。但處理可燃組分含量低的廢氣時(shí)，需預(yù)熱耗能。采用這種方法時(shí)，還必須注意控制燃燒溫度和燃燒時(shí)間，不然，有機(jī)物會(huì)炭化成顆粒，以粉塵形式隨煙氣外排，造成二次污染。五、冷凝法1．冷凝法原理冷凝法是利用物質(zhì)在不同溫度下具有不同飽和蒸氣壓這一性質(zhì)，采用降低系統(tǒng)溫度或提高系統(tǒng)壓力，使處于蒸氣狀態(tài)的污染物冷凝并從廢氣中分離出來(lái)的過(guò)程。1．冷凝法原理冷凝法在理論上可以達(dá)到很高的凈化程度，但對(duì)有害物質(zhì)要求控制到百萬(wàn)分之幾，則所需要的費(fèi)用很高。所以冷凝法不適宜處理低濃度的廢氣，常作為吸附、燃燒等凈化高濃度廢氣的前處理，以便減輕這些方法的負(fù)荷。

1．冷凝法原理冷凝法對(duì)有害氣體的去除程度，與冷卻溫度和有害成分的飽和蒸氣壓有關(guān)。2．冷凝器

冷凝法設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便，并容易回收較純產(chǎn)品。冷凝器分為表面冷凝器和接觸冷凝器兩大類。六、氣態(tài)污染物處理的高新技術(shù)生物法膜分離法電子束照射法研究開發(fā)氯氟烴替代物1．生物法

廢氣的生物法處理是利用微生物的生命活動(dòng)過(guò)程把廢氣中氣態(tài)污染物轉(zhuǎn)化成少害甚至無(wú)害的物質(zhì)。1．生物法生物處理不需要再生過(guò)程和其他高級(jí)處理，與其他凈化方法相比，其處理設(shè)備簡(jiǎn)單、費(fèi)用又低，并可以達(dá)到無(wú)害化目的。該法的局限性在于不能回收污染物質(zhì)，只適用于污染物濃度很低的情況。2．膜分離法混合氣體在壓力梯度作用下透過(guò)特定薄膜時(shí)，不同氣體具有不同的透過(guò)速度，從而使氣體混合物中的不同組分達(dá)到分離的效果。根據(jù)構(gòu)成膜物質(zhì)的不同，分離膜有固體膜和液體膜兩種。2．膜分離法液膜技術(shù)是近一二十年發(fā)展起來(lái)的，但尚未投入工業(yè)規(guī)模的運(yùn)行。目前在一些工業(yè)部門實(shí)際應(yīng)用的主要是固體膜。膜法氣體分離技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是過(guò)程簡(jiǎn)單，控制方便，操作彈性大，并能在常溫下工作，能耗低。2．膜分離法可以預(yù)料，膜分離法將廣泛用于氣態(tài)污染物的凈化及回收利用上。3．電子束照射法用電子束照射法處理煙道氣，同時(shí)去除SO2和NOX，是1970年開發(fā)的新技術(shù)?；驹硎菬煹罋庵械腟O2和NOX,經(jīng)電子束照射后，轉(zhuǎn)化為氣溶膠微粒。這種微粒易于用電除塵器或布袋除塵器收集除去。

3．電子束照射法這一方法目前存在大功率電子槍制造技術(shù)復(fù)雜、成本高，以及電子束槍窗口長(zhǎng)期暴露在酸霧和飛灰氛圍中的腐蝕等問(wèn)題，尚有待進(jìn)一步研究解決。4．研究開發(fā)氯氟烴替代物氯氟烴破壞臭氧層，改變地球的氣候而使所有生物受到威脅，近年來(lái)越來(lái)越受到世界各國(guó)的重視。因此研究開發(fā)取代氯氟烴的產(chǎn)品，防止臭氧層的進(jìn)一步破壞，是今后環(huán)保及化工的一項(xiàng)重要任務(wù)。第四節(jié)二氧化硫污染及其治理

大氣中含硫化合物主要有:氧硫化碳(COS)、二硫化碳(CS2)、二甲基硫[(CH3)2S]、硫化氫(H2S)、二氧化硫(SO2、三氧化硫、硫酸,亞硫酸鹽和硫酸鹽）等。一、二氧化硫的排放來(lái)源及其毒性1.二氧化硫的排放來(lái)源污染大氣的二氧化硫主要來(lái)自煤和燃油燃燒，約占80%以上，其次為冶金工業(yè)約占10％，其余為煉油、化工等行業(yè)。1.二氧化硫的排放來(lái)源目前世界每年排入大氣中的SO2的量已經(jīng)達(dá)到150×106t。化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中排放的行業(yè)有硫酸廠、磷肥廠、制藥廠及其他一些有機(jī)工廠。其中以硫酸廠的排放量最多。2．二氧化硫的毒性二氧化硫是一種具有強(qiáng)烈刺激性臭味的無(wú)色不燃?xì)怏w，其本身毒性不大，易溶于水、醇和醚。對(duì)上呼吸道勒膜和眼結(jié)膜具有強(qiáng)烈刺激性。人體長(zhǎng)期接觸低濃度二氧化硫，會(huì)出現(xiàn)倦怠無(wú)力、鼻炎、咽喉炎、支氣管炎、嗅覺障礙等。2．二氧化硫的毒性二氧化硫進(jìn)人空氣以后，進(jìn)一步氧化而產(chǎn)生三氧化硫。三氧化硫的吸濕性強(qiáng)，在濕度大的空氣中很容易形成酸霧。硫酸霧對(duì)人體具有更大的危害性，因其微?？汕秩敕蔚纳疃冉M織，會(huì)引起肺水腫和肺硬化而導(dǎo)致人的死亡。二、脫硫技術(shù)概述

