第二章化工廢氣處理技術

第二章化工廢氣處理技術第一頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四一、化工廢氣特點及處理原則（一）特點：易燃易爆氣體較多含有毒或腐蝕性氣體，如SO2、氮氧化物、氯氣、氯化氫和有機物浮游粒子種類多，危害大（二）處理原則：廢氣中不同的污染物采用不同的治理方法：如粉塵、SO2、氮氧化物等。廢氣經(jīng)處理達標后才能排放至大氣中《大氣污染物綜合排放標準》、《環(huán)境空氣質量標準》第二頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四二、除塵技術處理對象：廢氣中的顆粒污染物，包括固體粒子（粉塵、煙塵等）、液體粒子及塵粒吸附水后形成的塵霧。其化學成分主要為含硅、鐵、鎳、鈣、釩等氧化物及其他粒度在200微米以下的浮游物質，這些物質都會污染環(huán)境。除塵技術：利用廢氣中顆粒污染物質量較在的特點，通過外力的作用將其分離出來。第三頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四

（一）粉塵的性質粉塵性質對于確定采用的除塵方法有重要影響，其中最重要的是粒度和密度，此外還有比電阻率、附著性、親水性、腐蝕性、毒性和爆炸性等。（1）粒子大?。悍旨壏植记€和積分分布曲線。橫座標為粒徑，縱座標分別為分級分率和（累）積分率。（2）塵粒密度、空隙率：影響重力除塵和離心除塵裝置的性能（3）電阻率：影響電除塵和過濾除塵的效果第四頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四（二）除塵裝置的技術性能指標除塵裝置的性能包括技術指標和經(jīng)濟指標技術指標包括：1、粉塵的濃度：個數(shù)濃度和質量濃度2、除塵裝置的處理量3、除塵裝置的效率：總效率和分級效率4、除塵裝置的壓力損失（壓力降）：能耗指標第五頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四第六頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四

