第二章化工廢氣處理技術(shù)—安徽大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院化工系《化工環(huán)保與安全技術(shù)》化工環(huán)保與安全技術(shù)課程組目錄12第一節(jié)空氣污染和空氣污染物第二節(jié)化工廢氣的一般處理技術(shù)34第三節(jié)二氧化硫廢氣處理技術(shù)第四節(jié)氮氧化物廢氣處理技術(shù)5第五節(jié)CO2捕集、利用、封存技術(shù)67第六節(jié)VOCs的處理技術(shù)第七節(jié)除塵技術(shù)第二章化工廢氣處理技術(shù)第一節(jié)

空氣污染和空氣污染物

一、污染物的種類

二、污染物的來源第一節(jié)

空氣污染和空氣污染物常見的空氣污染物主要有硫化物、氮化物、鹵化物、碳氧化物、碳氫化合物、氧化劑等?？諝馕廴咀匀晃廴救藶槲廴究諝馕廴疚镆淮挝廴疚锒挝廴疚镏苯訌呐欧旁催M入大氣中的各種氣體、蒸氣及塵粒叫做一次污染物。一次污染物在大氣中相互作用或與空氣中的原有成分發(fā)生反應(yīng)生成的一系列新的大氣污染物，如SO2、H2S被氧化而生成的SO3、H2SO4、硫酸鹽，NO被氧化而生成的NO2、HNO3、硝酸鹽，氮氧化物、碳氫化合物和煙塵在陽光作用下生成的光化學(xué)煙霧等。一.污染物的種類空氣污染物的分類分類主要污染物煙塵飄塵（＜10μm）、降塵（＞10μm）硫化物二氧化硫、三氧化硫、二硫化碳、硫氧化碳、硫酸霧、硫化氫、硫酸鹽、含硫鹵化物氮化物一氧化氮、二氧化氮、氨、硝酸鹽鹵化物鹵素氣體、氯化氫、氟化氫碳氧化物一氧化碳、二氧化碳烴/烴類衍生物醛、酮、醍、苯、多環(huán)芳烴、含氰氣體、氫氰酸、鹵化氫、氯碳酸、二英、胺光化學(xué)煙霧NOx與CH因光反應(yīng)生成的藍色煙霧氧化劑臭氧、過氧乙酰硝酸酯汞蒸氣汞瀝青煙炭黑、碳氫化合物氣溶膠狀態(tài)污染物固體粒子、液體粒子在空氣中的懸浮體放射性物質(zhì)鍶89、鍶90、銫137、碘131、碳14、钚239、鈰140、钚140第一節(jié)

空氣污染和空氣污染物一.污染物的種類大氣污染物中的含硫化合物包括硫化氫（H2S）、二氧化硫（SO2）、三氧化硫（SO3）、硫酸（H2SO4）、亞硫酸鹽SO32?、硫酸鹽SO4

2?和有機硫氣溶膠，其中最主要的污染物為SO2、H2S、H2SO4

和硫酸鹽，SO2和SO3總稱為硫的氧化物，以SOx表示。SO2

的人為源主要是含硫的煤、石油等燃料燃燒及金屬礦冶煉。煤、石油燃燒時硫的反應(yīng)為氧化反應(yīng)：S+O2→SO2燃燒產(chǎn)物主要是SO2，約占98%，SO3只占2%左右。第一節(jié)

空氣污染和空氣污染物（一）含硫化合物一.污染物的種類大氣中以氣態(tài)存在的含氮化合物主要有氨（NH3）及氮的氧化物，包括氧化亞氮（N2O）、一氧化氮（NO）、二氧化氮（NO2）、四氧化二氮（N2O4）、三氧化二氮（N2O3）及五氧化二氮（N2O5）等。其中對環(huán)境有影響的污染物主要是NO和NO2，通常統(tǒng)稱為氮氧化物NOx，其他還有亞硝酸鹽、硝酸鹽及銨鹽。NO和NO2是對流層中危害最大的兩種氮的氧化物。NO的人為源主要為化石燃料的燃燒（如汽車、飛機及內(nèi)燃機的燃燒過程），也來自硝酸及使用硝酸的如氮肥廠、炸藥廠、有色及黑色金屬冶煉廠的某些生產(chǎn)過程等。氨不是重要的污染氣體，主要來自天然源，它是有機廢物中的氨基酸被細菌分解的產(chǎn)物。氨的人為源主要是在煤的燃燒和化工生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的，在大氣中的停留時間約為1～2周。在許多氣體污染物的反應(yīng)和轉(zhuǎn)化中，氨起著重要的作用，它可以和硫酸、硝酸及鹽酸作用生成銨鹽，在大氣氣溶膠中占有一定比例。第一節(jié)

空氣污染和空氣污染物（二）含氮化合物一.污染物的種類一氧化碳（CO）是低層大氣中最重要的污染物之一。CO的主要人為源是化石燃料的燃燒，以及煉鐵廠、石灰窯、磚瓦廠、化肥廠的生產(chǎn)過程。在城市地區(qū)人為排放的CO大大超過天然源，而汽車尾氣則是其主要來源。二氧化碳（CO2）是動植物生命循環(huán)的基本要素，通常它不被看作是大氣的污染物。在自然界它主要來自海洋的釋放、動物的呼吸、植物體的燃燒和生物體腐爛分解過程等。就整個大氣而言，長期以來CO2濃度是保持平衡的，但是近幾十年，由于人類使用礦物燃料的數(shù)量激增、自然森林遭到大量破壞，全球CO2濃度平均每年增高0.2%，已超出自然界能“消化”的限度。CO2

對人沒有明顯的危害，但是它們卻能強烈吸收從地面向大氣再輻射的紅外線能量，使能量不能向太空逸散，從而保持地球表面的溫度，造成“溫室效應(yīng)”。溫室效應(yīng)使南北兩極的冰加快融化，海平面升高，同時風(fēng)、云層、降雨、海洋潮流的混合形式都可能發(fā)生變化。第一節(jié)

空氣污染和空氣污染物（三）碳氧化物一.污染物的種類存在于大氣中的含鹵素化合物很多，在廢氣治理中接觸較多的主要有氟化氫（HF）、氯化氫（HCl）等。第一節(jié)

空氣污染和空氣污染物（四）含鹵素化合物一.污染物的種類碳氫化合物包括烷烴、烯烴和芳烴等。其中量最大的為甲烷（CH4），其次為植物排出的萜烯類化合物。碳氫化合物的天然源為植物分解物。人為源主要是石油燃料的不充分燃燒和石油類的蒸發(fā)。它是形成光化學(xué)煙霧的主要成分。光化學(xué)煙霧就是二次污染物其中的一種。它是對流層中的碳氫化合物、氮氧化物、揮發(fā)性有機污染物等，在陽光的作用下發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，生成臭氧、過氧乙酰硝酸酯、醛、酮、自由基、有機和無機酸等二次污染物產(chǎn)生的混合污染。碳氫化合物在紫外線作用下生成的有害淺藍色煙霧第一節(jié)

空氣污染和空氣污染物（五）碳氫化合物（CH）一.污染物的種類未來10～20年煙氣污染治理的重點是燃料燃燒（主要是燃煤）廢氣、生產(chǎn)工藝廢氣以及汽車尾氣，隨著人們生活質(zhì)量的提高，室內(nèi)空氣污染也將日益受到重視，室內(nèi)空氣污染防治也將成為污染治理熱點。第一節(jié)

空氣污染和空氣污染物二、污染物的來源石油原油是以烷烴、環(huán)烷烴、芳烴等有機化合物為主的成分復(fù)雜的混合物。除烴類外，還含有多種硫化物、氮化物等。石油煉制即從原油中分離出多種餾分的燃料油和潤滑油的過程。處理1m3原油所產(chǎn)生廢氣中污染物的量見表。生產(chǎn)過程排放量/kg粉塵二氧化硫烴類一氧化碳二氧化氮催化裂化0.231.908352.060.24燃燒（油燃料）3.040.240.430.0111.02第一節(jié)

空氣污染和空氣污染物（一）石油工業(yè)源二、污染物的來源從高壓油井來的天然氣通常經(jīng)過井邊的油氣分離器去除烴凝結(jié)物和水。如果天然氣所含H2S量大于0.057kg/m3

，必須去除H2S（“脫臭”）方能使用，H2S常用胺液吸收以脫除。天然氣處理工業(yè)中主要的排放源是空壓機的發(fā)動機和來自脫酸氣裝置的廢酸氣。第一節(jié)

空氣污染和空氣污染物（二）天然氣處理工業(yè)源二、污染物的來源據(jù)統(tǒng)計，我國化工廢氣總量為約5500×108m3/a，其中工藝廢氣總量3000×108m3/a。化工廢氣，按所含污染物性質(zhì)可分為三大類：第一類為含無機污染物的廢氣，主要來自氮肥、磷肥（含硫酸）、無機鹽等行業(yè)；第二類為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)；第三類為既含有機污染物，又含無機污染物的廢氣，主要來自氯堿、煉焦等行業(yè)。化學(xué)工業(yè)廢氣特點有：種類多、成分復(fù)雜；污染物濃度高；污染面廣、危害大。行業(yè)

廢氣中的主要污染物氮肥NOx，尿素，粉塵磷肥氟化物，粉塵，SO2，酸霧無機鹽SO2，P2O5

氯堿C12，HC1，氯乙烯有機原料及合成材料SO2，C12，HC1，H2S，NH3，NOx，有機氣體農(nóng)藥Cl2，HCl，氯乙烯，氯甲烷，有機氣體燃料SO2，H2S，NOx，有機氣體涂料芳烴煉焦CO，SO2，H2S，NOx，芳烴第一節(jié)

空氣污染和空氣污染物（三）化學(xué)工業(yè)二、污染物的來源第二節(jié)

