第五章大氣污染凈化設(shè)備§5～1吸收設(shè)備吸收凈化法是利用各種氣體在液體中的溶解度不同，污染物組分被吸收劑選擇性吸收，從而使廢氣得以凈化的方法。一、吸收塔的類型與特點(diǎn)按氣液相接觸形態(tài)分為三類。第一類為液體以膜狀運(yùn)動(dòng)與氣相進(jìn)行接觸的填料吸收塔和降膜吸收塔；第二類是氣體以氣泡形態(tài)分散在液相中的板式塔、鼓泡吸收塔、攪拌鼓泡吸收塔；第三類是液體以液滴狀分散在氣相中的噴射器、文氏管、噴霧塔。第五章大氣污染凈化設(shè)備一、吸收塔的類型與特點(diǎn)（一）填料塔由外殼、填料、填料支承、液體分布器、中間支承和再分布器、氣體和液體進(jìn)出口接管等部件組成，塔外殼多采用金屬材料，也可用塑料制造。填料塔以填料作為氣液接觸的基本構(gòu)件。填料是填料塔的核心，它提供了塔內(nèi)氣液兩相的接觸面，填料與塔的結(jié)構(gòu)決定了塔的性能。填料必須具備較大的比表面，有較高的空隙率、良好的潤(rùn)濕性、耐腐蝕、一定的機(jī)械強(qiáng)度、密度小、價(jià)格低廉等。1、規(guī)整填料

2、支撐柵板

3、液體收集器

4、集液環(huán)

5、多級(jí)槽式液體分布器

6、填料壓圈

7、支撐柵板

8、蒸汽入口管

9、塔底

10、至再沸器循環(huán)管

11、裙座

12、底座環(huán)

（二）板式塔板式塔通常是由一個(gè)呈圓柱形的殼體及沿塔高按一定的間距水平設(shè)置的若干層塔板所組成（三）特種接觸塔型1．噴灑塔2．噴射吸收器3．文氏管吸收器二、吸收塔的選用吸收設(shè)備的主要功能是建立盡可能大的、并能迅速更新的氣液相接觸界面。選擇吸收設(shè)備不僅要考慮本身的性能，而且要根據(jù)被處理氣體所含污染物的性質(zhì)、濃度以及氣體的含塵量等因素綜合考慮決定。吸收塔除需滿足特定工藝要求外，尚需考慮下列要求：生產(chǎn)能力要大、吸收效率要高、壓降或能耗要少、操作彈性要大、耐腐蝕性要好、設(shè)備結(jié)構(gòu)力求簡(jiǎn)、單造價(jià)要低、檢修要方便等。對(duì)氣膜控制的吸收過(guò)程，一般宜采用填料塔；對(duì)液膜控制的吸收過(guò)程，一般宜采用板式塔；對(duì)于易起泡、粘度大、有腐蝕性、熱敏性的物料宜采用填料塔；對(duì)于吸收過(guò)程中產(chǎn)生大量熱量而需要移去的過(guò)程或需有其他輔助物料加入、取出的過(guò)程，宜采用板式塔；對(duì)于有懸浮固體顆?；蛴僭囊瞬捎冒迨剿?。由于填料塔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于用耐腐蝕材料制造，因而在氣態(tài)污染物控制上被廣泛選用。三、填料塔的設(shè)計(jì)填料塔主要由塔體、填料、填料支承裝置、液體噴淋裝置、液體再分布裝置、氣體進(jìn)出口管等部件組成。（一）收集資料（二）確定流程吸收流程可采用單塔逆流流程，也可采用單塔吸收、部分吸收劑再循環(huán)的流程；或采用多塔串聯(lián)、部分吸收劑循環(huán)（或無(wú)部分循環(huán)）的流程。（三）計(jì)算吸收劑用量三、填料塔的設(shè)計(jì)（四）選擇填料三、填料塔的設(shè)計(jì)（五）填料塔的直徑（六）填料塔的高度（七）填料塔附件的設(shè)計(jì)與選用1．填料支承裝置三、填料塔的設(shè)計(jì)2．液體分布裝置3．液體再分布裝置4．氣液進(jìn)口及出口裝置五、填料吸收塔的基本操作（一）裝填料（二）設(shè)備的清洗及填料的處理1．設(shè)備清洗2．填料的處理（三）填料塔的操作1．進(jìn)塔氣體的壓力和流速不宜過(guò)大，否則會(huì)影響氣、液兩相的接觸效率，甚至使操作不穩(wěn)定；2．進(jìn)塔吸收劑不能含有雜物，避免雜物堵塞填料縫隙。在保證吸收率的前提下，盡量減少吸收劑的用量；3．控制進(jìn)入溫度，將吸收溫度控制在規(guī)定的范圍；五、填料吸收塔的基本操作4．控制塔底與塔頂壓力，防止塔內(nèi)壓差過(guò)大。壓差過(guò)大，說(shuō)明塔內(nèi)阻力大，氣、液接觸不良。致使吸收操作過(guò)程惡化；5．經(jīng)常調(diào)節(jié)排放閥，保持吸收塔液面穩(wěn)定；6．經(jīng)常檢查泵的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，以保證原料氣和吸收劑流量的穩(wěn)定；7．定時(shí)巡回檢查各控制點(diǎn)的變化情況及系統(tǒng)設(shè)備與管道的泄露情況，并根據(jù)記錄表要求作好記錄。§5～2吸附設(shè)備

