化工废气污染控制专题培训课件.ppt

化工废气污染控制化工废气污染控制第一节化工废气的来源、分类及特点第一节化工废气的来源、分类及特点一、化工废气的来源一、化工废气的来源 1 1、反应过程；反应过程；2 2、生产、搬运、使用过程；、生产、搬运、使用过程；3 3、技术、管理过程；、技术、管理过程；4 4、操作失误；、操作失误；5 5、二次污染。、二次污染。二、化工废气的分类二、化工废气的分类 按性质有机、无机及混合型。按性质有机、无机及混合型。三、化工废气的特点三、化工废气的特点1 1、种类繁多；、种类繁多；2 2、组成复杂；、组成复杂；3 3、污染物浓度高；、污染物浓度高；4 4、污染面广、危害大。、污染面广、危害大。四、主要大气污染物四、主要大气污染物对环境和人类产生危害的大气污染物有100种左右，化工生产过程中产生的污染污染物，主要有：n颗粒物：气体之外包含于大气中的物质，包括固体、颗粒物：气体之外包含于大气中的物质，包括固体、液体及气溶胶。液体及气溶胶。n 总悬浮颗粒（总悬浮颗粒（TSP）d10um 飘尘飘尘d10umn硫化物；硫化物；二氧化硫硫化氢n氮氧化物；氮氧化物；形成酸雨形成酸雨 光化学烟雾光化学烟雾 消耗臭氧消耗臭氧n碳氢化合物；碳氢化合物；光化学烟雾光化学烟雾 n 碳氧化物；碳氧化物；COCO2五、废气中主要污染物的影响：五、废气中主要污染物的影响：六、大气污染物治理技术简介六、大气污染物治理技术简介大气污染物按其存在形态分为两大类：大气污染物按其存在形态分为两大类：l 气溶胶态污染物：气溶胶态污染物：粉尘、烟尘、雾滴、尘雾等，利用污染物质量较大，采用除尘处理技术去除。l气态污染物气态污染物：SO2、NO2、CO、NH3、H2S、有机废气等，可根据气体的物理性质和化学性质：采用冷凝、吸收、吸附、燃烧、催化等法处理。l气溶胶：气溶胶：以固体或液体为分散相，气体为分散介质所形成的胶体系统称气溶胶。n粉尘、烟尘均是微小的固体颗粒分散在空气之中。n雾则是小液滴散在空气之中。第二节第二节 除尘技术除尘技术一、粉尘的定义一、粉尘的定义粉尘是一个通俗、笼统的称呼，严格地说应称为粒状物质，在标准状态下，它可包括固体和液体粒子，具体可分为以下三类。n（1）粉尘粉尘：是固体物质在破碎、研磨，爆破等机械过程中产生的粉粒，其形状不规范，粒度范围广，多在1um以上，大的可达100200um。n（2）烟尘：烟尘：由燃烧，蒸馏过程或化学反应等化工过程中产生的固体微粒，一般在1um以下。n（3）烟雾、水雾烟雾、水雾：是由液体机械分裂，蒸气凝结或化学反应产生的液体粒子。约110um，呈球形。二、粉尘的性质：二、粉尘的性质：粉尘的性质，对于确定采用的除尘方法有重要影响，重要的性质有粉尘的颗粒尺寸和密度，此外，还有比电阻率，附着性粒子形状，亲水性，腐蚀性，毒性和爆炸性等。1、粉尘粒子大小、粉尘粒子大小（粒径、粒径分布）粉尘由大小不同的粒子所组成，为了表示各种粒径粒子的多少，通常以各种粒径的粒子在全部粒子中的分级分率来说明，即用分级分布曲线（频率分布曲线）表示，叫f曲线。0f(x)dx=100另外，粒子的组成也可用积分分布曲线的形式表示（R曲线）。它反映大于或等于某一粒径的尘粒的质量之和占全部尘粒质量分率与尘粒直径之间的关系。关系：R=f(x)dx2、尘粒的密度：、尘粒的密度：尘粒密度对于重力除尘及离心除尘等装置的性能有很大影响。由于粉尘往往是许多粒子的集合体，粒子之间有空隙，因而密度分为n真密度（真密度（p）：用于研究尘粒在气体中的运动。kg/m3n堆积密度（堆积密度（b）：）：用于计算料仓、灰斗的容积。kg/m3n空隙率（空隙率（）n由于粒子的堆积密度比真密度小得多。nb（1-）p 1b/pn一般来说，大，粉尘愈细，越易飞扬。3、粉尘的电阻率：、粉尘的电阻率：粉尘由于碰撞、磨擦、接触带电体等因素，几乎总带有一定量的电荷，尘粒电阻率的大小对电除尘和过滤除尘装置的效率有很大影响。一般：10-3cm（炭黑）1014cm（干石灰石粉）n电除尘适宜电阻范围：10421010cmn可通过改变温度、水份、添加化学药品等方法来改变电阻值。n升温使电阻增大，加水减小电阻，加化学药剂可按要求改变电阻。4、粉尘的湿润性：、粉尘的湿润性：n润湿性润湿性粉尘颗粒与液体接触后能够互相附着或附着的难易程度的性质n润湿性与粉尘的种类、粒径、形状、生成条件、组分、温度、含水率、表面粗糙度及荷电性有关，还与液体的表面张力及尘粒与液体之间的粘附力和接触方式有关。