化工廢氣的一般處理技術(shù)一、吸收凈化法

二、吸附凈化法三、冷凝凈化法四、催化凈化法

五、生物凈化法六、膜分離凈化法七、燃燒凈化法第二章化工廢氣處理技術(shù)第二節(jié)化工廢氣的一般處理技術(shù)吸收法定義：用適當?shù)囊后w吸收劑處理廢氣，使廢氣中氣態(tài)污染物溶解到吸收液中或與吸收液中某種活性組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而進入液相，這樣使氣態(tài)污染物從廢氣中分離出來的方法；或者說，利用吸收劑將混合氣體中一種或數(shù)種組分（吸收質(zhì)）有選擇地吸收分離的過程稱作吸收。物理吸收化學(xué)吸收被溶解的分子沒有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，溶劑和溶質(zhì)之間僅存在微弱的分子間吸引力，被吸收的溶質(zhì)可通過吸收的逆過程加以回收。被吸收的氣體吸收質(zhì)與吸收劑中的一種組分或多個組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的過程。特點：被吸收的吸收質(zhì)在吸收劑中發(fā)生反應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)的各種組分在溶液中遵守化學(xué)反應(yīng)平衡關(guān)系；吸收劑中各組分的游離濃度與氣相中組分濃度間應(yīng)遵守相平衡關(guān)系。一、吸收凈化法提高吸收速率：改善傳質(zhì)系數(shù)、提高接觸表面積和傳質(zhì)推動力等吸收設(shè)備：氣液間接觸面積大，并有一定接觸時間；氣液間擾動大，阻力小、效率高；操作穩(wěn)定；結(jié)構(gòu)簡單，維修方便；具有防堵、防腐能力。吸收設(shè)備多為氣液相接觸吸收器-表面吸收器、鼓泡吸收器、噴灑吸收器、塔板式吸收器等。第二節(jié)化工廢氣的一般處理技術(shù)一、吸收凈化法吸附是利用多孔性固體吸附劑處理流體混合物，使其中所含的一種或數(shù)種組分吸附于固體表面上，以達到分離的目的。吸附過程和吸收的區(qū)別在于：吸收后，吸收組分均地分布在吸收相中，吸附后，吸附組分聚積或濃縮附在吸附劑上，是一個非均相過程。應(yīng)用廣泛：吸附劑的選擇性高，設(shè)備簡單，操作方便，凈化效率高，且能實現(xiàn)自動控制。吸附-脫附示意圖第二節(jié)化工廢氣的一般處理技術(shù)二、吸附凈化法被吸附分子與吸附劑表面分子存在著相互間的引力，即范德瓦耳斯力。范德瓦耳斯力普遍存在，吸附時的分子間作用力是無“飽和”的，但吸附劑周圍由于分子間作用力隨著吸附分子離吸附劑表面距離加大而減少，形成吸附作用“有效區(qū)域”。通常根據(jù)吸附劑和吸附質(zhì)之間發(fā)生吸附作用的力的性質(zhì)，將吸附分為物理吸附和化學(xué)吸附。物理吸附又稱為范德瓦耳斯吸附，是由吸附劑與吸附質(zhì)分子之間的范德瓦耳斯力產(chǎn)生的?；瘜W(xué)吸附又稱活性吸附，是由于吸附劑與吸附質(zhì)分子間的化學(xué)鍵力而導(dǎo)致的，吸收類型特征物理吸附放熱20kJ/mol，與氣化熱接近，因此常被看成氣體的凝聚無選擇性低溫下顯著速度快單層或單原子層化學(xué)吸附放熱，比物理吸附大，接近反應(yīng)熱一般84～417kJ/mol選擇性強高溫下顯著單分子層或多分子層速度慢第二節(jié)化工廢氣的一般處理技術(shù)二、吸附凈化法吸附劑要有較好的化學(xué)穩(wěn)定性、機械強度及熱穩(wěn)定性；吸附劑的吸附容量要大，吸附劑吸附容量越大，吸附劑用量越少，使得吸附裝置越小，進而使投資成本降低；吸附劑應(yīng)有良好的吸附動力學(xué)性質(zhì)，吸附達到平衡越快，吸附區(qū)域越窄，所需要的吸附柱就越小，同時可以允許的空塔速度越大，相應(yīng)的氣體流量也可以越大；吸附劑要具有良好的選擇性，不僅可使吸附效果更為明顯，同時得到的產(chǎn)品純度也就越高；需要有很大的比表面積，工業(yè)常用的吸附劑有活性炭、分子篩、硅膠等，它們都是具有許多細孔和巨大內(nèi)表面積的固體，比表面積約為600～700m2/g；吸附劑要具有良好的再生性能，可再生的吸附劑不僅可以重復(fù)使用，而且還解決了對廢吸附劑的處理問題；吸附劑應(yīng)具有較低的水蒸氣吸附容量、較小的壓力損失；受高沸點物質(zhì)影響小，高沸點物質(zhì)在吸附以后，很難被去除，它們會在吸附劑中集聚，從而影響吸附劑對其他組分的吸附容量；吸附劑應(yīng)與氣相中組分不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，以保證吸附劑吸附能力和再生程度不會因此而降低。第二節(jié)化工廢氣的一般處理技術(shù)（一）常用工業(yè)吸附劑二、吸附凈化法1．活性氧化鋁活性氧化鋁是將含水氧化鋁在嚴格控制升溫條件下加熱到500℃，使之脫水而制得。它為多孔結(jié)構(gòu)物質(zhì)并具有良好的機械強度，比表面積為200～250m2/g?；钚匝趸X對水分有很強的吸附能力，主要用于氣體和液體的干燥、石油氣的濃縮和脫硫，近年來又將它用于含氟廢氣的治理。白土分為漂白土和酸性白土。漂白土的主要成分是硅鋁酸鹽，是一種天然黏土，經(jīng)加熱和干燥后成為多孔結(jié)構(gòu)。將處理后的漂白土碾碎和篩分，取一定細度的顆粒就可以作為吸附劑使用。漂白土吸附劑可除去油中的臭味，并能有效地對各種油類進行脫色。漂白土可重復(fù)使用，只需要通過洗滌和灼燒除去吸附在表面和孔隙內(nèi)的有機物即可。SiO2與Al2O3比值較低的白土只有經(jīng)過酸化處理才具有吸附活性。用硫酸處理的工藝條件是：溫度80～110℃；硫酸的濃度20%～40%；時間4～12h。酸性白土是白土經(jīng)洗滌、干燥、碾碎處理后獲得的，酸性白土的脫色效率比天然漂白土高。2．白土第二節(jié)化工廢氣的一般處理技術(shù)（一）常用工業(yè)吸附劑二、吸附凈化法3．硅膠硅膠分子式為

SiO2?H2O，是一種堅硬多孔的固體顆粒，粒徑一般為0.2～7mm。其制備方法是將水玻璃（硅酸鈉）溶液用酸處理，再將硅凝膠經(jīng)老化、水洗，在95～130℃溫度下，經(jīng)干燥脫水制得。硅膠是工業(yè)上常用的一種吸附劑，實驗室所用的是經(jīng)干燥脫水并加入鈷鹽作指示劑的硅膠，在無水時呈藍色，吸水后變?yōu)榈t色。硅膠從氣體中吸附的水分量最高能達到自身重量的50%，具有很大的吸水容量。吸水后的飽和硅膠可再生，方法是通過加熱（300℃）將其吸附的水分脫附。硅膠在工業(yè)上多用于從廢氣中回收極為有用的煙氣和氣體的干燥。硅膠屬于親水性吸附劑。第二節(jié)化工廢氣的一般處理技術(shù)（一）常用工業(yè)吸附劑二、吸附凈化法活性炭作為一種優(yōu)良吸附劑，是應(yīng)用最早、用途較廣的。它由各種含碳物質(zhì)炭化并經(jīng)活化處理而得到?；罨瘎┦褂盟魵饣驘峥諝?，活化溫度為850～900℃，碳化溫度一般低于600℃。近年來，氯化鋅、氯化鎂、氯化鈣及硫酸等化學(xué)藥品有時也用來作為活化劑?；钚蕴吭牧系膩碓捶浅V泛，各種木材、木屑、果殼、果核、泥煤、褐煤、煙煤、無煙煤以及各種含碳的工業(yè)廢物都可制成活性炭?；钚蕴勘缺砻娣e在600～1400m2/g，是孔穴十分豐富的吸附劑，故其具有優(yōu)異的吸附能力?；钚蕴吭诠I(yè)領(lǐng)域的用途十分廣泛，幾乎遍及各個方面。通常用于烴類氣體提濃分離、空氣或者其他氣體的脫臭、溶劑蒸氣的回收、動植物油的精制、水和其他溶劑的脫色等方面。4．活性炭第二節(jié)化工廢氣的一般處理技術(shù)（一）常用工業(yè)吸附劑二、吸附凈化法沸石分子篩呈現(xiàn)多孔的硅酸鋁骨架結(jié)構(gòu)，是由人工合成的沸石，每一種分子篩的孔穴尺寸都是一致的。分子篩孔徑的大小和分子（或離子）的大小相當，不同型號分子篩的有效孔徑不同。沸石分為天然沸石以及人工合成沸石，化學(xué)通式為[M(Ⅰ)·M(Ⅱ)]O-A12O3-nSiO2?mH2O，式中，M(Ⅰ)為1價金屬；M(Ⅱ)為2價金屬；n為硅鋁比（一般n=2～10）；m為結(jié)晶水分子數(shù)。天然沸石的種類有很多，在工業(yè)方面使用價值較大的主要有斜發(fā)沸石、毛沸石、鎂沸石、鈣十字沸石、片沸石和絲光沸石等。沸石分子篩由于自身具有許多優(yōu)良性能，因而在生產(chǎn)上得到廣泛應(yīng)用。在環(huán)境保護方面，沸石分子篩常用來進行脫硫、脫氮、含汞蒸汽的凈化及有害氣體的治理。5．沸石分子篩第二節(jié)化工廢氣的一般處理技術(shù)（一）常用工業(yè)吸附劑二、吸附凈化法項目白土活性氧化鋁硅膠活性炭沸石分子篩真密度ρe/(g/cm3)2.4～2.63.0～3.32.1～2.31.9～2.22.0～2.5表觀密度ρs/(g/cm3)0.8～1.20.8～1.90.7～1.30.7～10.9～1.3填充密度γ/(g/cm3)0.45～0.560.49～1.000.45～0.850.35～0.550.60～0.75空隙率0.4～0.550.40～0.500.40～0.500.33～0.550.30～0.40比表面積/(m2/g)100～35095～350300～830600～1400600～1000微孔體積/(cm2/g)0.6～0.80.3～0.80.3～1.20.5～1.40.4～0.6平均微孔徑/A80～20040～120100～14020～50-比熱容/[cal/(g.K)]0.200.21～0.240.220.20～0.250.19熱導(dǎo)率/[kcal/(m.h.K)]0.0850.120.120.12～0.170.042幾種主要吸附劑的物理性質(zhì)第二節(jié)化工廢氣的一般處理技術(shù)（一）常用工業(yè)吸附劑二、吸附凈化法第二節(jié)化工廢氣的一般處理技術(shù)1．吹掃脫附。吸附態(tài)吸附質(zhì)在吹掃氣與吸附態(tài)吸附質(zhì)的濃度梯度的作用下由吸附劑表面向氣相主體擴散。脫附是一個吸熱過程，在此過程中床層溫度下降，導(dǎo)致脫附曲線后移，脫附量減少。因此，常采取升溫降壓措施進行吹掃脫附。2．置換脫附方法。在恒溫、恒壓情況下，用一種與吸附劑親和性更強的物質(zhì)置換前面被吸附的吸附質(zhì)，以獲得這種吸附質(zhì)的脫附。這種方法的缺點在于為了保證吸附劑循環(huán)使用，置換吸附質(zhì)也必須設(shè)法脫附，這就會消耗更多的時間和能量。3．升溫脫附。同一濃度下，吸附容量將隨溫度的升高而下降，使部分已吸附的吸附質(zhì)將從吸附劑表面解吸出來，隨后借助于吹掃氣將吸附質(zhì)從吸附床層中運送出來，完成脫附。這種方法因其實用、簡單的特點成為目前應(yīng)用最廣泛的方法之一。升溫脫附方法的主要缺點是，要想再次應(yīng)用必須將吸附床層重新冷卻，這就增加了再生時間和能耗。升溫脫附可分別采用熱載氣脫附、水蒸氣脫附，也可以將這兩種措施同時使用。4．降壓脫附。吸附容量會隨吸附壓下降而下降，通過降低吸附總壓，從而降低吸附質(zhì)組分壓，應(yīng)用這個原理的吸附脫附過程，稱為降壓吸附（decompressiondesorption）。在降壓脫附過程中，脫附后可通過小流量的吹掃氣，將因降壓而超岀平衡吸附量的脫附物質(zhì)運送出來而實現(xiàn)的。（二）吸附劑再生二、吸附凈化法冷凝凈化法即利用物質(zhì)在不同溫度下具有不同飽和蒸氣壓這一性質(zhì)，采用降溫、加壓方法使處于蒸氣狀態(tài)的氣體冷凝而與廢氣分離，以達到凈化或回收的目的。飽和蒸氣壓：