1.燃料脫硫燃料脫硫：氣體燃料脫硫、重油脫硫和煤脫硫。氣體脫硫主要是去除氣體中的硫化氫氣體，而且含量比較低。1.燃料脫硫(1)重油脫硫原油經(jīng)蒸餾分離后可得到蒸餾油和殘留油。(2)煤脫硫煤內(nèi)所含的硫呈兩種化合方式:有機(jī)硫和無(wú)機(jī)硫。2.煙氣脫硫煙氣脫硫是目前世界上唯一大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的脫硫方式，是控制酸雨和SO2污染最主要的技術(shù)手段。2.煙氣脫硫煙氣脫硫技術(shù)主要利用各種堿性的吸收劑或吸附劑捕集煙氣中的SO2將之轉(zhuǎn)化為較為穩(wěn)定且易機(jī)械分離的硫化合物或單質(zhì)硫，從而達(dá)到脫硫的目的。

2.煙氣脫硫國(guó)外煙氣脫硫研究始于1850年，經(jīng)過(guò)一百多年的演變，目前已開發(fā)出200多種煙氣脫硫技術(shù)。技術(shù)的多樣化為工業(yè)化應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，目前工業(yè)化的主要技術(shù)有：(1)濕式石灰石/石膏法該法用石灰或石灰石的漿液吸收煙氣中的SO2，生成半水亞硫酸鈣或石膏。其技術(shù)成熟程度高，脫硫效率穩(wěn)定，可達(dá)90%以上。目前是國(guó)外工業(yè)化煙氣脫硫的主要方法。2.煙氣脫硫(2)噴霧干燥法該法是采用石灰乳為吸收劑的煙氣脫硫法，屬半干法脫硫，脫硫效率80%-90%，投資比濕式石灰石/石膏法低，但副產(chǎn)物要廢棄。目前在德國(guó)、奧地利、意大利、丹麥、瑞典等國(guó)應(yīng)用較多。2.煙氣脫硫(3)吸收再生法主要有氧化鎂法、雙堿法、W-L法。脫硫效率可達(dá)95%左右，技術(shù)較成熟。(4)爐內(nèi)噴鈣一增濕活化脫硫法該法是一種將粘狀鈣質(zhì)脫硫劑(石灰石或石灰)直接噴入燃燒鍋爐爐膛的脫硫技術(shù)，主要適用于中、低硫煤鍋爐，脫硫效率可達(dá)80%。2.煙氣脫硫(5)其他方法包括活性炭吸附法、氧化銅法等，技術(shù)較成熟，脫硫效率變化較大。2.煙氣脫硫三、石灰/石灰石法石灰石是最早作為煙氣脫硫的吸收劑之一。分干法和濕法兩種類型，即石灰/石灰石直接噴射法和石灰/石灰石洗滌法。四、氨法采用氨水或液態(tài)氨為吸收劑，吸收后生成亞硫酸銨和亞硫酸氫銨，氨可留在產(chǎn)品內(nèi)，成為化肥供使用。五、鈉堿法以碳酸鈉或碳酸氫鈉溶液作為吸收劑吸收煙氣中的SO2。優(yōu)點(diǎn)是可使用固體吸收劑，而且陽(yáng)離子是非揮發(fā)性的。五、鈉堿法不存在吸收劑在洗滌過(guò)程中的揮發(fā)產(chǎn)生氨霧問(wèn)題，鈉鹽溶解度比較大，因此吸收系統(tǒng)不存在結(jié)垢、堵塞等問(wèn)題，吸收能力比較強(qiáng)，但堿相對(duì)成本比較高。五、鈉堿法在日本目前有60%的脫硫過(guò)程是采用這種方法，鈉堿法可分為鈉鹽循環(huán)法、亞硫酸鈉法、鈉鹽一氟鋁酸分解法等。六、雙堿法

雙堿法先用堿性吸收液進(jìn)行煙氣脫硫，再用石灰乳或石灰石粉末再生吸收液，由于采用液相吸收，亞硫酸氫鹽比亞硫酸鹽的溶解度大，避免石灰/石灰石洗滌法的結(jié)垢問(wèn)題，還可以得到純度較高的石膏。雙堿法分為鈉堿雙堿法和堿性硫酸鋁一石膏法兩大類，主要以前者為主。七、稀硫酸/石膏法此方法的原理是以稀硫酸吸收廢氣中的SO2，然后，在氧化塔中在催化劑存在的條件下，經(jīng)空氣氧化制成硫酸，一部分硫酸回吸收塔內(nèi)循環(huán)使用，另一部分送去與石灰石反應(yīng)生成石膏。七、稀硫酸/