n粉尘的润湿性随压力增大而增大，随温度升高而下降n润湿性是选择湿式除尘器的主要依据5、粉尘的粘附性：、粉尘的粘附性：粘附力：分子力（范德华力）、毛细力、静电力（库仑力）粉尘颗粒附在固体表面或颗粒彼此相互附着的现象称为粘附。n有利的一面：许多除尘依赖于分离下来的颗粒在捕集器表面的粘附（布袋）。n不利的一面：输送含尘气流的管道和设备中不希望发生，否则堵塞管道。（必须计算好管径）6、粉尘的安息角与滑动角、粉尘的安息角与滑动角n安息角：粉尘从漏斗连续落下自然堆积形成的圆锥体母线与地面的夹角n滑动角：自然堆积在光滑平板上的粉尘随平板做倾斜运动时粉尘开始发生滑动的平板倾角n安息角与滑动角是评价粉尘流动特性粉尘流动特性的重要指标n安息角和滑动角的影响因素：粉尘粒径、含水率、颗粒形状、颗粒表面光滑程度、粉尘粘性7、粉尘的自燃性和爆炸性、粉尘的自燃性和爆炸性n粉尘的自燃性粉尘的自燃性q自燃q自然发热的原因氧化热、分解热、聚合热、发酵热q影响因素：粉尘的结构和物化特性、粉尘的存在状态和环境存放过程中自然发热存放过程中自然发热热量积累热量积累达到燃点达到燃点燃烧燃烧粉尘的爆炸性粉尘的爆炸性n粉尘发生爆炸必备的条件：q可燃物与空气或氧气构成的可燃混合物达到一定的浓度n最低可燃物浓度爆炸浓度下限n爆炸浓度上限q粉尘粒子浓度太小，燃烧放热太少，难以形成持续燃烧，不会发生爆炸；浓度太大，混合物中氧气浓度太少，也不会产生爆炸。q存在能量足够的火源中国淀粉行业著名企业河北省秦皇岛骊骅淀粉股份有限公司淀粉4号车间2月24日16时发生爆炸事故。专家现场初步分析，事故原因可能是车间粉尘爆炸所致。事故造成19人死亡49人受伤。三、除尘器的除尘效率三、除尘器的除尘效率 和压力损失和压力损失1、除尘效率、除尘效率：除尘效率除尘效率根据气体进出除尘器时的烟气流量和含尘量来确定n（S1S2）/S1100%（1S2/S1）100%nS1：除尘装置进口气体含尘流量g/sS2：除尘装置出口气体含尘流量g/sn进口气量（m3/s）Q1出口气量（m3/s）Q2 进口气含尘浓度（g/m3）C1出口气含尘浓度（g/m3）C2n（1C2Q2/C1Q1）100%n当Q1=Q2时，即进气量与出气量不变n n（1C2/C1）100%多级除尘效率：多级除尘效率：对于需除尘的气体，如果采用一种方法达不到除尘要求的话，可采取多级除尘方式。（一般低效率的装在前面，高效率的装在后面），几种除尘方式组合串联使用，将提高除尘效率。计算：（两级）总总12（11）1212第一级装置排出的粉尘在第二级的除尘效率。如果有多级串联，则 总总1（1i）n：每个除尘装置的除尘效率n：除尘装置个数 2、影响因素：、影响因素：粒径的影响：粒径的影响：除尘效率与颗粒的粒径有关，一般粒径大，易除去，效率高；粒径小，难除去，效率低。特定粒径的尘埃，除尘效率与粒径的关系为：除尘效率随尘粒直径的增大而提高。除尘效率随尘粒直径的增大而提高。气体流量的影响：气体流量的影响：对于每种除尘装置，都有一个标准处理气体量QH，实际处理的气量Q，如果高于或低于QH，将会对除尘效率造成影响。1、袋式过滤器；2、电除尘器；3、旋风式分离器；4、文丘里洗涤器 尘粉浓度的影响：尘粉浓度的影响：气体中尘粒浓度也影响除尘效率 3、压力损失：、压力损失：除尘器进出口压强差（Pa），一般为几百到几千帕。要求压力损失越小越好（可减少动力，节约能源，减小费用）。原因：气体在管道内流动时，由于气体本身的粘滞性、管道四壁的粗糙度、气体流动的大小、方向变化而产生（有时是气体产生涡流）。从压力损失计算耗电量从压力损失计算耗电量经验公式：W =2.7310-5QP W：耗电量，kwhQ：气体流量，m3/h P：压力损失，Pa 四、除尘装置：四、除尘装置：1、分类、分类机械除尘器湿式除尘器电除尘器10um离心力除尘器：旋风式分离器 机械除尘器通常指利用质量力（重力、机械除尘器通常指利用质量力（重力、惯性力和离心力）的作用使颗粒物与气体分惯性力和离心力）的作用使颗粒物与气体分离的装置，常用的有：离的装置，常用的有：重力沉降室重力沉降室惯性除尘器惯性除尘器旋风除尘器旋风除尘器重力沉降室重力沉降室是通过重力作用使尘粒从气流中沉降分离的除尘装置气流进入重力沉降室后，流动截面积扩大，流速降低，较重颗粒在重力作用下缓慢向灰斗沉降层流式和湍流式两种重力沉降室的优点结构简单投资少压力损失小（一般为50100Pa）维修管理容易缺点体积大效率低仅作为高效除尘器的预除尘装置，除去较大和较重的粒子惯性除尘器惯性除尘器机理机理 