lgP0

=-A/T+BT為液體物質(zhì)的溫度，℃；A、B為常數(shù)；P0為物質(zhì)在T(K)時的飽和蒸氣壓，Pa。露點溫度是指廢氣中有害物質(zhì)的飽和蒸氣壓下的溫度。某一系統(tǒng)壓力下的露點溫度是指當廢氣中污染物的蒸氣分壓等于該溫度下的飽和蒸氣壓時，廢氣中的污染物開始冷凝出來的溫度。因此，要想冷凝混合氣體中的有害物質(zhì)，就必須低于該物質(zhì)的露點。泡點是指在恒壓下加熱液體，液體開始岀現(xiàn)第一個氣泡時的溫度。冷凝溫度一般在露點和泡點之間，冷卻溫度越接近泡點，則凈化程度越高。第二節(jié)化工廢氣的一般處理技術(shù)三、冷凝凈化法催化凈化法是使氣態(tài)污染物通過催化劑床層，在催化劑的作用下，經(jīng)歷催化反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)或易于處理和回收利用物質(zhì)的凈化方法。催化氧化催化還原特點：由于廢氣污染物量低，過程熱效應(yīng)小，反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡單，多采用固定床催化反應(yīng)器；要處理的廢氣量往往很大因此要求催化劑能承受流體沖刷和壓力降的影響；由于凈化要求高，而廢氣的成分復(fù)雜，處不同污染物時反應(yīng)條件變化大，故要求催化劑有高的選擇性和熱穩(wěn)定性。第二節(jié)化工廢氣的一般處理技術(shù)四、催化凈化法第二節(jié)化工廢氣的一般處理技術(shù)無選擇性有選擇性最大限度地吸收汽車或者燃燒裝置所產(chǎn)生廢氣中的各種有害物質(zhì)。能有選擇性催化劑能吸收一種或少數(shù)幾種有害物質(zhì)?？梢允欠涓C狀、球狀或餅狀的。催化劑的形狀多組元催化劑活性組分

載體助催化劑（一）催化劑四、催化凈化法第二節(jié)化工廢氣的一般處理技術(shù)

（一）催化劑四、催化凈化法第二節(jié)化工廢氣的一般處理技術(shù)1．廢氣預(yù)處理廢氣中含有的固體顆?；蛞旱螘采w在催化劑活性中心上而降低其活性，廢氣中的微量致毒物會使催化劑中毒，因此必須在廢氣接觸催化劑前將這些組分廢水除去。如煙氣中NOx的非選擇性還原法治理流程，常需在反應(yīng)器前設(shè)置除塵器、水洗塔、堿洗塔等，以除去其中的粉塵及SO2等。2．廢氣預(yù)熱廢氣預(yù)熱是為了使廢氣溫度在催化劑活性溫度范圍以內(nèi)，使催化反應(yīng)有一定的速度，否則廢氣溫度低，反應(yīng)速度緩慢，便達不到預(yù)期的去除效果。對于有機廢氣的催化燃燒，若廢氣中有機物濃度較高，反應(yīng)熱效應(yīng)大，則只需較低的預(yù)熱溫度，過高的預(yù)熱溫度會產(chǎn)生大量的中間產(chǎn)物，給后面的催化燃燒帶來困難。廢氣預(yù)熱可利用凈化后氣體的廢熱，但在污染物濃度較低、反應(yīng)熱效應(yīng)不足以將廢氣預(yù)熱到反應(yīng)溫度時，需利用輔助燃料使廢氣升溫。（二）催化凈化法的一般工藝四、催化凈化法第二節(jié)化工廢氣的一般處理技術(shù)3．催化反應(yīng)溫度是調(diào)節(jié)催化反應(yīng)的一項重要工藝參數(shù)，它對催化脫除污染物的效果有很大影響?？刂埔粋€最佳的溫度，在最少的催化劑用量下達到滿意脫除效果是催化法的關(guān)鍵。4．廢熱和副產(chǎn)品的回收利用廢熱與副產(chǎn)品的回收利用關(guān)系到治理方法的經(jīng)濟效益和二次污染，進而關(guān)系到治理方法有無生命力，因此必須予以重視。其中，回收廢熱常用于廢氣的預(yù)熱。（二）催化凈化法的一般工藝四、催化凈化法第二節(jié)化工廢氣的一般處理技術(shù)

生物凈化法是利用馴化后微生物的新陳代謝過程對多種有機物和某些無機物進行生物降解，將其分解成H2O和CO2，從而有效地去除工業(yè)廢氣中的污染物質(zhì)。生物法處理氣態(tài)污染物的基本原理是在過濾器中的多孔填料表面覆蓋生物膜，廢氣流經(jīng)填料床時，通過擴散過程將污染成分傳遞到生物膜中與膜內(nèi)的微生物相接觸而發(fā)生生物化學(xué)反應(yīng)，使廢氣中的污染物得到降解。其過程一般可分為：污染物由氣相到液相的傳質(zhì)過程；通過擴散和對流，污染物從液膜表面擴散到生物膜中；微生物將污染物轉(zhuǎn)化為生物量、新陳代謝副產(chǎn)物如二氧化碳和水。生物法特別適合于處理氣量大于17000m3/h，濃度小于0.1%的氣體。其特點是操作條件易于滿足（常溫、常壓），操作簡單，低投資，高效率，有較強的抗沖擊能力。一般控制適當?shù)呢摵珊蜌庖航佑|條件就可使凈化率達到90%以上，尤其在處理低濃度（104mg/m3以下）、生物降解性好的氣態(tài)污染物時更顯其經(jīng)濟性，不產(chǎn)生二次污染，可氧化分解含硫、氮的惡臭物和苯酚、氰等有害物。但是生物法仍存在某些缺點：氧化分解速率較慢，生物過濾占用的空間大，難控制過濾的pH值，對難氧化的惡臭氣體凈化效果不明顯。五、生物凈化法（一）凈化原理和特點第二節(jié)化工廢氣的一般處理技術(shù)常見的生物處理工藝包括生物過濾法、生物滴濾法、生物洗滌法、生物膜反應(yīng)器和轉(zhuǎn)盤生物過濾反應(yīng)器。生物法凈化廢氣主要有三種方式：生物過濾、生物滴濾、生物洗滌，不同組成及濃度的廢氣有各自合適的生物凈化方式。。五、生物凈化法（二）處理工藝與設(shè)備第二節(jié)化工廢氣的一般處理技術(shù)利用生物凈化法治理廢氣的過程中，以微生物存在的形式分為懸浮生長系統(tǒng)和附著生長系統(tǒng)。（1）生物洗滌塔是典型的懸浮生長系統(tǒng)，采用懸浮生長系統(tǒng)工藝的生物化學(xué)反應(yīng)過程一般為慢反應(yīng)化學(xué)吸收過程，并采用液相停留時間較長的反應(yīng)器如鼓泡型反應(yīng)器，也可采用噴淋篩板塔加上生化反應(yīng)器的組合方式。一般流程為：廢氣從吸收塔底部通入，與水逆流接觸，污染物被水吸收后由吸收塔頂部排出。吸收污染物的水從底部流出，進入生物反應(yīng)塔經(jīng)微生物反應(yīng)再生后循環(huán)使用。（2）生物滴濾池由生物滴濾池和貯水槽構(gòu)成，生物滴濾池內(nèi)充以粗碎石、塑料、陶瓷等不具吸附性的填料，填料表面是微生物體系形成的幾毫米厚的生物膜。生物滴濾池比較適合對pH影響較敏感的生物反應(yīng)，因為生物滴濾池中循環(huán)液體pH值易于監(jiān)控。這種方式主要用于含易降解的鹵化物廢氣的生物處理。五、生物凈化法（二）處理工藝與設(shè)備第二節(jié)化工廢氣的一般處理技術(shù)（一）氣體膜分離過程基本原理氣體膜分離是利用氣體混合物中各組分在膜中滲透速率的差異，在膜兩側(cè)壓力差的作用下進行分離的操作，其中滲透側(cè)富集滲透快的組分，原料側(cè)富集滲透慢的組分。六、膜分離凈化法第二節(jié)化工廢氣的一般處理技術(shù)（二）氣體分離膜特性1.分離因數(shù)αAB