吸附凈化法是用多孔固體吸附劑將廢氣中的有害組分積聚在其表面上，從而使廢氣得到凈化的方法。一、吸附設(shè)備的類型與特點(diǎn)

（一）固定床吸附器：在固定床吸附器內(nèi)，吸附劑在承載板上固定不動(dòng)。固定床可分為立式、臥式和環(huán)式.固定床吸附器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工藝成熟、性能可靠，特別適合于小型、分散、間歇性的污染源治理?！?～2吸附設(shè)備

（二）移動(dòng)床吸附器：吸附劑在吸附層中不斷移動(dòng)，一般固體吸附劑由上向下移動(dòng)，而氣體則由下向上流動(dòng)，形成逆流操作。吸附劑在向下移動(dòng)過(guò)程中，依次經(jīng)歷冷卻，吸附、精餾和脫附各過(guò)程。移動(dòng)床吸附器的結(jié)構(gòu)如圖5-17所示。最上段是冷卻器用于冷卻吸附劑。吸附段Ⅰ、精餾段Ⅱ、汽提段Ⅲ之間由分配板分開(kāi)。在吸附段，待凈化的氣體由吸附段的下部（即吸附器的中上部）進(jìn)入，與從頂部下來(lái)的活性吸附劑逆流接觸并把吸附質(zhì)吸附下來(lái)，凈化后的氣體經(jīng)吸附段頂部排出。吸附了吸附質(zhì)的吸附劑繼續(xù)下降，經(jīng)過(guò)精餾段（增濃段）到達(dá)汽提段。在汽提段的下部通入熱蒸汽，使吸附劑上的吸附質(zhì)進(jìn)行脫附?！?～2吸附設(shè)備

（三）流化床吸附器：吸附層內(nèi)的固體吸附劑呈沸騰狀態(tài)。二、固定床吸附器的設(shè)計(jì)1.收集數(shù)據(jù)：設(shè)計(jì)吸附器時(shí)需收集廢氣風(fēng)量、廢氣成分、濃度、溫度、濕度以及排放規(guī)律等。2.吸附劑的選用：選擇吸附劑時(shí)最重要的條件是飽和吸附量大和選擇性好。還應(yīng)具備解吸容易、機(jī)械強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好、氣流通過(guò)阻力小等條件。3.空塔氣速：固定床吸附器的空塔氣速一般為0.2～0.5m/s。4.主要尺寸計(jì)算：固定床床層高度:Z一般取0.5～1m，立式直徑與床層高度大致相等，臥式長(zhǎng)度大約為床層高的4倍。（四）壓力降計(jì)算三、吸附設(shè)備的應(yīng)用注意事項(xiàng)廢氣中的粉塵、油煙、霧滴、焦油狀物質(zhì)等會(huì)使吸附劑劣化。廢氣溫度太高或濕度太大會(huì)導(dǎo)致吸附量減少甚至不吸附。因此，可根據(jù)具體情況選擇必要的預(yù)處理方法。吸附法凈化氣態(tài)污染物一般由吸附及再生兩部分組成。合理的再生過(guò)程對(duì)吸附法的經(jīng)濟(jì)性有重要作用。解吸和再生用的水蒸汽量和動(dòng)力消耗，因回收的物質(zhì)和設(shè)備不同而不同。一般回收1kg溶劑需水蒸汽3～5kg，動(dòng)力0.08～0.18kW/h，回收率可達(dá)95%以上。固定床吸附設(shè)備采用間歇操作，包括吸附、解吸、干燥和冷卻，一般是二臺(tái)或二臺(tái)以上吸附器輪流進(jìn)行吸附和解吸、再生。在操作過(guò)程中要注意防止吸附層溫升過(guò)高；當(dāng)采用高壓風(fēng)機(jī)時(shí)應(yīng)注意減振和消除噪聲；用水蒸汽或洗滌液再生時(shí)應(yīng)避免廢水污染。布置作業(yè)P1652，3§5～3冷凝設(shè)備