沉降室内设置各种形式的挡板，含尘气流沉降室内设置各种形式的挡板，含尘气流冲击在挡板上，气流方向发生急剧转变，借助冲击在挡板上，气流方向发生急剧转变，借助尘粒本身的惯性力作用，使其与气流分离尘粒本身的惯性力作用，使其与气流分离 结构形式结构形式冲击式冲击式气流冲击挡板捕集较粗粒子气流冲击挡板捕集较粗粒子反转式反转式改变气流方向捕集较细粒子改变气流方向捕集较细粒子冲击式惯性除尘装置冲击式惯性除尘装置a单级型单级型 b多级型多级型反转式惯性除尘装置反转式惯性除尘装置a a 弯管型弯管型 b b 百叶窗型百叶窗型 c c 多层隔板型多层隔板型应用应用一般净化密度和粒径较大的金属或矿物性粉尘一般净化密度和粒径较大的金属或矿物性粉尘净化效率不高，一般只用于多级除尘中的一级净化效率不高，一般只用于多级除尘中的一级除尘，捕集除尘，捕集1020m以上的粗颗粒以上的粗颗粒压力损失压力损失1001000Pa旋风除尘器利用旋转气流产生的离心力使尘粒从气流中分离的装置旋风除尘器内气流与尘粒的运动普通旋风除尘器是由进气管、筒体、普通旋风除尘器是由进气管、筒体、锥体和排气管等组成锥体和排气管等组成 气流沿外壁由上向下旋转运动：外气流沿外壁由上向下旋转运动：外涡旋涡旋 少量气体沿径向运动到中心区域少量气体沿径向运动到中心区域 旋转气流在锥体底部转而向上沿轴旋转气流在锥体底部转而向上沿轴心旋转：内涡旋心旋转：内涡旋 气流运动包括切向、轴向和径向：气流运动包括切向、轴向和径向：切向速度、轴向速度和径向速度切向速度、轴向速度和径向速度 旋风除尘器气流与尘粒的运动旋风除尘器内气流与尘粒的运动（续）切向速度决定气流质点离心力大小，切向速度决定气流质点离心力大小，颗粒在离心力作用下逐渐移向外壁颗粒在离心力作用下逐渐移向外壁到达外壁的尘粒在气流和重力共同作到达外壁的尘粒在气流和重力共同作用下沿壁面落入灰斗用下沿壁面落入灰斗上涡旋气流从除尘器顶部向下高速上涡旋气流从除尘器顶部向下高速旋转时，一部分气流带着细小的尘粒沿旋转时，一部分气流带着细小的尘粒沿筒壁旋转向上，到达顶部后，再沿排出筒壁旋转向上，到达顶部后，再沿排出管外壁旋转向下，最后从排出管排出管外壁旋转向下，最后从排出管排出 电除尘器电除尘器旋风除尘器对于 dp 5m的粒子效率低，必须借助外力（电场力等）捕集更小的粒子使尘粒荷电并在电场力的作用下沉积在集尘极上与其他除尘器的根本区别在于，分离力直接作用在粒子上，而不是作用在整个气流上具有耗能小、气流阻力小的特点电除尘器的工作原理电除尘器的工作原理 n三个基本过程悬浮粒子荷电高压直流电晕带电粒子在电场内迁移和捕集延续的电晕电场（单区电除尘器）或光滑的不放电的电极之间的纯静电场（双区电除尘器）捕集物从集尘表面上清除振打除去接地电极上的粉尘层并使其落入灰斗 电除尘器电除尘器电除尘器电除尘器的主要优点压力损失小，一般为200500Pa处理烟气量大，可达105106m3/h能耗低，大约0.20.4kWh/1000m3对细粉尘有很高的捕集效率，可高于99可在高温或强腐蚀性气体下操作电晕放电n金属丝放出的电子迅速向正极移动，与气体分子撞击使之离子化n气体分子离子化的过程又产生大量电子雪崩过程n远离金属丝，电场强度降低，气体离子化过程结束，电子被气体分子捕获n气体离子化区域电晕区n自由电子和气体负离子是粒子荷电的电荷来源电除尘器的工作原理 湿式除尘器湿式除尘器n使含尘气体与液体（一般为水）密切接触，利用水滴和尘粒的惯性碰撞及其它作用捕集尘粒或使粒径增大的装置n可以有效地除去直径为0.120m的液态或固态粒子，亦能脱除气态污染物n高能和低能湿式除尘器q低能湿式除尘器的压力损失为0.21.5kPa，对10m以上粉尘的净化效率可达9095%q高能湿式除尘器的压力损失为2.59.0kPa，净化效率可达99.5以上湿式除尘器n根据湿式除尘器的净化机理，大致分为q重力喷雾洗涤器q旋风洗涤器q自激喷雾洗涤器q板式洗涤器q填料洗涤器q文丘里洗涤器q机械诱导喷雾洗涤器n重力喷雾洗涤器重力喷雾洗涤器是洗涤器中最简单的一类。当含尘气体通过喷淋液体所形成的液滴空间时，因沉粒和液滴之间的惯性碰撞、截留及凝聚等作用，较大的粒子被液滴捕集。夹带了沉粒的液滴将由于重力而沉于塔底。为保证塔内气流分布均匀，采用孔板型气流分布板。塔顶安装除雾塔，以除去那些微小液滴。重力喷雾洗涤塔的除尘效率取决于液滴大小、粉尘空气动力直径、液气比、液气相对运动速度和气体性质等。