xA，xB分別為原料中組分A與組分B的摩爾分數(shù)；yA，yB分別為透過物中組分A與組分B的摩爾分數(shù)。通常，用組分A表示透過速率快的組分，因此αAB的數(shù)值大于1。分離因數(shù)的大小反映該體系分離的難易程度，αAB越大，表明兩組分的透過速率相差越大，膜的選擇性越好，分離程度越高；αAB等于1，則表明膜沒有分離能力。六、膜分離凈化法第二節(jié)化工廢氣的一般處理技術(shù)（二）氣體分離膜特性2.滲透系數(shù)

V為氣體滲透量，m3δ為膜厚，mΔp為膜兩側(cè)的壓力差，PaA為膜面積，m2t為時間，sP為滲透系數(shù)，m2/Pa·s六、膜分離凈化法第二節(jié)化工廢氣的一般處理技術(shù)（三）膜材料及分類空氣凈化中膜分離是一種高效的分離方法，裝置的核心部分為膜元件。常用的膜元件有平板膜、中空纖維和卷式膜，又可分為氣體和液體兩種分離膜。按材料性質(zhì)分，氣體分離膜可分為無機材料、高分子材料以及金屬材料。目前高分子聚合物膜是使用最多的分離膜，無機材料分離膜在近幾年又被開發(fā)出來。高分子聚物膜通常是用纖維素類、聚砜類、聚酰胺類、聚酯類、含氟高聚物等材料制成。無機分離膜包括玻璃膜、陶瓷膜、金屬膜和分子篩炭膜等。膜的分類方法、種類功能都很多，但按膜的形態(tài)結(jié)構(gòu)分類是普遍采用的一種分類方式，此時分離膜分為對稱膜和非對稱膜兩類。氣體分離膜材料應(yīng)該同時具有高的透氣性和較高的機械強度、化學(xué)穩(wěn)定性以及良好的成膜加工性能。六、膜分離凈化法第二節(jié)化工廢氣的一般處理技術(shù)（四）氣體膜分離設(shè)備和氣體膜分離應(yīng)用常見的氣體膜分離設(shè)備有如下兩種：一是Prism

氣體分離器。主要用于合成氨廠釋放氣中氫的回收。它的結(jié)構(gòu)類似于列管式換熱器，主要由外殼、中空纖維和纖維兩頭的管板組成。使用時，原料氣進入外殼，易滲透組分經(jīng)過纖維膜滲入中心而流出，難滲組分則從外殼岀口流出。中空纖維膜為外表涂以硅酮的聚砜非對稱膜。二是平板旋卷式膜分離器。旋卷式膜分離器主要包括多孔滲管、膜和支撐物。高壓原料氣進入“高壓道”，而經(jīng)過膜滲出來的氣體流經(jīng)“滲透道”從滲透管中心流出，剩余氣則從管外流道流出。膜和支撐物組成膜葉，其三面封閉，使原料氣與滲透氣隔開。氣體膜分離的主要應(yīng)用有：空氣分離，利用膜分離技術(shù)可以得到富氧空氣和富氮空氣，富氧空氣可用于高溫燃燒節(jié)能、家用醫(yī)療保健等方面，富氮空氣可用于食品保鮮、惰性氣氛保護等方面；H2

的分離回收，主要有合成氨尾氣中H2

的回收、煉油工業(yè)尾氣中H2的回收等，是當前氣體分離應(yīng)用最廣的領(lǐng)域；氣體脫濕，如天然氣脫濕、壓縮空氣脫濕、工業(yè)氣體脫濕等。六、膜分離凈化法第二節(jié)化工廢氣的一般處理技術(shù)（一）燃燒凈化原理1．燃燒反應(yīng)與火焰燃燒CH4+2O2CO2+2H2O+QQ為反應(yīng)時放出的熱量，J。燃料完全燃燒的條件是適量的空氣、足夠的溫度、必要的燃燒時間、燃料與空氣的充分混合。①空氣條件：按燃燒不同階段供給相適應(yīng)的空氣量。②溫度條件：只有達到著火溫度，才能與氧化合而燃燒。氧存在下可燃質(zhì)開始燃燒必須達到的最低溫度叫做著火溫度。③時間條件：影響燃燒完全程度的另一基本因素是燃料在燃燒室中的停留時間，燃料在高溫區(qū)的停留時間應(yīng)超過燃料燃燒所需時間。④燃燒與空氣的混合條件：有效燃燒的基本條件是充分混合燃料與空氣中的氧。七、燃燒凈化法第二節(jié)化工廢氣的一般處理技術(shù)（一）燃燒凈化原理2．燃燒與爆炸當混合氣體中含有的氧和可燃組分在一定的濃度范圍內(nèi)，某一點被燃著時產(chǎn)生的熱量，可以繼續(xù)引燃周圍的混合氣體，此濃度范圍就是燃燒極限濃度范圍。當燃燒在一有限空間內(nèi)迅速蔓延，則形成爆炸。因此，對于混合氣體的組成濃度而言，可燃的混合氣體就是爆炸性混合氣體，燃燒極限濃度范圍也就是爆炸極限濃度范圍。七、燃燒凈化法第二節(jié)化工廢氣的一般處理技術(shù)（二）燃燒凈化方法和裝置1．直接燃燒：把廢氣中可燃的有害組分當作燃料燃燒，因此這種方法只適用于凈化高濃度的氣體或者熱值較高的氣體。2．熱力燃燒：將輔助燃料燃燒產(chǎn)生的高溫燃氣與有毒有害廢氣混合，使其溫度達到可燃組分的自燃點以上，并使有毒有害廢氣在燃燒爐中駐留一段時間，以完成熱化學(xué)轉(zhuǎn)化過程。適用于可燃有機物質(zhì)含量較低的廢氣凈化處理。3．催化燃燒燒：目前重點致力于有機廢氣的凈化處理所需低溫催化劑及催化技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用。作為目前處理低濃度有機廢氣的一種方法，催化燃燒可對易燃易爆的氣體進行處理。七、燃燒凈化法第三節(jié)二氧化硫廢氣處理技術(shù)一、濕法煙氣脫硫技術(shù)二、干法煙氣脫硫技術(shù)三、半干法煙氣脫硫技術(shù)第二章化工廢氣處理技術(shù)第三節(jié)二氧化硫廢氣處理技術(shù)脫硫劑CaCO3Na2SO3MgO有機堿NH3鈣法鈉法鎂法有機堿法氨法濕法干法半干（濕）法拋棄法回收法鈣法氨法第三節(jié)二氧化硫廢氣處理技術(shù)濕式鈣法（簡稱濕法）煙氣脫硫技術(shù)是三種脫硫方法中實際應(yīng)用最多、技術(shù)最成熟、運行狀況最穩(wěn)定的脫硫工藝。濕法煙氣脫硫技術(shù)的特點是：脫硫過程在溶液中進行，吸附劑和脫硫生成物均為濕態(tài)；整個脫硫系統(tǒng)位于煙道的末端，在除塵系統(tǒng)之后；脫硫過程的反應(yīng)溫度低于露點，脫硫后的煙氣一般需經(jīng)再加熱才能從煙囪排出。濕法煙氣脫硫過程是氣液反應(yīng)，速率快、效率高、鈣利用率高，適合大型燃煤電站鍋爐的煙氣脫硫。石灰石/石灰洗滌法是目前使用最廣泛的濕法煙氣脫硫技術(shù)，占整個濕法煙氣脫硫技術(shù)的36.7%。它是在洗滌塔內(nèi)釆用石灰或石灰石的漿液對煙氣中的SO2吸收并副產(chǎn)石膏的方法，原理是用石灰或石灰石漿液吸收和氧化SO2。第一階段吸收生成亞硫酸鈣，第二階段將亞硫酸鈣氧化成硫酸鈣。濕法脫硫過程中，石膏可被C（無煙煤或焦炭）還原為SO2和CaO。SO2（以5%左右濃度的空氣混合物形式存在）可進一步被轉(zhuǎn)化為硫酸，CaO則循環(huán)到脫硫吸收裝置作為脫硫劑循環(huán)使用。一、濕法脫硫第三節(jié)二氧化硫廢氣處理技術(shù)（一）濕法脫硫塔型1．噴淋塔一、濕法脫硫第三節(jié)二氧化硫廢氣處理技術(shù)（一）濕法脫硫塔型2．格柵塔一、濕法脫硫第三節(jié)二氧化硫廢氣處理技術(shù)（一）濕法脫硫塔型3．鼓泡塔一、濕法脫硫第三節(jié)二氧化硫廢氣處理技術(shù)（二）濕法脫硫案例1．環(huán)柵噴淋泡沫塔煙氣脫硫案例編者研究開發(fā)了一種新型除塵脫硫一體化裝置，它集旋流、噴淋、沖擊、泡沫等功能于一身，大大強化了氣液傳質(zhì)過程。因其能適合各種脫硫劑場合，目前已在各行業(yè)推廣了數(shù)百臺套，得到廣泛應(yīng)用。環(huán)柵噴淋泡沫塔的除塵脫硫漿液由噴嘴向下噴出，形成分散的小液滴并往下掉落，同時，煙氣沿塔壁從上部切向煙氣出口進入，液滴與煙氣在進口處充分接觸。受到塔壁的約束，煙氣在塔內(nèi)由直線運動轉(zhuǎn)變?yōu)閳A周運動，在塔內(nèi)形成漩渦流。塔底部維持一定的液面，當旋流氣體到達漿液表面時，進入格柵的氣體與漿液沖激接觸，對煙塵和二氧化硫進行二級洗滌。之后氣液兩相在內(nèi)塔底部鼓泡形成泡沫層，對煙塵和二氧化硫進行三級洗滌。脫硫除塵后的氣體從內(nèi)筒體向上流動，通過除霧器后由煙氣出口排出。一、濕法脫硫氨-硫銨法典型流程圖

