第二章

化工廢氣處理技術(shù)大氣污染物可以通過各種途徑降到水體、土壤和作物中影響環(huán)境，并通過呼吸、皮膚接觸、食物、飲用水等進入人體，引起對人體健康和生態(tài)環(huán)境造成近期或遠期的危害。一、化工廢氣的分類1、按污染物性質(zhì)分

第一類：含無機污染物的化工廢氣

主要來自氮肥、磷肥（含硫酸）、無機鹽等

第二類：含有機污染物的廢氣

主要來自有機原料及合成材料、農(nóng)藥、染料涂料等行業(yè)

第三類：既含無機污染物又含有機污染物的廢氣

主要來自氯堿、煉焦等二、化工廢氣的特點易燃易爆氣體較多：氫、一氧化碳及酮、醛等有機可燃物，當排放量大時，就可能造成火災(zāi)、爆炸事故。含有毒或腐蝕性氣體：如二氧化硫、氮氧化合物、氯氣、氯化氫及多種有機物，其中以二氧化硫和氮氧化物的排放量最大。這些氣體會直接損害人體健康，腐蝕設(shè)備、建筑物的表面，還會形成酸雨污染地表和水域。浮游粒子種類多，危害大：粉塵、煙氣和酸霧等。三、化工廢氣處理原則顆粒污染物如：粉塵、煙塵、霧滴和塵霧的顆粒狀污染物。

利用其質(zhì)量大的特點，通過外力的作用將其分離出來，通常稱為除塵。氣態(tài)污染物如：SO2、NOx、CO、NH3、H2O、有機廢氣等。利用污染物的物理性質(zhì)和化學性質(zhì)，通過冷凝、吸收、吸附、燃燒、催化轉(zhuǎn)化等方法進行處理。第二節(jié)

除塵技術(shù)進入大氣的固體粒子和液體粒子均屬于顆粒污染物。化工工業(yè)排放出廢氣中的顆粒污染物主要含有硅、鐵、鎳、鈣、釩等氧化物及其他粒度在200um以下的浮游物質(zhì)，這些物質(zhì)都會污染周圍的環(huán)境。粉塵的物理性質(zhì)，對于確定采用的除塵方法有重要影響。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。1、粉塵大小2、塵粒密度（對于重力除塵及離心除塵等裝置的性能有很大影響。）3、塵粒的電阻率（對電除塵和過濾除塵裝置的去除效率有很大影響）改變塵粒電阻率的幾種方法1、改變溫度：大多數(shù)塵粒的電阻是隨溫度升高而增大，直到一最大值。2、加入水分：塵粒吸附水分后可使表面導電率增大，引起電阻率降低。3、添加化學藥品：向含塵氣體中添加化學藥品可以調(diào)節(jié)塵粒電阻。例如：像燃燒重油中加入適量的氨便可以提高電阻率。二、除塵裝置的技術(shù)性能指標全面評價除塵裝置性能應(yīng)包括技術(shù)指標和經(jīng)濟指標兩項內(nèi)容。

技術(shù)指標常以氣體處理量和凈化效率、壓力損失等參數(shù)表示。

經(jīng)濟指標包括設(shè)備費、運行費、占地面積等。

(此處主要介紹技術(shù)性能指標。)

1、粉塵的濃度表示（根據(jù)含塵量的大?。﹤€數(shù)濃度：單位體積氣體所含粉塵的個數(shù)，單位為個/cm3。質(zhì)量濃度：單位標準體積氣體所含懸浮粉塵的質(zhì)量數(shù)，單位為g/m3N。2、除塵裝置的處理量

該項指標表示的是除塵裝置在單位時間內(nèi)所能處理煙氣量的大小，是表明裝置處理能力大小的參數(shù)，單位為m3/h、m3/s。3、除塵裝置的效率（1）除塵裝置的總效率：在同一時間內(nèi)，由除塵裝置整體除下的粉塵量與進入裝置的粉塵量的百分比。（2）除塵裝置的分級效率：裝置對某一粒徑d為中心，粒徑寬度為△d煙塵除塵效率。4、除塵裝置的壓力損失