能有效地净化50m以上颗粒，压力损失一般小于250Pa，塔断面气流速度一般为0.6-1.5m/s。除了逆流型式，还有错流型式的喷雾塔。重力喷雾洗涤器结构简单，压力损失小，操作稳定，经常与高效洗涤器联用。旋风洗涤器n先是利用高压离心风机的吸力，把含尘气体压到装有一定高度水的水槽中，水浴会把一部分灰尘吸附在水中。经均布分流后，气体从下往上流动，而高压喷头则由上向下喷洒水雾，捕集剩余部分的尘粒。n自激喷雾洗涤器自激喷雾洗涤器是依靠气流自身的动能，冲击液体表面激起水滴和水花的除尘器。自激喷雾的优点是含尘浓度高时能维持高的气流量，液气比小(一般低于0.3L/m3),压力损失范围为500-4000Pa。颗粒的捕集机理主要是颗粒与液体表面和雾化液滴之间的惯性碰撞，液滴的大小和洗涤器内的液比取决于洗涤器的结构和气流流速，切割直径变化范围从低速气流冲击的几微米到高速气流冲击的十分之几微米。在这类洗涤器中，液体的流动是由气体诱导的，供水主要用于补充水和清洗水。文氏管湿式除尘器是一种高能耗高效率的湿式除尘器。含尘气体以高速通过喉管，水在喉管处被湍流运动的气流雾化，尘粒与水滴之间相互碰撞使尘粒沉降，这种除尘器结构简单，对0.55um的尘粒除尘效率可达99%以上，但其费用较高。该除尘器常用于高温烟气降温和除尘，也可用于吸收气体污染物。1、文氏管湿式除尘器的工作原理文氏管湿式除尘器的除尘过程，可分为雾化、凝聚和脱水三个环节，前两个环节在文氏管内进行，后一环节在脱水器内完成。含尘气体由进气管进入收缩管后流速逐渐增大，在喉管气体流速达到最大值。在收缩管和喉管中气液两相之间的相对流速达到最大值。从喷嘴喷射出来的水滴，在高速气流冲击下雾化，能量由高速气流供给。在喉口处气体和水充分接触，并达到饱和，尘粒表面附着的气膜被冲破，使尘粒被水湿润，发生激烈的凝聚。在扩散管中，气流速度减小，压力回升，以尘粒为凝结核的凝聚作用形成，凝聚成粒径较大的含尘水滴，更易于被捕集。粒径较大的含尘水滴进入脱水器后，在重力、离心力等作用下，干净气体与水、尘分离，达到除尘之目的。湿式除尘器湿式除尘器n主要湿式除尘装置的性能和操作范围装置名称装置名称气体流速气体流速/ms-1液气比液气比 /l m-3压力损失压力损失/Pa分割直径分割直径/m喷淋塔喷淋塔0.12231005003.0填料塔填料塔0.5123100025001.0旋风洗涤器旋风洗涤器15450.51.5120015001.0转筒洗涤器转筒洗涤器（300750r/min）0.7250015000.2冲击式洗涤器冲击式洗涤器1020105001500.2文丘里洗涤器文丘里洗涤器60900.31.5300080000.1湿式除尘器的优点 n在耗用相同能耗时，比干式机械除尘器高。高能耗湿式除尘器清除0.1m以下粉尘粒子，仍有很高效率n可与静电除尘器和布袋除尘器相比，而且还可适用于它们不能胜任的条件，如能够处理高温，高湿气流，高比电阻粉尘，及易燃易爆的含尘气体n在去除粉尘粒子的同时，还可去除气体中的水蒸气及某些气态污染物。既起除尘作用，又起到冷却、净化的作用湿式除尘器的缺点 n排出的污水污泥需要处理，澄清的洗涤水应重复回用n 净化含有腐蚀性的气态污染物时，洗涤水具有一定程度的腐蚀性，因此要特别注意设备和管道腐蚀问题n不适用于净化含有憎水性和水硬性粉尘的气体n寒冷地区使用湿式除尘器，容易结冻，应采取防冻措施 过滤式除尘器过滤式除尘器n使含尘气流通过过滤材料将粉尘分离捕集的装置n分类空气过滤器空气过滤器滤纸或玻璃纤维滤纸或玻璃纤维颗粒层除尘器颗粒层除尘器砂、砾、焦炭等颗粒砂、砾、焦炭等颗粒物物袋式除尘器袋式除尘器纤维织物纤维织物袋式除尘器袋式除尘器n采用纤维织物作滤料的袋式除尘器，在工业尾气的除尘方面应用较广 n除尘效率一般可达99%以上n效率高，性能稳定可靠、操作简单，因而获得越来越广泛的应用袋式除尘器的工作原理n含尘气流从下部进入圆筒形滤袋，在通过滤料的孔隙时，粉尘被捕集于滤料上n沉积在滤料上的粉尘，可在机械振动的作用下从滤料表面脱落，落入灰斗中n粉尘因截留、惯性碰撞、静电和扩散等作 用，在滤袋表面形成粉尘层，常称为粉层初层袋式除尘器的工作原理袋式除尘器的工作原理n新鲜滤料的除尘效率较低n粉尘初层形成后，成为袋式除尘器的主要过滤层，提高了除尘效率n随着粉尘在滤袋上积聚，滤袈两侧的压力差增大，会把已附在滤料上的细小粉尘挤压过去，使除尘效率下降n 