冷凝凈化法是利用物質(zhì)在不同溫度下具有不同的飽和蒸汽壓這一性質(zhì)，采用降低系統(tǒng)溫度或提高系統(tǒng)壓力，使處于蒸汽狀態(tài)的污染物質(zhì)冷凝并從廢氣中分離出來(lái)。冷凝法適用于回收蒸汽狀態(tài)的有害物質(zhì)，特別適用于回收濃度較高的有機(jī)溶劑蒸汽。一、接觸冷凝器及其選用1.噴射式接觸冷凝器2.噴淋式接觸冷凝器3.填料式接觸冷凝器4.塔板式接觸冷凝器§5～3冷凝設(shè)備二、表面冷凝器

（一）翅管空冷冷凝器（二）螺旋式冷凝器（三）淋灑式冷凝器（四）板式換熱器板式換熱器是由一系列具有一定波紋形狀的金屬片疊裝而成的一種新型高效換熱器。各種板片之間形成薄矩形通道，通過(guò)半片進(jìn)行熱量交換。

§5～3冷凝設(shè)備（五）列管式冷凝器1．固定管板式冷凝器2．U形管式冷凝器3．浮頭式冷凝器§5～3冷凝設(shè)備三、冷凝器的運(yùn)行與維護(hù)（一）列管式冷凝器的使用

1．使用前應(yīng)檢查壓力表、溫度計(jì)以及有關(guān)閥門(mén)是否齊全好用；

2．輸進(jìn)廢氣之前先打開(kāi)冷凝水排放閥門(mén)，排除積水和污垢；打開(kāi)放空閥，排除空氣和不凝結(jié)氣體；

3．使用時(shí)，先打開(kāi)冷卻液體閥門(mén)和放空閥向其注液，當(dāng)液面達(dá)到規(guī)定位置時(shí)緩慢或分?jǐn)?shù)次開(kāi)啟廢氣閥門(mén)，防止驟冷驟熱有損冷凝器的使用壽命；

4．經(jīng)常檢查冷熱兩種工作介質(zhì)的進(jìn)出口溫度、壓力變化，發(fā)現(xiàn)溫度、壓力有超限度變化時(shí)，要立即查明原因，消除故障；

5．定時(shí)分析介質(zhì)成分變化，以確定有無(wú)內(nèi)漏，以便及時(shí)處理（堵管或換管）；

6．定時(shí)檢查冷凝器有無(wú)滲漏，外殼有無(wú)變形以及冷凝器有無(wú)振動(dòng)現(xiàn)象，若有應(yīng)及時(shí)處理。三、冷凝器的運(yùn)行與維護(hù)（二）板式換熱器的使用

1．進(jìn)入該冷凝器的冷、熱流體如果含有大顆粒泥砂（1～2mm）和纖維質(zhì)，一定要提前過(guò)濾，防止堵塞狹小的間隙；

2．用海水作冷卻介質(zhì)時(shí)，要向海水中通入少量的氯氣，以防微生物滋長(zhǎng)堵塞間隙；

3．當(dāng)傳熱效率下降20%～30%時(shí)，要清理結(jié)垢和堵塞物，清理方法用竹板鏟刮或用高壓水沖洗，沖洗時(shí)波紋板片應(yīng)墊平，以防變形。嚴(yán)禁使用鋼刷刷洗；