（三）除塵裝置的的類型1、機械式除塵器（1）重力沉降室：適用于分離粒徑較大的顆粒（50微米以上），僅作為初級除塵手段（2）慣性除塵器：適于非黏性、非纖維性的10至20微米以上的粉塵的去除，效率低，作為多級除塵中的一級除塵（3）旋風除塵器（離心式除塵器）：中效除塵器，但在機械式除塵器中效率最高，適于去除5微米以上顆粒的分離，多應用于鍋爐煙氣除塵、多級除塵和預除塵。第七頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四第八頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四重力沉降室第九頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四2、過濾式除塵器使含塵氣體通過多孔濾料，把氣體中的塵埃截留下來，使氣體得到凈化的方法。分為內部過濾（使用濾料）和外部過濾（使用濾布，袋式）兩種。袋式除塵器高效（大于99%），不適于處理含油、含水和黏結性的粉塵和高溫粉塵。第十頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四3、濕式除塵器：用洗滌液（如水）洗滌含塵氣體，使塵粒與液膜、液滴或霧沫碰撞而被吸附，凝集變大，塵粒隨液體排出，氣體得到凈化。具雙重去污作用，效率高；結構簡單，造價低。但要注意防止二次污染。4、靜電除塵器：利用高壓電場的靜電力的作用實現(xiàn)固體粒子與氣流分離。靜電除塵通過粒子荷電、粒子沉降、粒子清除等三階段實現(xiàn)塵氣分離。一種高效除塵器（大于99%），對細微粉塵和霧狀液滴捕集性能優(yōu)異，對于0.01微米以下的細粒粉塵仍有較高的除法效率；能耗低；處理量大，又可應用于高溫高壓的場合，因此廣泛用于工業(yè)除塵。但設備龐大，占地面積大，一次性投資費用高。第十一頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四濕式除塵器第十二頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四（四）除塵裝置的選擇1、選擇原則除塵器的整體性能的衡量指標包括3個技術指標（處理氣體量、壓力損失、除塵效率）、3個經(jīng)濟指標（一次投資、運轉管理費用、占地面積和使用壽命）。除塵器的選用必須做到技術上可行、經(jīng)濟上合算，可按以下順序考慮如下各項因素：P60第十三頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四三、氣態(tài)污染的一般處理技術不同的氣態(tài)污染物質需用不同的技術方法進行治理，這些技術方法主要包括以下類型：1、吸收法采用適當?shù)囊后w作為吸收劑，使含有有害物質的廢氣與吸收劑接觸，廢氣中的有害物質被吸收于吸收劑中，使氣體得到凈化的方法。多采用化學吸收。特點：對高溫廢氣需進行降溫處理。吸收廢氣后的吸收液必須進一步處理。設備簡單、應用范圍廣、一次性投資低。第十四頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四2、吸附法使廢氣與大表面、多孔性固體物質（吸附劑）相接觸，將廢氣中的有害組分（吸附質）吸附在固體表面上，使其與氣體混合物分離。其原理包括物理吸附（分子間力）和化學吸附（化學鍵力）。特點：吸附效率高，常用于深度凈化手段；但吸附劑的價格較貴，吸附容量有限，且再生操作麻煩。3、催化轉化法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，并轉化為無害組分或易于去除物質的一種方法。此法凈化效率高，且無需分離操作；但催化劑昂貴，有害組分難于回收。第十五頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四4、燃燒法是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化為無害物質的方法。有直接燃燒、熱力燃燒與催化燃燒三種類型。特點：常適用于碳氫化合物、CO、惡臭、瀝青煙、黑煙等有害物質的凈化治理；工藝簡單，操作方便，可回收熱量，但易形成二次污染。5、冷凝法采用降低廢氣溫度或提高廢氣壓力的辦法使一些易于凝結的有害氣體或蒸汽冷凝成液體并從廢氣中分離出來的方法。特點：只適于處理高濃度的有機廢氣；設備簡單，操作方便，回收好，是氣態(tài)污染物治理的主要方法之一。第十六頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四四、二氧化硫廢氣治理技術二氧化硫為工業(yè)廢氣中的重要污染物。目前對低濃度的SO2的治理缺少完善的辦法。國際上煙氣脫硫方法可分為（脫硫生成物）拋棄法和回收法。如果按工作原理，目前采用的煙氣脫硫方法主要為濕法，其次為干法。（一）濕法脫硫技術（包括氨法、鈉堿法、鈣堿法）采用液體吸收劑洗滌去除SO2。1、氨法

吸收反應為：

SO2+H2O+2NH3=（NH4）2SO3

SO2＋H2O＋（NH4）2SO3=2（NH4）HSO3

（NH4）HSO3+NH3=（NH4）2SO3

得到的產(chǎn)物為亞硫酸銨的中間產(chǎn)品。第十七頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四中間產(chǎn)品經(jīng)處理后可得到副產(chǎn)品，如：氨-酸法：用硫酸、磷酸、硝酸等酸將脫硫產(chǎn)物亞硫銨酸解，生成相應的銨鹽和氣體二氧化硫。氨-亞銨法：用氨、碳酸氫氨中和，將亞硫酸氫銨全部轉化為亞硫氨。氨-硫氨法：在多功能脫硫塔中，鼓入空氣將亞硫銨氧化成硫銨。第十八頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四氨-酸法回收硫酸尾氣工藝流程圖1-尾氣吸收塔；2-母液循環(huán)槽(NH4)2SO3-NH4HSO3；3-母液循環(huán)泵；4-母液高位槽；5-濃硫酸高位槽；6-混合槽；7-分解塔；8-中和槽；9-硫酸銨泵吸收再生酸解中和氧化第十九頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四氨-硫氨法回收硫酸尾氣工藝流程圖第二十頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四2、鈉堿法：用氫氧化鈉或碳酸鈉的水溶液作吸收劑，吸收SO2后生成Na2SO3和NaHSO3的混合液。（其中Na2SO3成為吸收劑，也可分離結晶出來）吸收液再處理后得到不同的副產(chǎn)物，如亞硫酸鈉法：通過氫氧化鈉中和結晶分離得到產(chǎn)物亞硫酸鈉，其母液可循環(huán)利用；亞硫酸鈉循環(huán)法：通過加熱得到純SO2，余液經(jīng)結晶分離得到產(chǎn)物亞硫酸鈉晶體，將該晶體再溶解可作吸收液循環(huán)使用.第二十一頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四亞硫酸鈉法工藝流程第二十二頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四3、鈣堿法采用石灰石或石灰的漿液吸收煙氣中的SO2，屬于濕式洗滌法。如果對吸收液進行氧化，可得到副產(chǎn)物石膏，日本應用最多。通過控制吸收液的PH值可得到半水亞硫酸鈣。除上述方法外，可采用的吸收法還有雙堿法、金屬氧化物吸收法等。第二十三頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四（二）干法脫硫技術使用粉狀、粒狀吸收劑、吸附劑或催化劑去除廢氣中的SO2。