除尘器压力过高，还会使除尘系除尘器压力过高，还会使除尘系统的处理气体量显著下降，因此除尘统的处理气体量显著下降，因此除尘器阻力达到一定数值后，要及时清灰器阻力达到一定数值后，要及时清灰n 清灰不应破坏粉尘初层清灰不应破坏粉尘初层2、除尘器的除尘机理及使用范围：、除尘器的除尘机理及使用范围：3、除尘装置的选择和组合、除尘装置的选择和组合：评价净化装置性能的指标q技术指标n处理气体流量Qn净化效率n压力损失Pq经济指标n设备费和运行费n使用寿命n占地面积气体性质n粒径、浓度、粘附性、电阻率、使用温度、气体爆炸性等第三节第三节 气态污染物的处理技术气态污染物的处理技术化工化工废气废气气溶胶气溶胶污染物污染物气态气态污染物污染物粉尘粉尘烟雾烟雾SO2NOxCONH3H2SF2Cl2有机有机废气废气一、吸收法：一、吸收法：n1、定义：定义：利用气体混合物中不同组分在吸收剂中溶解利用气体混合物中不同组分在吸收剂中溶解度的不同，或者与吸收剂发生选择性化学反应，度的不同，或者与吸收剂发生选择性化学反应，从而将有害组分从气流中分离出来的过程。从而将有害组分从气流中分离出来的过程。气态污染物如：气态污染物如：SO2、H2S、HF、NOx等等都可选择适宜的吸收剂和吸收设备处理，有时都可选择适宜的吸收剂和吸收设备处理，有时可回收有用产品，也可考虑与除尘结合治理。可回收有用产品，也可考虑与除尘结合治理。气体吸收可分为物理吸收和化学吸收气体吸收可分为物理吸收和化学吸收n物理吸收：物理吸收：溶解的气体与溶剂或溶剂中某种成分并不发生任溶解的气体与溶剂或溶剂中某种成分并不发生任何化学反应。何化学反应。如重油吸收烃类蒸气或用水吸收醇和酮类物质。如重油吸收烃类蒸气或用水吸收醇和酮类物质。n化学吸收：化学吸收：溶解的气体与溶剂或溶剂中某种成分发生化学反溶解的气体与溶剂或溶剂中某种成分发生化学反应。应。一种快速发生的化学反应发生物质的转变，导致一种快速发生的化学反应发生物质的转变，导致气体平衡蒸气压的降低，有利于吸收操作。气体平衡蒸气压的降低，有利于吸收操作。双碱法脱硫属于化学吸收。双碱法脱硫属于化学吸收。n 为了提高吸收速度，增大对有害组分的吸收率，减为了提高吸收速度，增大对有害组分的吸收率，减小吸收液用量和设备尺寸，要求对有害组分的溶解度尽小吸收液用量和设备尺寸，要求对有害组分的溶解度尽量大，对其余组分则尽量小；量大，对其余组分则尽量小；n 为了减少吸收液的损失，其蒸气压应尽量低；为了减少吸收液的损失，其蒸气压应尽量低；n 为了减少设备费用，尽量不采用腐蚀性介质；为了减少设备费用，尽量不采用腐蚀性介质；n 粘度要低，比热不大，不起泡；粘度要低，比热不大，不起泡；n 尽可能无毒、难燃，且化学稳定性好，冰点要低；尽可能无毒、难燃，且化学稳定性好，冰点要低；n 来源充足，价格低廉，最好能就地取材，易再生和来源充足，价格低廉，最好能就地取材，易再生和重复使用；重复使用；n 使用中有利于有害组分的回收利用使用中有利于有害组分的回收利用。（1）、吸收液的选择：）、吸收液的选择：2 2、吸收液、吸收液n 水水 吸收易溶于水的有害气体。吸收易溶于水的有害气体。水吸收效率与吸收温度有关，一般随温度升高，水吸收效率与吸收温度有关，一般随温度升高，吸收效率下降。当废气中有害物质含量很低时，水的吸收效率下降。当废气中有害物质含量很低时，水的 吸收效率很低，这时应改用其他效率较高的吸收液。吸收效率很低，这时应改用其他效率较高的吸收液。n 碱性吸收液碱性吸收液 吸收能和碱起反应的有害气体。如二氧化硫、硫吸收能和碱起反应的有害气体。如二氧化硫、硫 化氢、氯化氢、氯气、氮氧化物等。常用的碱性吸收化氢、氯化氢、氯气、氮氧化物等。常用的碱性吸收 液有：氢氧化钠、氢氧化钙、氨水、碳酸钠等。液有：氢氧化钠、氢氧化钙、氨水、碳酸钠等。（2）、吸收液类型：）、吸收液类型：n 酸性吸收液酸性吸收液 可以增加有害气体在稀酸中的溶解度或发生化可以增加有害气体在稀酸中的溶解度或发生化学反应。如一氧化碳和二氧化氮在一定浓度的稀硝学反应。如一氧化碳和二氧化氮在一定浓度的稀硝酸中的溶解度比在水中大得多，浓硫酸也可以吸收酸中的溶解度比在水中大得多，浓硫酸也可以吸收一氧化氮。一氧化氮。n 有机吸收液有机吸收液 有机废气可以用有机吸收液，如洗油吸收苯和有机废气可以用有机吸收液，如洗油吸收苯和沥青烟，聚乙烯醚、冷甲醇、二乙醇胺等均可作为沥青烟，聚乙烯醚、冷甲醇、二乙醇胺等均可作为有机吸收液，能去除一部分有害酸性气体，如硫化有机吸收液，能去除一部分有害酸性气体，如硫化氢、二氧化碳等。