2．環(huán)柵噴淋泡沫塔氨法脫硫工藝吸收：SO2+H2O+2NH3→(NH4)2SO3氧化：

(NH4)2SO3+1/2O2→(NH4)2SO4(NH4)2SO3+SO2+H2O+O2→2(NH4)HSO4(NH4)2SO3+1/2O2→(NH4)2SO4第三節(jié)二氧化硫廢氣處理技術(shù)（二）濕法脫硫案例一、濕法脫硫第三節(jié)二氧化硫廢氣處理技術(shù)1．投資費用低，脫硫產(chǎn)物呈干態(tài)，并與飛灰相混。2．無需安裝除霧器及煙氣再熱器，設(shè)備不易腐蝕，不易發(fā)生結(jié)垢及阻塞。（一）干法煙氣脫硫的特點

爐內(nèi)噴鈣脫硫是目前最常用的干法煙氣脫硫工藝。該系統(tǒng)工藝簡單，脫硫費用低，Ca/S在2以上時，用石灰石和消石灰作吸收劑，煙氣脫硫效率可達60%以上。二、干法脫硫技術(shù)第三節(jié)二氧化硫廢氣處理技術(shù)（二）干法脫硫技術(shù)的分類1．高能電子活化氧化法根據(jù)高能電子的產(chǎn)生方法，可分為電子束照射法（EBA）和脈沖電暈等離子法（PPCP）。2．荷電干吸收劑噴射脫硫法（CDSI）

常規(guī)的干式脫硫技術(shù)存在兩個難題：①反應(yīng)溫度與煙氣滯留時間；②吸收劑與SO2接觸不充分。CDSI系統(tǒng)將其克服，使脫硫在常溫下進行成為可能。3．超高壓窄脈沖電暈分解有害氣體技術(shù)（UPDD）UPDD可同時治理SO2、NOx和CO2

這3種有害氣體，技術(shù)較新，目前仍處于研究階段。4．爐內(nèi)噴鈣循環(huán)流化床反應(yīng)器脫硫技術(shù)爐內(nèi)噴鈣循環(huán)流化床反應(yīng)器脫硫的基本原理是：將石灰石噴入鍋爐爐膛適當部位來固硫，將循環(huán)流化床反應(yīng)器裝到尾部煙道電除塵器前，隨著飛灰將未反應(yīng)的CaO輸送到循環(huán)流化床反應(yīng)器內(nèi)，大顆粒CaO在循環(huán)流化床反應(yīng)器中被湍流破碎。這樣可使與SO2反應(yīng)的表面積增大，提高整個系統(tǒng)的脫硫效率。二、干法脫硫技術(shù)第三節(jié)二氧化硫廢氣處理技術(shù)（二）干法脫硫技術(shù)的分類5．活性炭法活性炭法作為一項干法脫硫技術(shù)，可以同時實現(xiàn)較高的脫硫率（95%）和脫硝率（40%），而且能夠有效脫除二噁英，并具有良好的除塵效果，其工藝路徑可分為移動床吸附和變壓吸附。（1）移動床吸附脫硫不足：①活性炭制備要求和價格高，系統(tǒng)投資、運行費用高。②能耗高，占地面積較大。③操作要求高（煙氣SO2含量和溫度要穩(wěn)定）。④活性炭再生能耗高，加熱解吸易自燃爆炸。二、干法脫硫技術(shù)活性炭變壓吸附法（pressureswingadsorption，PSA）在脫除煙氣中的SO2廢氣的同時，還可以濃縮SO2。濃縮后的SO2可用于制酸，或者作其他用處，并且活性炭可以循環(huán)再生使用。變壓吸附濃縮SO2

實驗裝置主要由氣體發(fā)生源、吸附柱、尾氣處置系統(tǒng)和測試與控制系統(tǒng)組成。經(jīng)典的變壓吸附循環(huán)為2床4步式循環(huán)。通常包括充壓、吸附、放空與吹掃，在工業(yè)踐中經(jīng)常將前兩步合稱為加壓吸附階段，后兩步合稱為泄壓吹掃階段。為詳細考察柱內(nèi)氣體壓力、氣速等參數(shù)以及不同脫附方式對循環(huán)過程的影響，往往將其設(shè)為兩床五步式循環(huán)。該循環(huán)包括吸附（常壓）、均壓、吹掃脫附、真空脫附、均壓五個階段。第三節(jié)二氧化硫廢氣處理技術(shù)（二）干法脫硫技術(shù)的分類5．活性炭法

（2）變壓吸附濃縮SO2

二、干法脫硫技術(shù)第三節(jié)二氧化硫廢氣處理技術(shù)半干法煙氣脫硫工藝是在吸收塔內(nèi)完成脫硫過程的。將生石灰粉（或小顆粒）經(jīng)制漿系統(tǒng)摻水、攪拌、消化后制成具有很好反應(yīng)活性的熟石灰[Ca(OH)2]漿液，制成后的吸收劑漿經(jīng)泵送至吸收塔上部，由噴嘴或旋轉(zhuǎn)噴霧器將石灰漿吸收液均勻地噴射成霧狀微粒，這些霧狀石灰漿吸收液與引入的含SO2的煙氣接觸，發(fā)生強烈的物理化學(xué)反應(yīng)，其結(jié)果是低濕狀態(tài)的石灰漿吸收液吸收煙氣中的熱量，其中的大部分水分汽化蒸發(fā)，變成含有少量水分的微粒灰渣，在石灰漿吸收液吸熱的同時，吸收煙氣中SO2的過程同時進行，SO2+Ca(OH)2+H2O→CaSO3·0.5H2O+1.5H2OCaSO3·0.5H2O+0.5O2+1.5H2O→CaSO4·2H2O三、半干法脫硫技術(shù)第三節(jié)二氧化硫廢氣處理技術(shù)（一）爐內(nèi)噴鈣尾部增濕活化法爐內(nèi)噴鈣尾部增濕活化法（limestoneinjectionintothefurnaceandactivationofcalciumoxide，LIFAC）煙氣脫硫工藝是在燃燒的鍋爐內(nèi)適當溫度區(qū)噴射石灰石粉，并在鍋爐空氣預(yù)熱器后增設(shè)活化反應(yīng)器，用于脫除煙氣中的SO2。因此，LIFAC法可以分為兩個主要階段：爐內(nèi)噴鈣和爐后增濕活化。但存在一些問題：是爐內(nèi)噴鈣需對鍋爐進行改動，同時噴入的石灰石粉可能造成受熱面的磨損，同時還可能影響鍋爐的運行效率。我國的下關(guān)和紹興錢清電廠引進了LIFAC裝置。三、半干法脫硫技術(shù)第三節(jié)二氧化硫廢氣處理技術(shù)（二）旋轉(zhuǎn)噴霧法旋轉(zhuǎn)噴霧法脫硫是利用噴霧干燥的原理，在對吸收劑進行噴霧干燥的過程中完成對煙氣中二氧化硫的脫除。20世紀70年代初，噴霧干燥技術(shù)在應(yīng)用于電廠的煙氣脫硫后得到迅速發(fā)展。80年代開始，旋轉(zhuǎn)噴霧干法煙氣脫硫工藝受到重視，在電廠煙氣脫硫中得到廣泛應(yīng)用，目前市場占有率已超過10%。

三、半干法脫硫技術(shù)（三）氣懸浮式半干法氣懸浮式半干法（GSA）吸收塔的結(jié)構(gòu)相當于一個處于氣流輸送狀態(tài)的流化床，煙氣速度很大，可夾帶出所有石灰漿液滴，先后經(jīng)過旋風(fēng)除塵器和電除塵器，煤灰和脫硫混合物大部分可被循環(huán)，再造漿循環(huán)噴入輸送管。GSA工藝非常適合焚燒廠和垃圾電站的脫硫需求。第三節(jié)二氧化硫廢氣處理技術(shù)三、半干法脫硫技術(shù)（四）循環(huán)流化床法循環(huán)流化床法（CFB-FGD）是以循環(huán)流化床原理為基礎(chǔ)，多次循環(huán)吸收劑延長其與煙氣的接觸時間，提高吸收劑的利用率。第三節(jié)二氧化硫廢氣處理技術(shù)三、半干法脫硫技術(shù)第四節(jié)氮氧化物廢氣處理技術(shù)一、干法脫硝技術(shù)二、濕法脫硝技術(shù)第二章化工廢氣處理技術(shù)第四節(jié)氮氧化物廢氣處理技術(shù)催化還原生物法干法等離子體吸收和吸附濕法工作性質(zhì)作用的機理第四節(jié)氮氧化物廢氣處理技術(shù)一、干法脫硝技術(shù)催化還原法吸附法等離子體法第四節(jié)氮氧化物廢氣處理技術(shù)（一）吸附法優(yōu)點：凈化效率高；不消耗吸附劑；設(shè)備簡單，操作方便；可回收利用。缺點：吸附劑吸附容量小，所需吸附劑量大，設(shè)備龐大，并且需要再生處理；過程為間歇操作，投資的費用較高，能耗也較大。吸附凈化法的原理是利用多孔性的固體物質(zhì)具有選擇性吸附廢氣中一種或多種有害組分的特殊性質(zhì)來處理廢氣。一、干法脫硝技術(shù)第四節(jié)氮氧化物廢氣處理技術(shù)（一）吸附法按作用力不同分為物理吸附、化學(xué)吸附。根據(jù)再生方式的不同，還可分為變溫吸附和變壓吸附。適用于：NOx平均濃度比較小的廢氣活性炭分子篩硅膠常用的吸附劑：一、干法脫硝技術(shù)第四節(jié)氮氧化物廢氣處理技術(shù)（二）催化還原法1．選擇性催化還原法（SCR）原理：使用適當?shù)拇呋瘎欢l件下，用氨作催化反應(yīng)的還原劑，并使NOx轉(zhuǎn)化成無害的氮氣和水蒸氣。NH3還原NOx主反應(yīng)：6NO+4NH3→5N2+6H2O6NO2+8NH3→7N2+12H2O副反應(yīng)：8NO+2NH3