4．拆卸和組裝波紋板片時(shí)，不要將墊弄傷或掉出，如發(fā)現(xiàn)有脫落部分，應(yīng)用膠質(zhì)粘好；

5．使用時(shí)，要防止驟冷驟熱，使用壓力不可超過(guò)銘牌規(guī)定；

6．使用中發(fā)現(xiàn)墊口滲漏時(shí)，應(yīng)及時(shí)沖洗結(jié)垢，調(diào)緊螺栓，如無(wú)效果，應(yīng)解體重新組裝；7．常查看壓力表和溫度計(jì)數(shù)值，掌握運(yùn)行狀況。三、冷凝器的運(yùn)行與維護(hù)（三）換熱器的維護(hù)和保養(yǎng)

1．列管式冷凝器的維護(hù)和保養(yǎng)（1）保持主體設(shè)備外部整潔，保溫層和油漆完好；（2）保持壓力表、溫度計(jì)、安全閥和液位計(jì)等附件的安全、靈敏和準(zhǔn)確；（3）發(fā)現(xiàn)法蘭和閥門(mén)連接處滲漏時(shí)，應(yīng)及時(shí)處理；（4）開(kāi)停冷凝器時(shí)，不應(yīng)將廢氣閥門(mén)開(kāi)的太猛，否則容易造成外殼與列管沖擊，局部驟然漲縮，產(chǎn)生熱應(yīng)力，使局部焊縫開(kāi)裂或管子連接口松弛；（5）盡可能減少冷凝器的開(kāi)停次數(shù)，停止使用時(shí)應(yīng)將內(nèi)部的水放凈，防止凍裂和腐蝕；（6）定期測(cè)量冷凝器的殼體壁厚，一般兩年一次。三、冷凝器的運(yùn)行與維護(hù)3．板式冷凝器的維護(hù)和保養(yǎng)（1）保持設(shè)備整潔，油漆完整。緊固螺栓的螺紋部分應(yīng)涂防銹油并加外罩，防止生銹和粘結(jié)灰塵；（2）保持壓力表和溫度計(jì)清晰，閥門(mén)和法蘭無(wú)泄漏；（3）定期清理和更換過(guò)濾器，預(yù)防換熱器堵塞；（4）注意基礎(chǔ)有無(wú)下沉不均勻現(xiàn)象和地腳螺栓有無(wú)腐蝕；（5）拆裝板式冷凝器時(shí)，螺栓的拆裝和擰緊應(yīng)對(duì)稱進(jìn)行，松緊適宜；§5～4氣固催化反應(yīng)設(shè)備一、廢氣催化反應(yīng)凈化機(jī)理（一）催化凈化機(jī)理催化凈化法是利用催化劑的催化作用將廢氣中的有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化成各種無(wú)害的物質(zhì)，或者轉(zhuǎn)化成比原來(lái)存在狀態(tài)更易除去的物質(zhì)的一種方法。例如，硝酸尾氣中NOx，可在銅鉻催化劑的催化作用下轉(zhuǎn)化成無(wú)害的N2。按照氣態(tài)污染物在催化反應(yīng)過(guò)程中的氧化還原性質(zhì)，催化凈化法可分為催化氧化法和催化還原法。（二）催化劑(由多種物質(zhì)構(gòu)成：活性催化劑、助催化劑、載體構(gòu)成)1．活性物質(zhì)：它是決定催化劑有無(wú)活性的關(guān)鍵組分，一般以該組分的名稱命名催化劑。2．助催化劑：它是加到催化劑中的少量物質(zhì)，這種物質(zhì)本身沒(méi)有活性或者活性很小，但能提高主要催化活性物質(zhì)的活性、選擇性和穩(wěn)定性。3．載體：它是催化活性物質(zhì)的分散劑、粘合劑和支持物。載體提高了催化劑的機(jī)械強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性。載體結(jié)構(gòu)有片粒狀和蜂窩狀兩種。二、固定床催化反應(yīng)器的類型及選擇催化法凈化氣態(tài)污染的主要設(shè)備是氣固催化反應(yīng)器。工業(yè)上常見(jiàn)的氣固催化反應(yīng)器分固定床和流化床兩大類。（一）固定床催化反應(yīng)器的類型1．單段絕熱式固定床反應(yīng)器2．多段絕熱式反應(yīng)器3．管式反應(yīng)器一般為一高徑比不大的圓筒體。見(jiàn)圖9-1。單段絕熱反應(yīng)器優(yōu)點(diǎn)：?jiǎn)味谓^熱式固定床催化反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)便宜，反應(yīng)器內(nèi)體積能得到充分利用。單段絕熱反應(yīng)器適用的場(chǎng)合：(1).反應(yīng)熱效應(yīng)較小的反應(yīng)；(2).溫度對(duì)目的產(chǎn)物收率影響不大的反應(yīng)；(3).雖然反應(yīng)熱效應(yīng)大，但單程轉(zhuǎn)化率較低的反應(yīng)或者有大量惰性物料存在，使反應(yīng)過(guò)程中溫升小的反應(yīng).1）單段絕熱床圖9-1圓筒絕熱式反應(yīng)器１一礦渣棉；2一瓷環(huán)；3一催化劑固定床反應(yīng)器操作過(guò)程中若發(fā)生超壓現(xiàn)象，需要緊急放空處理時(shí)，一般應(yīng)按流程順序進(jìn)行，即:打開(kāi)出口放空閥放空，以免逆流程放空導(dǎo)致氣流沖動(dòng)催化劑床層，但危急情況下可以同時(shí)打開(kāi)出口處和入口處的放空閥。固定床反應(yīng)器操作過(guò)程中發(fā)生超壓現(xiàn)象的處理方法多段絕熱式反應(yīng)器