壓力損失是表示除塵裝置消耗能量大小的指標，也稱壓力降。壓力損失的大小用除塵裝置進出口處氣流的全壓差來表示。三、除塵裝置的類型依照除塵器除塵的主要機制可將其分為機械式除塵器、過濾式除塵器、濕式除塵器、靜電除塵器等4類。1、機械式除塵器機械式除塵器是通過質(zhì)量力的作用達到除塵目的的除塵裝置。

質(zhì)量力包括重力、慣性力和離心力。

主要的除塵器形式為重力沉降室、慣性除塵器和旋風除塵器等。旋風除塵器2、過濾式除塵器除塵式過濾器是使含塵氣體通過多孔濾料，把氣體中的塵粒截留下來，使氣體得到凈化的方法。

按濾塵方式有內(nèi)部過濾與外部過濾之分。3、濕式除塵器（洗滌除塵）

該方法是用液體洗滌含塵氣體，是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。它既能凈化氣體中的固體顆粒物，又能同時脫除氣體中的氣態(tài)有害物質(zhì)。

種類：各種形式的噴淋塔、離心噴淋洗滌除塵器和文岳里氏洗滌器等。4、靜電除塵器

靜電除塵是利用高壓電場產(chǎn)生的靜電力的作用，實現(xiàn)固體粒子或液體粒子與氣流分離的方法。常用的除塵器有管式與板式兩類，由放電極與集成極組成。四、除塵裝置的選用1、除塵裝置的選用除塵器的整體性能主要是用3個技術(shù)指標（處理氣體量、壓力損失、除塵效率）和3個經(jīng)濟指標（一次投資、運轉(zhuǎn)管理費用、占地面積及使用壽命）來衡量。

在選用時，可按如下順序考慮：（1）要求：需達到除塵效率。（2）設(shè)備運行條件。其中包括含塵氣體的性質(zhì)、顆粒的特性，以及供水以及污水處理的條件。

（3）經(jīng)濟性（4）占地面積及空間大?。?）設(shè)備操作要求（6）其它因素。比如處理有毒、易燃物的安全性等。2、除塵裝置的性能比較比較項目有：處理的粒度，壓降，除塵效率，設(shè)備費用和運狀費用。第三節(jié)

氣體污染的一般處理技術(shù)

1、吸收法

2、吸附法

3、催化轉(zhuǎn)化法

4、燃燒法

5、冷凝法吸收法定義

采用適當?shù)囊后w作為吸收劑，使含有有害物質(zhì)的廢氣與吸收劑接觸，廢氣中的有害物質(zhì)被吸收于吸收劑中，使氣體得到凈化。

分類

物理吸收和化學吸收在處理氣量大、有害組分濃度低為特點的各種廢氣時，化學吸收效果比單純的物理吸收的效果好，所以多采用化學吸收法。特點

設(shè)備簡單、捕集效率高、應(yīng)用范圍廣、一次性投資低等。但由于吸收是將氣體中的有害物質(zhì)轉(zhuǎn)移到了液體中，因此對吸收液必須進行處理，否則容易引起二次污染。由于吸收溫度越低效果越好，因此在處理高溫煙氣時，必須對排氣進行降溫預(yù)處理。催化轉(zhuǎn)化法定義：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(yīng)并轉(zhuǎn)化為無害物或易于去除物質(zhì)的一種方法。特點：凈化效率較高，凈化效率受廢氣中污染物濃度影響較小，而且在治理過程中，無需將污染物與主氣流分離，可直接將主氣流中的有害物轉(zhuǎn)化為無害物，避免了二次污染。但是價格較貴，操作要求較高，廢氣中有害物質(zhì)很難作為有用物質(zhì)進行回收。燃燒法定義：