1、活性碳吸附法在有氧或水蒸汽存在的條件下，用活性碳吸附SO2。此后，可使吸附的SO2被氧化為SO3，再與水反應生成硫酸；或通過加熱使其分解（吸附劑再生技術），生成濃度高的SO2。2、催化氧化法在催化劑的作用下將SO2氧化為SO3后進行利用。第二十四頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四五、氮氧化物廢氣的治理氮氧化物（NOx），是光化學煙霧的罪魁禍首，它還會造成大氣層中臭氧含量減少、引發(fā)硝酸雨，致使人們感染氣喘病、肺水腫、鼻炎、頭痛等疾病。

據(jù)測算，每燃燒一噸煤，就要產(chǎn)生5－30kg氮氧化物。可我國能源結構中有70%－80％由煤的燃燒來提供。煤炭高溫燃燒成為我國排放氮氧化物的主要來源之一。NOx包括N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5大氣中NOx主要以NO、NO2的形式存在，環(huán)境學中的氮氧化物一般就指這二者的總稱。第二十五頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四N2O：單個分子的溫室效應為CO2的200倍，并參與臭氧層的破壞NO：大氣中NO2的前體物質，形成光化學煙霧的活躍組分不同濃度的NO2對人體健康的影響第二十六頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四常用煙氣脫硝技術1、吸收法常用吸收劑：堿液（鈉堿、鈣堿、氨根等）、稀硝酸、濃硫酸等。如：堿液吸收：設備簡單，操作容易，投資少。

NO/NO2＝1效果最佳第二十七頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四強硫酸吸收2、吸附法吸附劑：活性炭、分子篩、硅膠、含氨泥煤活性碳吸附：吸附效果佳，能回收高濃度NOX，但溫度過高時易燃燒。絲光沸石分子篩：一種極性很強的吸附劑，工作時首先吸附H2O和NO2分子，二者相互反應生成硝酸和NO，新生的NO和廢氣來源的NO被由分子篩吸附的O2氧化為NO2，再重復進行上述步驟。再生：水蒸氣置換。副產(chǎn)品：硝酸和NOX。適于硝酸尾氣凈化，但吸附容量小，需頻繁再生。第二十八頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四天然沸石——分子篩分子篩的網(wǎng)狀結構第二十九頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期四3、催化還原法在催化劑的作用下，用還原劑將廢氣中的NOX還原為無害的N2和水的方法。該法脫除效率高，能回收熱能，但投資和運行費均較高。適用于治理硝酸尾氣和燃燒煙氣的治理。（1）非選擇性催化還原法：是以一氧化碳、氫、甲烷等還原性氣體作為還原劑，以元素鉑、鈀或以鈷、鎳、銅、鉻、錳等金屬的氧化物為催化劑，在400～800℃的條件下，將氮氧化物還原成氮氣，同時有部分還原劑與過剩的氧發(fā)生燃燒反應生成水和二氧化碳，并放出大量熱。此法效率高，但需使還原劑過量