→5N2O+H2O8NO2+6NH3→7N2O+9H2O4NH3+3O2

→2N2+6H2O2NH3+2O2→N2O+3H2O一、干法脫硝技術(shù)第四節(jié)氮氧化物廢氣處理技術(shù)（二）催化還原法2．選擇性非催化還原法（SNCR）原理：在沒有催化劑的情況下，加入NOx和還原劑發(fā)生還原反應(yīng)。特點：不需要催化劑，投資比較小，還原劑消耗量比較大。目前大部分的鍋爐都不采用SNCR方法，其主要原因如下：①會增加反應(yīng)劑和運載介質(zhì)（空氣）的消耗量；②氨的泄漏量大，不僅污染大氣，而且在燃燒含硫燃料時，由于有硫酸氫銨形成，會使空氣預(yù)熱器堵塞；③效率不高（燃油鍋爐的NO排放量僅能降低30%～50%）。一、干法脫硝技術(shù)第四節(jié)氮氧化物廢氣處理技術(shù)（三）等離子體法等離子法包括了電子束法和脈沖電暈法兩種方法。電子束法的原理是利用電子加速器來獲得高能電子，而脈沖電暈法則是利用脈沖電暈放電來獲得活化電子。電子束法（EBA）是依靠電子束加速器來產(chǎn)生高能電子（400～800keV），這就需要大功率并能長期連續(xù)和穩(wěn)定工作的電子槍。電子束加速器的造價昂貴，電子槍的壽命短，X射線則需要防輻射屏蔽，整個系統(tǒng)運行和維護的技術(shù)要求高。脈沖電暈法的原理是利用脈沖電暈放電來獲得活化電子，使用脈沖高壓電源替代加速器來產(chǎn)生等離子體，使用幾萬伏的高壓脈沖電暈放電可以使電子加速到5～20eV，并打斷周圍氣體分子內(nèi)的化學(xué)鍵從而生成氧化性極強的·O、·OH、O3等自由原子和自由基等活性物質(zhì)，在有氨的注入下與SOx以及NOx反應(yīng)生成農(nóng)用化肥。該技術(shù)與電子束照射法相比較，避免了電子加速器的使用，無須輻射屏蔽，增強了技術(shù)的安全性和實用性。一、干法脫硝技術(shù)第四節(jié)氮氧化物廢氣處理技術(shù)（四）催化分解法在熱力學(xué)上，NO可分解成N2和O2，該反應(yīng)的活化能為364kJ/mol，需要合適的催化劑來降低活化能，這樣才能發(fā)生分解反應(yīng)。由于該方法簡單且費用低，被認為是最有發(fā)展前景的脫氮方法，所以多年以來人們?yōu)榱藢ふ液线m的催化劑做了大量的工作，目前主要的催化劑類型有貴金屬、鈣鈦礦型復(fù)合氧化物、金屬氧化物及可進行金屬離子交換的分子篩等。Rh、Pt、Pd等貴金屬負載在Pt/7-Al2O3

等載體上，可用于NO的催化分解。在同樣條件下，Pt類催化劑的活性最高。貴金屬催化劑用于NO催化分解的研究已經(jīng)比較廣泛和深入，近年來，這方面的工作重點主要是利用一些堿金屬以及過渡金屬離子對單一的負載貴金屬催化劑進行改性，來提高催化劑的活性和穩(wěn)定性。一、干法脫硝技術(shù)第四節(jié)氮氧化物廢氣處理技術(shù)（一）溶液吸收法原理：溶液吸收法是利用氣體混合物中不同的組分在吸收劑中不同的溶解度，或者可與吸收劑發(fā)生選擇性的化學(xué)反應(yīng)，將有害組分從混合氣流中分離出來的過程。吸收過程的實質(zhì)是物質(zhì)由氣相轉(zhuǎn)移到液相的過程。特點：設(shè)備簡單、操作彈性大、一次性投資低、適應(yīng)性強等。但是其吸收效率一般，尤其是當NOx中NO的濃度較高時，處理效果不理想。用NaOH溶液吸收NO2和NO,主要的反應(yīng)式：2NO2+2NaOH→NaNO+NaNO3+H2O2NO2+NO+2NaOH→2NaNO2+H2O只要廢氣中NOx的NO2/NO物質(zhì)的量之比大于或等于1，NO2及NO就可以被有效吸收。二、濕法脫硝第四節(jié)氮氧化物廢氣處理技術(shù)（二）氧化吸收法NO除了生成絡(luò)合物外，無論是在水中還是在堿液中都幾乎不會被吸收，加上低濃度下，NO的氧化速率非常緩慢，所以NO的氧化速率決定了吸收法脫除氮氧化物的總速率。為了使NO的氧化加快，可以采用催化氧化法和氧化劑直接氧化法。氧化劑分氣相氧化劑以及液相氧化劑兩種。氣相氧化劑有O3、O2、ClO2、Cl2等，液相氧化劑有H2O2、HNO3、NaClO、KMnO4、NaClO2等，此外利用紫外線氧化也是一種方式。加入氧化劑可以提高吸收效率，但是藥劑較貴，運行使用的費用較高。二、濕法脫硝電化學(xué)氧化吸收法采用氣液吸收與氣液相同時氧化結(jié)合的方式除去氣流中的NOx，此法大大提高了吸收效率，而且吸收產(chǎn)物中的亞硝酸根可以得到進一步氧化，轉(zhuǎn)化為比較穩(wěn)定的硝酸根離子，從而防止了可逆反應(yīng)的發(fā)生。同時，氧化劑可通過電解過程再生，達到循環(huán)使用的目的，大大節(jié)省了藥劑投加的費用。此法具有吸收效率高、運行費用低廉、藥劑成本低等優(yōu)點，并且裝置的操作費用較低、處理量大、處理效率高，很適合推廣使用。吸收和氧化反應(yīng)如下：2NO+Cl2+2H2O→2HNO2+2HClCl2+H2O→HClO+HCl2NO2+H2O+HClO→2HNO3+HCl電化學(xué)反應(yīng)：陽極：2Cl--2e→Cl2陰極：2H+

+2e→H2第四節(jié)氮氧化物廢氣處理技術(shù)（二）氧化吸收法二、濕法脫硝微生物凈化法是指在有外加碳源的情況下，適宜的脫氮菌利用NOx

作為氮源，把NOx

還原成無害的N2，而脫氮菌本身則獲得生長繁殖所需的能量。微生物的存在形式分為附著生長系統(tǒng)和懸浮生長系統(tǒng)兩種。懸浮生長系統(tǒng)指微生物和微生物營養(yǎng)物配料存在于液相中，氣體中的污染物先與懸浮物接觸然后轉(zhuǎn)移到液相中，最后被微生物所凈化，噴淋塔和鼓泡塔等生物洗滌器是其常見的形式。而在附著生長系統(tǒng)中，增濕后的廢氣進入生物濾床，在通過濾層時，污染物由氣相被轉(zhuǎn)移到生物膜的表面并被微生物凈化。懸浮生長系統(tǒng)和附著生長系統(tǒng)在NOx

凈化方面各有優(yōu)勢：懸浮生長系統(tǒng)相對于附著生長系統(tǒng)來說，微生物的環(huán)境條件和操作條件易于控制，但是因為NOx

中的NO占有的比例比較大，加上NO又不易溶于水，使得NO的凈化率不高。存在的問題：微生物的生長需要適宜的環(huán)境，如何在工業(yè)應(yīng)用中營造合適的培養(yǎng)條件是必須克服的一個難題；微生物的生長會造成塔內(nèi)填料的堵塞；微生物的生長速度相對較慢，要處理大流量的煙氣還需要對菌種作進一步的篩選。第四節(jié)氮氧化物廢氣處理技術(shù)（三）微生物凈化法二、濕法脫硝第四節(jié)氮氧化物廢氣處理技術(shù)（三）微生物凈化法1．反硝化過程處理NOx反硝化過程處理NOx是利用厭氧性微生物如銅綠假單胞菌、脫氮假單胞菌、脫氮硫桿菌、熒光假單胞菌等在厭氧條件下可以分解NOx的一種處理方法此法有以下兩條處理途徑：（1）同化反硝化作用，其流程為NO3?→NO2?→NO→N2O→N2（2）異化反硝化作用，該途徑可使NO3?最終轉(zhuǎn)化為菌體的一部分。用生化法去除NO主要的原理是利用反硝化細菌具有同化反硝化作用，使污染物最終轉(zhuǎn)變?yōu)镹2，但在這個過程中需要額外提供微生物生長所必需的基質(zhì)。另外，微生物是利用NO3?中的氧在厭氧條件下氧化有機物質(zhì)并且獲得能量的，所以廢氣中NO3?的濃度將會對反硝化過程產(chǎn)生重要的影響。二、濕法脫硝第四節(jié)氮氧化物廢氣處理技術(shù)（三）微生物凈化法2．硝化過程處理NOx硝化過程處理NOx的原理是在硝化細菌的作用下，在有氧條件下將氨氮氧化成硝酸鹽氮，然后再通過反硝化反應(yīng)過程將硝酸鹽氮轉(zhuǎn)化成N2的處理過程。硝化菌為自養(yǎng)菌，它們的碳源是CO2，再通過氧化NH4+來獲得能量。硝化過程一般可分為兩個階段，分別由亞硝化細菌和硝化細菌完成。在第一階段中，亞硝化菌將氨氮轉(zhuǎn)化成亞硝酸鹽，亞硝化菌包含亞硝酸鹽球菌屬和亞硝酸鹽單胞菌屬兩類；在第二階段中，硝化菌將亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化成硝酸鹽，硝化菌包含硝酸鹽桿菌屬、球菌屬和螺旋菌屬。硝化處理NO的技術(shù)是在近幾年才發(fā)展起來的，硝化路徑為NO→NH2?→NH3?。二、濕法脫硝第四節(jié)氮氧化物廢氣處理技術(shù)（四）絡(luò)合吸收法絡(luò)合吸收法是在20世紀80年代發(fā)展起來的，它能同時達到脫硫脫氮的目的。由于煙氣中的NO（NOx的主要成分，占95%）在水中的溶解度很低，所以在很大程度上增加了氣-液傳質(zhì)阻力。該方法是利用液相絡(luò)合吸收劑來直接同NO反應(yīng)，從而增大NO在水中的溶解性，使NO更容易從氣相轉(zhuǎn)入到液相。該方法適用于處理主要含有NO的燃煤煙氣，實驗條件下可以達到90%或者更高的NO脫除率。亞鐵絡(luò)合吸收劑可作為添加劑直接加入到石灰石膏法脫硫的漿液中，只需要在原有的脫硫設(shè)備上稍加一些改造，就可以同時實現(xiàn)對SO2和NOx的脫除，節(jié)省高額的固定投資。二、濕法脫硝第五節(jié)