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(zhuǎn)化為無害物質(zhì)的方法。分類：

（1）直接燃燒法：把廢氣中的可燃有害組分當作燃料直接燒掉，只適合用于凈化含可燃組分濃度高或有害組分燃燒時熱值較高的廢氣。（2）熱力燃燒：利用輔助燃料燃燒放出的熱量將混合氣體加熱到要求的溫度，使可燃的有害物質(zhì)進行高溫分解變?yōu)闊o害物質(zhì)。適用于可燃的有機物含量較低的廢氣或燃燒熱值低的廢氣治理。特點：

燃燒法工藝比較簡單，操作方便，可回收燃燒后的熱量；但不能回收有用物質(zhì)，并容易造成二次污染。冷凝法定義：采用降低廢氣溫度或提高廢氣壓力的方法，使一些易于凝結(jié)的有害氣體或蒸汽態(tài)的污染物冷凝成液體并從廢氣中分離出來的方法。特點：設(shè)備簡單，操作方便，并可回收到純度較高的產(chǎn)物。只適用于處理高濃度的有機廢氣，常用作吸附、燃燒等方法凈化高濃度廢氣的前處理，以減輕這些方法的負荷。第四節(jié)

二氧化硫廢氣治理技術(shù)脫除SO2的方法拋棄法：將脫硫的生成物作為固體廢物拋掉（方法簡單，費用低）回收法：將SO2轉(zhuǎn)變成有用的物質(zhì)加以回收（成本高，所得副產(chǎn)品存在著應(yīng)用及銷路問題，但是對保護環(huán)境有利）1、濕法脫除SO2技術(shù)用液體吸收劑洗滌煙氣，吸收所含的SO22、干法脫除SO2技術(shù)用吸附劑或催化劑脫除廢氣中的SO2一、濕法脫除SO2技術(shù)濕法脫除技術(shù)包括氨法、

鈉堿法、

鈣堿法等。1.氨法

用氨水作吸收劑吸收廢氣中的SO2，由于氨易揮發(fā)，實際上此法是用氨水與SO2反應(yīng)后生成的亞硫酸銨水溶液作為吸收SO2的吸收劑，主要反應(yīng)如下：

2NH3+SO2+H2O=(NH4)2SO3(NH4)2SO3+NH3=2NH4HSO3

通入氨后的再生反應(yīng)：

NH4HSO3+NH3=(NH4)2SO3（對吸收后的混合液用不同方法處理可得到不同的副產(chǎn)物）若用濃硫酸或濃硝酸等對吸收液進行酸解，所得到的副產(chǎn)物為高濃度的SO2、(NH4)2SO4或NH4NO3，該法稱為氨-酸法。若用NH3、NH4HCO3等將吸收液中的NH4HSO3全部變?yōu)?/p>

(NH4)2SO3后，經(jīng)分離可副產(chǎn)結(jié)晶的(NH4)2SO3,此法不消耗酸，稱為氨-亞銨法。若將吸收液用NH3中和，使吸收液中的NH4HSO3全部轉(zhuǎn)變?yōu)?NH4)2SO3,再用空氣對(NH4)2SO3進行氧化，則可得副產(chǎn)品（NH4)2SO4,該法稱為氨-硫銨法。氨法工藝成熟，流程、設(shè)備簡單，操作方便，副產(chǎn)的SO2可生產(chǎn)液SO2或制硫酸。硫銨可做化肥，亞銨可用于制漿造紙代替燒堿，是一種較好的方法。該法適用于處理硫酸生產(chǎn)尾氣，但由于處理氨易揮發(fā)，吸收劑的消耗量大，因此缺乏氨源的地方不宜采用此法。2、鈉堿法本法是用氫氧化鈉或碳酸鈉的水溶液作為開始吸收劑，與SO2反應(yīng)生成的Na2SO3繼續(xù)吸收SO2，主要吸收反應(yīng)為：Na+SO2→NaHSO32NaOH+SO2→Na2SO3+H2ONa2SO3+SO2+H2O→2NaHSO3生成的吸收液為Na2SO3和NaHSO3的混合液。用不同方法處理吸收液，可得到不同的副產(chǎn)物。將吸收液中的NaHSO3用NaOH中和，得到Na2SO3。由于Na2SO3溶解度較NaHSO3低，它則從溶液中結(jié)晶出來，經(jīng)分離可得副產(chǎn)物Na2SO3。析出結(jié)晶后的母液作為吸收劑循環(huán)利用。該法稱為亞硫酸鈉法。若將吸收液中的NaHSO3加熱再生，可得到高濃度SO2作為副產(chǎn)物。而得到Na2SO3結(jié)晶，經(jīng)分離溶解后返回吸收系統(tǒng)循環(huán)使用。此法稱為亞硫酸鈉循環(huán)法或威爾曼洛德納法。