氢、二氧化碳等。3 3、吸收设备：、吸收设备：n主要作用主要作用：使气液两极充分接触，以便很好地进行质使气液两极充分接触，以便很好地进行质量传递。量传递。n填料塔：填料塔：内装各种形式填料、球形、环形等内装各种形式填料、球形、环形等n板式塔：板式塔：水平塔板、上有小孔，形如筛。水平塔板、上有小孔，形如筛。n喷淋塔：喷淋塔：吸附液从中上部经喷嘴成雾状或雨滴吸附液从中上部经喷嘴成雾状或雨滴状喷出，气体由下部上升，接触，吸收。状喷出，气体由下部上升，接触，吸收。二、吸附法：二、吸附法：1、定义：、定义：气体混合物与适当的多孔性固体接触，利用固体气体混合物与适当的多孔性固体接触，利用固体巨大表面积上存在的分子引力或化学键力，把混合物巨大表面积上存在的分子引力或化学键力，把混合物中某一组分或某些组分留在固体表面上，这种分离气中某一组分或某些组分留在固体表面上，这种分离气体混合物的过程称为气体吸附。体混合物的过程称为气体吸附。2、常用吸附剂：、常用吸附剂：骨粉、硅胶、矾土（氧化铝）、铁矾土、漂白骨粉、硅胶、矾土（氧化铝）、铁矾土、漂白土、分子筛（主要用于气体干燥）、丝光沸石、活性土、分子筛（主要用于气体干燥）、丝光沸石、活性炭等炭等3、吸附剂选择原则：、吸附剂选择原则：吸附量大，特别是保持吸附量大；吸附量大，特别是保持吸附量大；选择性好；选择性好；解吸容易；解吸容易；机械强度高，化学稳定和热稳定性好；机械强度高，化学稳定和热稳定性好；阻力小；阻力小；吸附剂便于再生；吸附剂便于再生；廉价，易得。廉价，易得。大气污染控制方面应用最广的吸附剂是活性碳。大气污染控制方面应用最广的吸附剂是活性碳。4 4、吸附过程：、吸附过程：A、气体与固体表面接触吸附B、分开未吸附气体C、吸附剂再生或更换气体吸附可分为物理吸收和化学吸收气体吸附可分为物理吸收和化学吸收5 5、吸附装置类型：、吸附装置类型：根据吸附器内吸附剂床层特点，根据吸附器内吸附剂床层特点，吸附装置可分为：吸附装置可分为：n固定床：气体流动，吸附剂不动。固定床：气体流动，吸附剂不动。n移动床：气体和吸附剂以一定速度逆向移动床：气体和吸附剂以一定速度逆向运动接触。运动接触。n流化床：吸附剂在筛板上处于流化状流化床：吸附剂在筛板上处于流化状态。态。三、催化法：三、催化法：1、定义：、定义：利用催化剂的催化作用，将废气中的气体利用催化剂的催化作用，将废气中的气体有害物质转化为无害物质或转化为易于去除的有害物质转化为无害物质或转化为易于去除的物质的一种废气治理技术。包括：物质的一种废气治理技术。包括：n催化氧化法：催化氧化法：在催化剂作用下，有害气体与空气中的氧在催化剂作用下，有害气体与空气中的氧气反应而发生转化。气反应而发生转化。n催化还原法：催化还原法：在催化剂作用下，有害气体与还原性气体在催化剂作用下，有害气体与还原性气体反应而发生转化。反应而发生转化。2 2、特点、特点：优点：无须分离污染物与主气流，避免二次污染。优点：无须分离污染物与主气流，避免二次污染。缺点：催化剂价格高，易中毒而失去活性。缺点：催化剂价格高，易中毒而失去活性。催化剂一般是金属或金属盐，载在表面积大的惰性载体催化剂一般是金属或金属盐，载在表面积大的惰性载体上。上。主要是表面主要是表面2030nm2030nm起催化作用。起催化作用。催化剂的金属或金属盐，一般是贵金属。催化剂的金属或金属盐，一般是贵金属。主要有：铂、钌、钯、铑、锰、铁、钴、铜、钒等。主要有：铂、钌、钯、铑、锰、铁、钴、铜、钒等。载体：载体：氧化铝、铁钒土、石棉、陶土、活性炭、金属丝氧化铝、铁钒土、石棉、陶土、活性炭、金属丝等。等。载体形状：载体形状：球状、圆柱状、丝状、网状、蜂窝状等。球状、圆柱状、丝状、网状、蜂窝状等。n 使用时要注意防止催化剂中毒。使用时要注意防止催化剂中毒。n 催化剂中毒：气体中杂质作用而失去催化性。催化剂中毒：气体中杂质作用而失去催化性。3 3、催化转化装置：、催化转化装置：四、燃烧法：四、燃烧法：n通过热氧化反应将废气中的可燃有害通过热氧化反应将废气中的可燃有害成分转化为无害物质的方法。成分转化为无害物质的方法。五、冷凝法：五、冷凝法：n利用物质在不同温度下具有不同饱利用物质在不同温度下具有不同饱和蒸气压的性质，采用降低系统温度或和蒸气压的性质，采用降低系统温度或提高系统压力，使处于蒸气状态的污染提高系统压力，使处于蒸气状态的污染物冷凝并从废气中分离出来的过程。