可以看作是串聯(lián)起來(lái)的單段絕熱反應(yīng)器，催化劑分成數(shù)層，熱量有幾個(gè)相鄰床層之間引入，避免層熱量的積累，使溫度保持在一定范圍，具有較高的反應(yīng)速率。多段絕熱反應(yīng)器分類按段間換熱方式的不同可分為三類：(1).反應(yīng)器間設(shè)換熱器(2).各段間設(shè)換熱構(gòu)建；(3).冷激式。這種反應(yīng)器適用于中等熱效應(yīng)的反應(yīng)。管式反應(yīng)器通常在管內(nèi)充填催化劑，反應(yīng)氣體自上而下通過(guò)催化劑床層進(jìn)行反應(yīng)，管間通載熱體(在用高壓水或用高壓蒸汽作熱載體時(shí)，則把催化劑放在管間，而使管內(nèi)走高壓流體)。適用于反應(yīng)熱特別大的情況

(a）沸騰式（b）內(nèi)部循環(huán)式（c）外部循環(huán)式流體流動(dòng)方式

實(shí)際生產(chǎn)中，物料大多數(shù)是采用自上而下的流動(dòng)方式，少數(shù)為自下而上流動(dòng)，載熱體則在管間流動(dòng)，其流向可以與反應(yīng)氣體成逆流，也可以成并流，應(yīng)根據(jù)不同反應(yīng)的具體要求來(lái)進(jìn)行選擇。若進(jìn)行的是吸熱反應(yīng)，則載熱體為化學(xué)反應(yīng)的熱源。對(duì)于放熱反應(yīng)、載熱體為冷卻介質(zhì)，移走由反應(yīng)所產(chǎn)生的熱量。載熱體的選擇在傳熱面積一定的情況下，載熱體有較大的傳熱系數(shù)。

列管式固定床反應(yīng)器優(yōu)點(diǎn)：①傳熱較好，管內(nèi)溫度較易控制；②返混小、選擇性較高；③只要增加管數(shù)，便可有把握地進(jìn)行放大；④對(duì)于極強(qiáng)的放熱反應(yīng)，還可用同樣粒度的惰性物料來(lái)稀釋催化劑.列管式固定床反應(yīng)器缺點(diǎn)：是結(jié)構(gòu)比絕熱反應(yīng)器復(fù)雜，催化劑的裝卸也不方便。二、固定床催化反應(yīng)器的類型及選擇（二）固定床催化反應(yīng)器的選擇在固定床催化反應(yīng)器的設(shè)計(jì)和選型時(shí)，會(huì)碰到有幾種可行的方案，必須根據(jù)實(shí)際情況作出選擇。一般選擇原則是根據(jù)催化反應(yīng)熱的大小，反應(yīng)對(duì)溫度的敏感程度以及催化劑活性溫度范圍，選擇反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)類型，把床溫分布控制在一個(gè)許可的范圍內(nèi)；反應(yīng)器的阻力要小，這對(duì)氣態(tài)污染物的凈化尤為重要；反應(yīng)器操作容易，安全可靠，并力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，運(yùn)行與維修費(fèi)用經(jīng)濟(jì)