鈉堿吸收劑吸收能力大，不易揮發(fā)，對吸收系統(tǒng)不存在污垢、堵塞等問題。亞硫酸鈉法工藝成熟、簡單、吸收率高，所得副產(chǎn)品純度高，但耗堿量大，成本高，因此只適于中小氣量煙氣的治理。而亞硫酸鈉循環(huán)法可處理大氣量煙氣，吸收效率可達99%以上，在國外應(yīng)用最多的方法之一。3、鈣堿法此法是用石灰石、生石灰或消石灰的乳濁液為吸收劑吸收煙氣中SO2的方法，對吸收液進行氧化可副產(chǎn)石膏，通過控制吸收液的pH，可以副產(chǎn)半水亞硫酸鈣。該法所用吸收劑價廉易得，吸收率高，回收的產(chǎn)物石膏可用作建筑材料，而半水硫酸鈣是一種鈣塑材料，用途廣泛，因此成為目前吸收脫硫應(yīng)用最多的方法。該法存在的最主要問題是吸收系統(tǒng)容易結(jié)垢、堵塞；另外，由于石灰乳循環(huán)量大，使設(shè)備體積增大，操作費用增高。二、干法脫出SO2技術(shù)1、活性炭吸附法在有氧及水蒸氣存在的條件下，可用活性炭吸附SO2。由于活性炭表面具有的催化作用，使吸附的SO2被煙氣中的氧氣氧化為SO3，SO3再和水反應(yīng)吸收生成硫酸；或用加熱的方法使其分解，生成濃度高的SO2,此SO2可用來制酸。

活性炭附法雖不消耗酸、堿等原料，又無污水排出，但由于活性炭吸附容量有限，因此對吸附劑要不斷再生，操作麻煩。另外為保證吸附效率，煙氣通過吸附裝置的速度不宜過大。當處理氣量大時，吸附裝置體積必須很大才能滿足要求，因而不適于大氣量煙氣處理，而所得副產(chǎn)物硫酸濃度較低，需進行濃縮才能應(yīng)用，以上這些限制了該法的普遍應(yīng)用。2、催化氧化法

在催化劑的作用下可將SO2氧化為SO3后進行利用。干式催化氧化法可用來處理硫酸尾氣及有色金屬冶煉尾氣，技術(shù)成熟，已成為制酸工藝的一部分。但用此法處理電廠鍋爐煙氣及煉油尾氣，則在技術(shù)上、經(jīng)濟上還存在一些問題需要解決。第五節(jié)

氮氧化物廢氣的治理氮氧化物是一類化合物的總稱，分子式為NOx。它包括N2O、NO、NO2、N2O3、N2O4及N2O5等，在自然條件下主要是NO和NO2，它們是常見的大氣污染物。大氣中的氮氧化物包括天然的和人類活動所產(chǎn)生的兩種。

人為產(chǎn)生的氮氧化合物比天然產(chǎn)生的要少得多，但是由于其分布較為集中，與人類活動的關(guān)系較為密切，所以危害較大。