物冷凝并从废气中分离出来的过程。n主要用于处理高浓（主要用于处理高浓（10000cm10000cm3 3/m/m3 3）有机物废气。有机物废气。n主要有列管式和喷淋式两种方法主要有列管式和喷淋式两种方法第四节二氧化硫污染及其治理第四节二氧化硫污染及其治理一、二氧化硫排放来源及其毒性一、二氧化硫排放来源及其毒性二、脱硫技术概述二、脱硫技术概述三、主要烟气脱硫工艺三、主要烟气脱硫工艺硫循环与硫排放硫循环与硫排放一、二氧化硫排放来源一、二氧化硫排放来源n人类使用的化石燃料都含有一定量的硫n燃料燃烧时，其中的硫大部分转化为SO2二、脱硫技术概述二、脱硫技术概述（1）煤脱硫煤脱硫物理法物理法 利用硫化铁的顺磁性及相对密度大于煤，采用高梯度磁分离法或重力分离法 脱硫率60%化学法化学法 将硫化铁转化为硫酸亚铁和硫，硫酸亚铁氧化为硫酸铁，循环使用汽化法汽化法 经气化，硫转化为硫化氢液化法液化法 高温、高压和催化剂作用下液化。通氢，硫转化为硫化氢洗涤法洗涤法 压碎洗涤（2）重油脱硫）重油脱硫 高压，催化加氢 硫转化为硫化氢1、燃料脱硫、燃料脱硫燃烧前脱硫燃烧前脱硫n 煤炭的固态加工n煤炭洗选n物理洗煤物理选煤是根据煤炭和杂质物理性质（如粒度、密度、硬度、磁性及电性等）上的差异进行分选，主要的物理分选方法有重力选煤，包括跳汰选煤、重介质选煤、斜槽选煤、摇床选煤、风力选煤等。电磁选，利用煤和杂质的电磁性能差异进行分选，这种方法在选煤实际生产中没有应用。化学洗煤 化学选煤是借助化学反应使煤中有用成分富集，除去杂质和有害成分的工艺过程。n微生物洗煤 微生物选煤是用某些自养性和异养性微生物，直接或间接地利用其代谢产物从煤中溶浸硫，达到脱硫的目的。我国以物理选煤为主。跳汰占59%、重介质选煤占23%、浮选占14%燃烧前脱硫燃烧前脱硫n 煤炭的转化n煤的气化n采用空气、氧气、CO2和水蒸气作为气化剂，在气化炉内反应生成不同组分不同热值的煤气n移动床、流化床和气流床三种方法n煤的液化n通过化学加工转化为液态烃燃料或化工原料等液体产品燃烧前脱硫燃烧前脱硫n 重油脱硫n在催化剂作用下通过高压加氢反应，切断碳与硫的化学键，使氢与硫作用形成H2S从重油中分离2、烟气脱硫（、烟气脱硫（FGD）（目前唯一大规模商业化的脱硫方式）烟气脱硫主要利用各种碱性吸收或吸附剂烟气脱硫主要利用各种碱性吸收或吸附剂捕集烟气中的捕集烟气中的SO2，将其转化为较为稳定且易机，将其转化为较为稳定且易机械分离的硫化合物或单质硫，从而达到脱硫的目械分离的硫化合物或单质硫，从而达到脱硫的目的。的。（1）湿法）湿法 （2）干法）干法三、主要烟气脱硫工艺n目前应用最广泛的脱硫技术1、石灰石/石灰法洗涤2、氨法氨法n 氨水做吸收剂氨水做吸收剂氨氨-硫酸氨法硫酸氨法氨氨亚硫酸氨法亚硫酸氨法3、钠碱法n是采用钠化合物(氢氧化钠、碳酸钠或亚硫酸钠)和石灰或石灰石来处理烟气中的二氧化硫。首先使用钠化合物溶液吸收二氧化硫，然后使其与石灰或石灰石进行反应，生成亚硫酸钙或硫酸钙沉淀。再生后的氢氧化钠溶液返回吸收塔循环使用。此法的特点是，吸收效率较高，可达95以上，而且吸收系统不生成沉淀物，没有结垢和堵塞问题。其主要缺点是由于烟气中有氧的存在，部分亚硫酸钠被氧化成硫酸钠，硫酸钠较难再生，因此需要不断地向系统补充碳酸钠或氢氧化钠。成本相对较高n株冶集团成功运用钠碱法进行烟气脱硫 3、双碱法、双碱法n用碱金属盐类或碱类水溶液吸收SO2，后用石灰或石灰石再生n解决结垢问题和提高SO2的利用率稀硫酸-石膏法（千代田法）n该法以稀硫酸吸收废液中的二氧化硫，然后在氧化塔中，催化剂存在条件下氧化制成硫酸，一部分硫酸循环使用，一部分送去与石灰石反应生成石膏。n缺点：稀硫酸腐蚀性较强，必须采取防腐措施，所得硫酸浓度过低，不便运输和使用。