第九章 氣態(tài)污染物治理

1、第九章 氣態(tài)污染物的治理Chen Shuixia/ZSU第一節(jié) 吸收法吸收是利用氣體在液體中溶解度的不同來分離和凈化氣體混合物的一種操作過程可分為物理吸收和化學吸收兩大類 ：l物理吸收 吸收時所溶解的氣體與吸收液不發(fā)生明顯的化學反應，僅僅是被吸收的氣體組分溶于液體的過程l化學吸收 被吸收的氣體組分與吸收液發(fā)生明顯化學反應的吸收過程。如用堿液吸收煙氣中的 SO2。有較高的選擇性和吸收速率，它能較徹底地除去氣相中很少量的有害氣體。 Chen Shuixia/ZSU吸收液吸收液的選擇。從以下幾個方面來考慮l溶解度溶解度 對有害組分要有較大的溶解度。l選擇性選擇性 對混合氣體中有害組分溶解度應盡可能大

2、，而對其余組分則應盡可能小l揮發(fā)性揮發(fā)性 揮發(fā)性低以減少吸收液的損失。l粘度粘度 操作溫度下粘度要低，以改善吸收塔內(nèi)流動狀況，提高吸收速率。l無毒、 難燃，化學穩(wěn)定性好，不發(fā)泡、冰點低、價廉易得1.對易溶于水的氣體通常用水做吸收液；酸性氣體可用堿性吸收液；輕烴類氣體多用洗油為吸收液Chen Shuixia/ZSU吸收液吸收液的種類l水 用于吸收易溶的有害氣體l堿性吸收液 氫氧化鈉氫氧比鈣、氨水等?？捎糜谖杖鏢O2、NOx、H2S、HCl、Cl2等。l酸性吸收液 可以增加有害氣體在稀酸中的溶解度或是發(fā)生化學反應。如NO和NO2氣體在稀硝酸中的溶解度比在水中大得多。濃硫酸也可以吸收NO氣體l有機

3、吸收液 一般用于有機廢氣的吸收。如洗油吸收苯和瀝青煙。聚乙醇醚、冷甲醇、二乙醇胺等均可作為有機吸收液，能除去一部分有害酸性氣體。 Chen Shuixia/ZSU吸收沒備列管式液膜吸收器l吸收液自上部進入吸收器均勻分配到各個管口，然后沿列管的內(nèi)壁形成液膜自上而下流動，要處理氣體自下面上從管內(nèi)流過與液膜接觸發(fā)生吸收作用。凈化后氣體從頂部排出填料塔填料塔是氣態(tài)污染物處理中應用最普遍的設備之一，塔內(nèi)裝有不同形狀、不同材質(zhì)的填料。吸收液沿填料表面流動、基本上帶有液膜吸收性質(zhì)Chen Shuixia/ZSU吸收沒備板式塔 l板式塔的基本結(jié)構(gòu)是在塔內(nèi)設置若干層某種型式的塔板，氣液兩相在塔板上進行逐級的多次

4、接觸使氣態(tài)污染物被吸收而除去 Chen Shuixia/ZSU吸收法在SO2處理中的應用氨酸法脫除SO2吸附塔循環(huán)槽高濃母液硫酸高濃母液分解塔中和槽廢氣排氣氨氣硫酸銨空氣去制酸系統(tǒng)液態(tài)SO2Chen Shuixia/ZSU第二節(jié) 吸附法吸附法凈化氣體污染物的設備與廢水處理中的設備類似，也可分為固體床，移動床、流動床三類固定床吸附器：l有立式、臥式兩種形式，內(nèi)設吸附層可以是單層、雙層或四層l固定床床層厚度一般為lm左右，適于高濃度廢氣的凈化；其他形式的固定床床層厚度為0.5m左右，適用于低濃度廢氣的凈化 l空塔氣速一般可控制在0.20.55m/S，空塔氣速過小，則處理能力低，若氣速過大，則阻力損

5、失明顯增大，還可能影響吸附層的氣流分布，吸附效率也會下降l固定床的操作是間歇操作過程。對連續(xù)生產(chǎn)，常用雙塔式裝置。l固定床的再生方式有多種，如用清潔氣體或溶劑沖洗床層、加熱床層。降低系統(tǒng)壓力進行真空脫附等。最常用的方法是通入水蒸汽將吸附質(zhì)趕走 Chen Shuixia/ZSU吸附法移動床吸附器l是氣固兩相均以恒定速度通過的設備。氣體與吸附劑保持連續(xù)接觸，般采用逆流操作，亦可采用錯流操作l優(yōu)點是操作連續(xù)進行，處理能力大。適用于穩(wěn)定、連續(xù)、量大的氣體凈化。l缺點是吸附劑磨損大，動力消耗也大。 1. 吸附器；2. 脫附器； 3. 篩分機4. 活性炭冷卻器； 5. 活性炭提升裝置6. 皮帶運輸機； 7

6、. 燃燒爐； 8. 沙子提升立管12538 熱沙用于活性炭的再生764Chen Shuixia/ZSU吸附法流化床吸附器l為塔式設備。內(nèi)設若干層篩板，吸附劑在篩板上呈沸騰狀態(tài)，故稱流化床。l特點是氣固兩相達到充分接觸，因而吸附速度快，處理能力大，特別適于連續(xù)性，大氣流量的污染源治理。l和固定床相比，流化床所用的吸附劑粒度較小，空塔氣速也比固定床大得多(一般為34倍)，裝置較為復雜，吸附劑的損耗也較大。Chen Shuixia/ZSU吸附法吸附法的工藝設計污染源的調(diào)查l弄清氣態(tài)污染物的排放量、廢氣的成份、濃度、溫度、排放規(guī)律等吸附劑的選擇l活性炭可用于有機氣體的吸附，如苯、甲苯、二氯乙烷等；合成