CO2捕集、利用、封存技術(shù)一、CO2捕集技術(shù)二、CO2分離技術(shù)三、CO2的封存四、CO2的綜合利用第二章化工廢氣處理技術(shù)第五節(jié)CO2捕集、利用、封存技術(shù)CO2

捕集是指將電力、鋼鐵、水泥等行業(yè)利用化石能源過程中產(chǎn)生的CO2

進行分離和富集的過程，是CCUS系統(tǒng)耗能和成本產(chǎn)生的主要環(huán)節(jié)。燃燒后捕集燃燒前捕集富氧燃燒捕集一、CO2捕集技術(shù)第五節(jié)CO2捕集、利用、封存技術(shù)常見CO2捕集技術(shù)成熟度與目標貢獻度比較一、CO2捕集技術(shù)第五節(jié)CO2捕集、利用、封存技術(shù)燃燒后脫碳是指采用適當?shù)姆椒ㄔ谌紵O(shè)備后，如電廠的鍋爐或者燃氣輪機，從排放的煙氣中脫除CO2

的過程。在燃燒后捕集技術(shù)中，由于煙氣中CO2

分壓通常小于15.2kPa，因此需要與CO2結(jié)合力較強的化學(xué)吸收劑分離捕集CO2。目前在CO2捕集方面研究和采用較多是醇胺法（MEA法），用于CO2捕集的化學(xué)吸收劑主要是能與CO2反應(yīng)生成水溶性復(fù)合物的有機醇胺類。在燃燒后捕集中，吸收劑是最影響捕集能耗的部分，先進吸收劑具有大幅降低能耗的潛力，是當前國內(nèi)外燃燒后捕集技術(shù)開發(fā)的熱點；膜分離和固體吸附作為新型的捕集技術(shù)，技術(shù)還不成熟，但具有較大的降低能耗潛力，是未來可能的重要技術(shù)選擇；熱集成與耦合優(yōu)化通過捕集系統(tǒng)與電廠系統(tǒng)進行集成耦合，能一定程度降低燃燒后捕集技術(shù)捕集能耗，是一種成熟的技術(shù)，這種技術(shù)的主要優(yōu)點是適用范圍廣，系統(tǒng)原理簡單，對現(xiàn)有電站繼承性好。但就目前而言，捕集系統(tǒng)因煙氣體積流量大、CO2的分壓小，脫碳過程的能耗較大，設(shè)備的投資和運行成本較高，造成CO2的捕集成本較高。（一）燃燒后捕集一、CO2捕集技術(shù)第五節(jié)CO2捕集、利用、封存技術(shù)燃燒前脫碳就是在碳基原料燃燒前，采用合適的方法將化學(xué)能從碳中轉(zhuǎn)移出來，然后將碳與攜帶能量的其他物質(zhì)分離，從而達到脫碳的目的。在燃燒前捕集技術(shù)中，水煤氣變換在化工行業(yè)較為成熟，是燃燒前捕集能耗占比最大的部分，但目前低能耗的催化劑和工藝有待進一步開發(fā)；H2和CO2分離是燃燒前捕集一個關(guān)鍵部分，其中物理吸收法較為成熟，膜分離和中高溫固體吸收法也有一定幅度的能耗降低空間；大規(guī)模煤氣化技術(shù)在國內(nèi)處于示范階段，提高氣化效率能夠降低捕集能耗；富氫燃機技術(shù)和中高溫大規(guī)模燃料電池發(fā)電技術(shù)是燃燒前捕集的匹配技術(shù)，但近期較難實現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。系統(tǒng)集成技術(shù)目前的主要前沿?zé)狳c為化工-動力多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)，具有降低捕集能耗和成本的潛力。燃燒前分離捕集CO2

實質(zhì)上是H2和CO2

的分離，由于合成氣的壓力一般在2.7MPa以上（取決于氣化工藝），CO2的分壓遠高于化石燃料在空氣燃燒后煙氣中的CO2分壓。（二）燃燒前捕集一、CO2捕集技術(shù)典型的燃燒前CO2捕集流程分三步實施：1．合成氣的制?。簩⒚禾?、石油焦、天然氣等燃料與水蒸氣、氧氣進行不完全的燃燒反應(yīng)，生成CO和H2的合成氣。2．水煤氣變換：將合成氣的CO進一步與水蒸氣發(fā)生CO變換反應(yīng)，生成CO2和H2。3．H2/CO2分離：將不含能量的CO2同能量載體H2分離，為后續(xù)的氫能量利用和CO2封存等作準備。第五節(jié)CO2捕集、利用、封存技術(shù)（二）燃燒前捕集一、CO2捕集技術(shù)該技術(shù)是利用空分系統(tǒng)獲得富氧或純氧，然后將燃料與氧氣一同輸送到專門的純氧燃燒爐進行燃燒，生成煙氣的主要成分是CO2和水蒸氣。一般需要將燃燒后的煙氣重新回注燃燒爐，一方面降低燃燒溫度;另一方而也進一步提高了CO2

的體積分數(shù)。由于煙氣中CO2的體積分數(shù)高，可顯著降低CO2捕獲過程所需的能耗。但此法采用專門的純氧燃燒技術(shù)，需要專門材料的純氧燃燒設(shè)備以及空分系統(tǒng)，這將大幅度提高系統(tǒng)的投資成本，目前大型的純氧燃燒技術(shù)仍處于研究階段。第五節(jié)CO2捕集、利用、封存技術(shù)（三）富氧燃燒一、CO2捕集技術(shù)化學(xué)鏈燃燒技術(shù)的能量釋放機理是通過燃料與空氣不直接接觸的無火焰化學(xué)反應(yīng)。燃料與金屬氧化物反應(yīng)發(fā)生在專門的反應(yīng)器中，從而避免了空氣對CO2的稀釋。金屬氧化物與燃料進行隔絕空氣的反應(yīng)，產(chǎn)生熱能、金屬單質(zhì)、CO2和水，金屬單質(zhì)再輸送到空氣反應(yīng)器中與氧氣進行反應(yīng)，再生為金屬氧化物。反應(yīng)生成的CO2和水處于反應(yīng)器中，所以CO2的捕獲非常容易。該法的經(jīng)濟性要依靠大量可以無數(shù)次循環(huán)再生的有活性的載氧體，控制載氧體的磨損和惰性是該技術(shù)的關(guān)鍵。由于其經(jīng)濟性好，作為煙氣中捕集分離CO2的方法前景看好。第五節(jié)CO2捕集、利用、封存技術(shù)（四）化學(xué)鏈燃燒一、CO2捕集技術(shù)1．化學(xué)吸收法

化學(xué)吸收法是利用CO2和吸收液之間的化學(xué)反應(yīng)將CO2從排氣中分離回收的方法。典型的化學(xué)吸收劑有乙醇氨（MEA）、二乙醇氨（DEA）和甲基二乙醇氨（MDEA）等。此法為濕式吸收法，可與濕式脫硫裝置聯(lián)合使用。其反應(yīng)式為：CO2+OH-