4、吸附法、吸附法 活性炭价格高，寿命短，该法受到限制活性炭价格高，寿命短，该法受到限制第五节氮氧化物污染及其治理第五节氮氧化物污染及其治理一、氮氧化物的性质及来源一、氮氧化物的性质及来源二、燃烧过程二、燃烧过程NOx的形成机理的形成机理三、低三、低NOx燃烧技术原理燃烧技术原理四、烟气脱硝技术四、烟气脱硝技术一、氮氧化物的性质及来源一、氮氧化物的性质及来源n nNOx包括nN2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5n大气中NOx主要以NO、NO2的形式存在n nNOx的性质nN2O：单个分子的温室效应为CO2的200倍，并参与臭氧层的破坏nNO：大气中NO2的前体物质，形成光化学烟雾的活跃组分n nNOx的性质：nNO2:强烈刺激性，来源于NO的氧化，酸沉降nNOx的来源n固氮菌、雷电等自然过程（5108t/a）n人类活动（5107t/a）n燃料燃烧占 90n95以NO形式，其余主要为NO2二、燃烧过程二、燃烧过程NOx的形成机理的形成机理n1、形成机理n燃料型NOxn燃料中的固定氮生成的NOxn热力型NOxn高温下N2与O2反应生成的NOxn瞬时NOn低温火焰下由于含碳自由基的存在生成的NOn热力型NOx的形成产生NO和NO2的两个重要反应上述反应的化学平衡受温度和反应物化学组成的影响平衡时NO浓度随温度升高迅速增加瞬时瞬时NO的形成的形成n碳氢化合物燃烧时，分解成碳氢化合物燃烧时，分解成CH、CH2和和C2等基团，与等基团，与N2发生如下反应发生如下反应b 火焰中存在大量火焰中存在大量O O、OHOH基团，与上述产物反应基团，与上述产物反应三、改进燃烧法三、改进燃烧法n1.低氧燃烧低氧燃烧n降低NOx的同时提高锅炉热效率nCO、HC、碳黑产生量增加n2.降低助燃空气预热温度n燃烧空气由27oC预热到315oC，NO排放量增加3倍n3.烟气循环燃烧n降低氧浓度和燃烧区温度主要减少热力型NOxn4.两段燃烧技术n第一段：氧气不足，烟气温度高，NOx生成量很小n第二段：二次空气，CO、HC完全燃烧，烟气温度低四、烟气脱硝技术四、烟气脱硝技术1、碱液吸收、碱液吸收n必须首先将一半以上的NO氧化为NO2nNO/NO21效果最佳2、稀硝酸吸收、稀硝酸吸收3 3、吸附法、吸附法吸附剂：活性炭、分子筛、硅胶、含氨泥煤NOx和SO2联合控制技术 吸附剂：浸渍碳酸钠的吸附剂：浸渍碳酸钠的-Al-Al2 2O O3 3NOx 在稀硝酸中的溶解度比在水中要高第五章第五章 化工废渣处理及其资源化化工废渣处理及其资源化n生产工序废渣：碱渣、硫铁矿渣、铬渣、电石渣、下脚料。n辅助工序废渣：生活垃圾、沉淀污泥、活性污泥、废气处理收集物等。第一节第一节 概述概述一、化工废渣的来源一、化工废渣的来源二、化工废渣的特点：二、化工废渣的特点：n占全国6.16%，工业的7-24%(1985年)n1、产生和排放量大，2/3成废物（其中1/2是固废），1/3成废渣排放。n2、危险物种类多，有毒物含量高，有机废物，重金属离子。n3、废弃的再资源化可能性大。n锅炉渣：筑路、铺路、建材n有机废物 热解 燃料气或油 可提供燃料三、对环境的影响：三、对环境的影响：n1、土壤：占用大量土地，毒化、酸化、碱化土地，渗出液中的有害成分，会改变土地结构，影响微生物生长，妨碍植物根系生长，有毒分在土壤、动植物体内积蓄。n2、水体：洪水、雨水带入地表水；填埋不合要求，污染地下水。n 如美国拉夫运河事件，在1950年代在运河附近埋进80多种化学废物，10多年后河水变臭，附近成人患无名病毒，儿童畸形，后来周围200多户搬迁。n3、大气：尘粒随风飘扬，有些煤矸石含硫量高，自燃产生SO2，多种化工固体废弃物本身或焚烧时放出毒气，恶化周围环境。第二节第二节 化工废弃物处理技术化工废弃物处理技术n处理处理：通过物理、化学、物化、生化等方法，使废弃物转化为适于运输、储存、资源化利用以及最终处置的过程。n处置处置：处理后的废弃物与无法处理的废弃物处理结果（填埋）。n处理方法分类：物理、化学、物化、生物（P168图5-2）n一、压实（减容）一、压实（减容）n1、概念：、概念：亦称压缩，是用物理方法提高固体废弃物的聚焦程度，增大其在松散状态下的单位体积质量，减少固体废弃物体积以便于利用和最终处理。n2、流程：n 再生回收n废弃物 压实处理 胚块 n沥青固化 填埋（有毒有害垃圾）二、破碎：二、破碎：n1、概念：、概念：n用机械方法将废弃物破碎，减小颗粒尺寸，使之适于进一步加工或能经济地再处理（预处理）。2、种类：、种类：n剪切破碎：剪切破碎：固定刀和活动刀之间剪切力，金属、木质塑料等n冲击破碎：冲击破碎：打击锤和固定板之间的强冲击力，玻璃瓦砾、混凝土。n低温破碎：低温破碎：利用低温变脆的性质，液氮致冷，橡胶、塑料。n湿式破碎：湿式破碎：回收纸浆，在大量水的存在下，用破碎刀切碎纸浆。n半湿式选择破碎：半湿式选择破碎：在半湿状态下，选择性地破碎（利用固体废弃物，耐剪切，耐压缩，耐冲击性能的差异，在半湿状态下，在特制的具有冲击，剪切作用的装置中，对废物选择性破碎