7、分子篩可用于無機氣體如SO2，NOx的吸附 工藝方法的確定l 工藝方法的確定包括吸附裝置的選擇。操作條件的確定、再生方法的選擇等幾個方面。 注意防止二次污染 Chen Shuixia/ZSU第三節(jié) 冷凝法冷凝法：采用降低系統(tǒng)溫度或提高系統(tǒng)壓力的方法使氣態(tài)污染物冷凝并從廢氣中分離出來的過程。它尤其適用于處理含高濃度(一般在10000ppm以上)有回收價值的有機氣態(tài)污染物的氣體基本原理：氣態(tài)污染物在不同的壓力和不同的溫度下具有不同的飽和蒸汽壓。因此降低溫度和加大壓力就可以使某些氣態(tài)污染物凝結(jié)成液體，從而達到凈化或回收的目的冷凝工藝和設備：分為接觸冷凝器和表面冷凝器兩種 接觸冷凝器：l被冷凝的有機污

8、染物和冷卻水混在一起，不易分離，易造成二次污染。多用于不回收有機物的場合。它的優(yōu)點是有利于傳熱，防腐問題易解決表面冷凝器：l也稱間接冷凝器冷卻壁面把廢氣和冷卻介質(zhì)隔開，因而被冷凝的液體很純，可以直接回收利用，常用的表面冷凝器有列管冷凝器，翅管空冷冷凝器及螺旋板冷凝器Chen Shuixia/ZSU冷凝工藝和設備Chen Shuixia/ZSU冷凝法的應用實例冷凝水同時吸收各種酸性污染物(大量HCl、部分SO2，NOx及除去重金屬蒸氣(如Cd，Hg)，在后段洗滌塔中，煙氣直接與呈微粒狀的可溶性溶劑霧化層接觸，使酸性污染物有機物及重金屬被進一步分離 Chen Shuixia/ZSU第四節(jié) 催化轉(zhuǎn)化

9、催化轉(zhuǎn)化：是使待處理氣態(tài)污染物通過催化劑床層，在催化劑的作用下發(fā)生催化反應，使之轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)或易于處理和回收利用物質(zhì)的方法 Chen Shuixia/ZSU催化轉(zhuǎn)化工藝及設備催化轉(zhuǎn)化工藝流程一般包括預處理、預熱、反應、余熱回收等幾個步驟l預處理： 一是去除固體雜質(zhì)或液體顆粒，防止它們覆蓋在催化劑表面而使活性降低；二是去除所含的催化劑毒物l預熱： 是體系加熱至活性溫度l反應： 催化反應的主體，反應器多為固定床過濾風機熱交換預熱反應Chen Shuixia/ZSU催化轉(zhuǎn)化法的應用實例催化氧化法脫除SO2l以V2O5為催化劑，將SO2轉(zhuǎn)化為SO3，并進一步制成硫酸催化還原法去除NOxl是利用還原劑

10、在一定的溫度和催化劑作用下將NOx還原為無害的N2和H2Ol 以H2和CH4為還原劑，在Pt催化下反應l或以NH3、H2S等為還原劑，在Pt、Cu、Cr、V、Co、Ni等催化下反應VOC催化燃燒汽車尾氣催化凈化42233222252SOHOHSOSOOSOOV Chen Shuixia/ZSU第五節(jié) 燃燒法燃燒法是利用燃燒過程將廢氣中可燃性氣體、有機蒸氣、微細的塵粒等轉(zhuǎn)變?yōu)闊o害或易除去物質(zhì)的方法。燃燒法可分為三類l直接燃燒法：將廢氣直接點火，在爐內(nèi)或露天燃燒。該法所處理的廢氣必須含有足夠量可以自身燃燒的可燃性廢氣。如高濃度VOC的處理l焚燒法：也稱熱力燃燒，它是利用燃料燃燒產(chǎn)生的熱量將廢氣加熱

11、至高溫，使其中所含的污染物分解、氧化。此法必須保證燃燒完全，否則形成的燃燒中間產(chǎn)物危害可能更大。因此，必須有充足的氧，足夠高的溫度和適當?shù)耐Ａ魰r間l催化燃燒法：在催化利存在下使燃燒在較低溫度下進行，一般200400即可，這樣可使燃燒過程所需熱量自給或只需少量補充。催化劑多用貴金屬。適宜低濃度廢氣處理，以免溫度超過催化劑的承受溫度。含油漆溶劑的氣體，化工廠的惡臭氣體部可用催化燃燒法，但不能處理含有機氯化物或含硫化合物的廢氣，因為它們會形成有毒的HCl和SO3氣體同時電使催比劑中毒 Chen Shuixia/ZSU第六節(jié) 生物凈化法氣態(tài)污染物的生物凈化法主要有兩種，即生物吸收法和生物過濾法。生物吸收法是先把氣態(tài)污染物用吸收劑吸收，使之從氣相轉(zhuǎn)移到液相，然后再對吸收液進行生物化學處理的辦法。生物過濾法是利用附著在固體過濾材料表面的微生物的作用來處理污染物的方法Chen Shuixia/ZSUChen Shuixia/ZSU生物法的應用實例微生物脫硫該法常用的微生物是硫桿菌屬中的氧化亞鐵硫桿菌，這是一種典型的化能自養(yǎng)細菌它可利用一種或多種還原態(tài)或部分還原態(tài)的硫化物為能源，并且還具有通過氧化Fe2+為Fe3+ 、和不溶性金屬硫化物而獲得能量的能力，碳源為CO2.在含F(xiàn)eSO4的培養(yǎng)液