?HCO3-此反應(yīng)為可逆反應(yīng)，溫度對反應(yīng)有很大的影響，反應(yīng)一般在38℃左右吸收CO2，反應(yīng)向右進行，當溫度在100℃，反應(yīng)向左進行，放出CO2。化學(xué)吸收法目前存在的主要問題是：①由于在吸收塔內(nèi)有起泡、夾帶等現(xiàn)象，使煙氣凈化系統(tǒng)復(fù)雜，能量消耗和投資都很大；②由于煙氣中含有少量的O2、CO、SO2等氣體，在再生塔的高溫條件下，一方面會與吸收液反應(yīng)，使吸收液濃度下降，吸收效率降低，另一方面會腐蝕再生塔，影響設(shè)備壽命；③處理高爐煙氣時，由于反應(yīng)的溫度在100℃以下，就要對高溫氣體換熱，處理的設(shè)備增多，加大了投資。第五節(jié)CO2捕集、利用、封存技術(shù)（一）吸收法二、CO2分離技術(shù)2．物理吸收法物理吸收法主要是利用水、甲醇、碳酸丙烯脂等作為吸收劑，利用CO2在這些溶液中的溶解度隨壓力而改變的原理來吸收CO2氣體。這種方法主要在低溫高壓下進行，吸收能力大，吸收利用量少，吸收劑再生不需要加熱，溶劑不起泡，不腐蝕設(shè)備。但只能適用于CO2氣體分壓較高的條件，CO2的去除率較低。第五節(jié)CO2捕集、利用、封存技術(shù)（一）吸收法二、CO2分離技術(shù)第五節(jié)CO2捕集、利用、封存技術(shù)（二）吸附法吸附法是利用天然存在的沸石等吸附劑對CO2氣體具有選擇吸附的性質(zhì)，對CO2氣體進行分離的方法。利用吸附量隨壓力變化而使某種氣體分離回收的方法稱為變壓吸附法（PSA），工藝過程簡單，能耗低，適應(yīng)能力強，無腐蝕問題。但CO2的回收率比較低，適用于CO2濃度比較高的情況。利用吸附量隨溫度變化而分離回收某種氣體的方法稱為變溫吸附法（TSA）、將上述二者結(jié)合在一起的方法為PTSA法。二、CO2分離技術(shù)第五節(jié)CO2捕集、利用、封存技術(shù)（三）膜法分離高分子膜分離氣體是基于混合氣體中CO2氣體與其他組分透過膜材料的速度不同而實現(xiàn)的CO2氣體與其他組分的分離。目前主要有氣體分離膜技術(shù)和氣體吸附膜技術(shù)，這兩種膜分離技術(shù)在火電廠分離回收CO2過程中有較大的應(yīng)用前景。此外，膜分離技術(shù)還可用于從天然氣中分離CO2，從沼氣中去除CO2。膜分離法具有裝置簡單、操作方便、能耗較低等優(yōu)點，但是很難得到高純度的CO2。二、CO2分離技術(shù)第五節(jié)CO2捕集、利用、封存技術(shù)（四）深冷法深冷法是通過低溫冷凝分離CO2的一種物理過程，一般是將煙氣多次壓縮和冷卻后，引起CO2的相變，從而達到從煙氣中分離CO2的目的。二、CO2分離技術(shù)第五節(jié)CO2捕集、利用、封存技術(shù)（一）地質(zhì)封存為把CO2儲存到地底下，地質(zhì)結(jié)構(gòu)條件必須具有儲存層、密封層和密封結(jié)構(gòu)。儲存層以多孔質(zhì)、具有滲透性的巖石層為宜，這種巖石層相當于孔隙大的含水層。CO2在地底下的儲存深度通常位于地下深部鹽水層。密封層是指滲透率低的頁巖和泥質(zhì)巖等。密封結(jié)構(gòu)，必須在儲存層的上部具有密封層的結(jié)構(gòu)，如巖穹結(jié)構(gòu)等。因此，所謂的CO2在地底下的儲存，就是把超臨界狀態(tài)下的CO2壓入地底下800m深的含水層，利用冠巖層將CO2長期、穩(wěn)定地密封在地底下。地質(zhì)封存的安全性和經(jīng)濟性對場地條件的依存度很高，場地評價與選址是安全和經(jīng)濟地實施封存工程的前提；安全監(jiān)測、評價與風(fēng)險控制、長壽命耐腐蝕井下材料設(shè)備、儲層增滲與注氣壓力控制技術(shù)是封存工程安全性和經(jīng)濟性的重要支撐。地質(zhì)封存是將CO2加壓灌注到合適的地層中，然后通過物理和化學(xué)俘獲機理實現(xiàn)永久封存。三、CO2的封存第五節(jié)CO2捕集、利用、封存技術(shù)（二）海洋封存海洋處置費用昂貴。CO2進入海洋會對海洋生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生危害。海洋處置絕非一勞永逸之舉，貯藏在海洋中的CO2

會緩慢地逸出水面，回歸大氣。因此，CO2

的海洋處置只能暫時緩解CO2在大氣中的積累。海洋處置是指通過管道或船舶將CO2運輸?shù)胶Ｑ蠓獯娴牡攸c，將CO2注入3000m以上深度的海里，由于CO2的密度大于海水，因此會在海底形成固態(tài)的CO2水化物或液態(tài)的CO2“湖”，從而大大延緩了CO2分解到環(huán)境中的過程。三、CO2的封存第五節(jié)CO2捕集、利用、封存技術(shù)（三）礦石碳化CO2

的礦物封存主要是利用各種天然存在的礦石與CO2

進行反應(yīng)，得到穩(wěn)定的碳酸鹽以儲存CO2，與其他封存方式相比，具有許多優(yōu)點：一是由于碳酸鹽的熱穩(wěn)定性及其對環(huán)境無任何影響，因此CO2礦物封存是一種最安全、最永恒的固定方式；二是用于CO2礦物封存的原料來源豐富、儲量巨大、價格低廉，因此具有大規(guī)模固定的潛力和經(jīng)濟價值。由于碳酸鹽的自由能比CO2的要低，因此，礦物碳酸化反應(yīng)從理論上來講是可行的。三、CO2的封存第五節(jié)CO2捕集、利用、封存技術(shù)（一）CO2在化工合成上的應(yīng)用合成尿素、生產(chǎn)碳酸鹽、阿司匹林、制取脂肪酸和水楊酸及其衍生物等合成甲酸及其衍生物合成天然氣、乙烯、丙烯等低級烴類合成甲醇、壬醇、草酸及其衍生物、丙酯及芳烴的烷基化，合成高分子單體及進行一元或二元共聚，制成了一系列高分子材料等利用CO2代替?zhèn)鹘y(tǒng)的農(nóng)藥作殺蟲劑正處在研究之中四、CO2的綜合利用第五節(jié)CO2捕集、利用、封存技術(shù)（一）CO2在化工合成上的應(yīng)用1．合成碳酸二甲酯

碳酸二甲酯（DMC）是一種無毒、環(huán)保性能優(yōu)異、用途廣泛的化工原料。DMC是一種非常重要有機合成中間體，可替代光氣、硫酸二甲酯、氯甲烷及氯甲酸甲酯等劇毒或致癌物，廣泛用于羰基化、甲氧基化、甲酯化及酯交換等反應(yīng)中，被譽為當今有有機合成的“新基石”，同時由于DMC相容性好，可作為燃油添加劑提高燃油的辛烷值。目前碳酸二甲酯的工業(yè)生產(chǎn)主要采用甲醇羰基化法和酯交換法。CO2與甲醇反應(yīng)，生成DMC：CO2+2CH3OH→CH3OCOOCH3+H2O四、CO2的綜合利用第五節(jié)CO2捕集、利用、封存技術(shù)（一）CO2在化工合成上的應(yīng)用2．CO2加氫合成甲醇CO2加氫制甲醇反應(yīng)方程式如下：

CO2+3H2?CH3OH+H2O該反應(yīng)比CO和H2

合成甲醇反應(yīng)要溫和，升溫現(xiàn)象不明顯，催化劑表現(xiàn)比較穩(wěn)定。如果未來利用核能電解水提供廉價的氫源，不但可以很好地解決CO2帶來的環(huán)境問題，而且可以實現(xiàn)碳源的循環(huán)利用。四、CO2的綜合利用第五節(jié)CO2捕集、利用、封存技術(shù)（一）CO2在化工合成上的應(yīng)用3．CO2加氫合成二甲醚由于CO2

加氫制甲醇反應(yīng)是可逆反應(yīng)，受熱力學(xué)平衡的限制，CO2

轉(zhuǎn)化率難以達到較高值。為了使反應(yīng)打破熱力學(xué)平衡的限制，人們已開始關(guān)注CO2

加氫直接合成二甲醚。目前，合成二甲醚過程還處于探索階段，我國很多高校及科研單位研究的催化劑都是復(fù)合催化劑即具有脫氫脫水雙功能，但是這種雙功能催化劑活性組分的匹配和失活問題等仍需進一步的研究。四、CO2的綜合利用第五節(jié)CO2捕集、利用、封存技術(shù)（一）CO2在化工合成上的應(yīng)用4．其他的有機合成

CO2為原料還可生產(chǎn)一系列其他有機化工產(chǎn)品，主要有雙氰胺、碳酸丙烯酯、水楊酸、對甲基水楊酸、對羥基苯甲酸、2-羥基-3-萘甲酸等，此外還可利用CO2來合成甲烷，乙醇、草酸、二甲胺、二甲基甲酰胺、乙酸、甲酸和丙酸等。四、CO2的綜合利用第五節(jié)CO2捕集、利用、封存技術(shù)（二）CO2在一般工業(yè)上的應(yīng)用

CO2是很好的致冷劑。它不僅冷卻速度快，操作性能好，不浸濕產(chǎn)品，不會造成二次污染，而且投資少，省人力。利用CO2保護電弧焊接，既可避免金屬表面氧化，又可使焊接速度提高9倍。CO2在石油工業(yè)上的應(yīng)用已較成熟。這首先體現(xiàn)在提高石油的采油率上。CO2作為油田注入劑，可有效地驅(qū)油。另外，將CO2用作油田洗井用劑，效果也十分理想。目前，地?zé)豳Y源是能源開發(fā)的重大課題。低溫和較低溫區(qū)的地下熱水最多，而且沒有得到充分利用，其最大難題是利用地下熱水發(fā)電時的工作介質(zhì)不理想。然而，用CO2作為工作介質(zhì)，成功實現(xiàn)了較低溫地下熱水資源發(fā)電。同時CO2還可以應(yīng)用于微藻生物制油技術(shù)中。CO2微藻制油就是利用微藻光合作用，將CO2轉(zhuǎn)化為微藻自身的生物質(zhì)從而固定了碳元素，再通過誘導(dǎo)反應(yīng)使微藻自身的生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為油脂，然后利用物理或化學(xué)方法把微藻細胞內(nèi)的油脂轉(zhuǎn)化到細胞外，再進行提煉加工，從而生產(chǎn)出生物柴油。目前，微藻制油的瓶頸主要是如何大規(guī)模獲得微藻生物質(zhì)和大幅度降低生產(chǎn)成本。四、CO2的綜合利用第六節(jié)

VOCs的處理技術(shù)一、冷凝法二、吸附法三、燃燒法四、溶劑吸收法第二章化工廢氣處理技術(shù)五、生物法六、等離子體技術(shù)七、光催化氧化法降解VOCs

第六節(jié)VOCs的處理技術(shù)VO