《環(huán)境保護與清潔生產(chǎn)》課件-7.廢氣污染控制

環(huán)境污染防治技術(shù)——廢氣污染控制廢氣的來源及危害1顆粒污染物的凈化方法2氣態(tài)污染物的治理方法3SO2廢氣的治理技術(shù)4目錄廢氣是指人類在生產(chǎn)和生活過程中排出的有毒有害的氣體燃料燃燒廢氣的來源：工業(yè)生產(chǎn)過程農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程交通運輸過程一、廢氣的來源及危害1.碳氧化物主要廢氣污染物及其危害：一氧化碳——無色、無臭、無味的氣體，當人們吸入CO時，它與血紅蛋白結(jié)合?！浅鞘写髿庵袛?shù)量最多的污染物，碳氫化合物燃燒不完全是CO的主要來源，如汽車排放尾氣。其主要危害在于能參與光化學(xué)煙霧的形成，以及造成全球的環(huán)境問題。一、廢氣的來源及危害二氧化碳含碳物質(zhì)完全燃燒的產(chǎn)物，也是動物呼吸排出的廢氣。它本身無毒，對人體無害，但其含量＞8%時會令人窒息。近年來研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)代大氣中的CO2的濃度不斷上升引起地球氣候變化，這個問題稱之為“溫室效應(yīng)”。所以聯(lián)合國環(huán)境決策署決議將CO2列為危害全球的6種化學(xué)品之一。防治措施目前對CO的局部排放源的控制措施主要集中在汽車方面。如使用排氣的催化反應(yīng)器，加入過量空氣使CO氧化成CO2。一、廢氣的來源及危害2.硫的氧化物（SO2或SO3

）SO2：具有強烈的刺激性氣味，它能刺激眼睛，損傷呼吸器官，引起呼吸道疾病。特別是SO2與大氣中的塵粒、水分形成氣溶膠顆粒時，這三者的協(xié)同作用對人的危害更大。這種污染稱為倫敦型煙霧或叫硫酸煙霧。SO2的腐蝕性很大，能導(dǎo)致皮革強度降低，建筑材料變色，塑像及藝術(shù)品毀壞。在與植物接觸時，會殺死葉組織，引起葉子脫色變黃，農(nóng)作物產(chǎn)量下降。另外，SO2在大氣中含量過高是形成酸雨污染的重要因素。防治措施：大氣中的SO2主要通過降水清除或氧化成硫酸鹽微粒后再干沉降或雨除。除此之外，土壤的微生物降解、化學(xué)反應(yīng)、植被和水體的表面吸收等都是去除SO2的途徑。一、廢氣的來源及危害3.氮氧化合物（NO、NO2

）來源：——人為排放主要來源于礦物燃料的燃燒過程（包括汽車及一切內(nèi)燃機的排放）、生產(chǎn)硝酸工廠排放的尾氣。氮氧化物濃度高的氣體呈棕黃色，從工廠煙囪排出來的氮氧化物氣體稱之為黃龍。影響：——對人類的影響當空氣中的NO2含量達150mL/m3時，對人的呼吸器官有強烈的刺激，3～8小時會發(fā)生肺水腫，可能引起致命的危險?！獙ι趾妥魑锷L的影響NOX通過葉表面的氣孔進入植物活體組織后，干擾了酶的作用，阻礙了各種代謝機能；有毒物質(zhì)在植物內(nèi)還會進一步分解或參與合成過程，產(chǎn)生新的有害物質(zhì)，侵害機體內(nèi)的細胞和組織，使其壞死?！狽OX也是形成酸雨的重要原因之一。酸雨可以破壞作物的根系統(tǒng)的營養(yǎng)循環(huán)；與臭氧結(jié)合損害樹的細胞膜，破壞光合作用；酸霧還會降低樹木的抗嚴寒和干燥的能力?！獙θ驓夂虻挠绊懙趸锖投趸家稹皽厥倚?yīng)”，使地球氣溫上升1.5～4.5℃，造成全球性氣候反常。一、廢氣的來源及危害4.碳氫化合物人為排放源——汽油燃燒（38.5%）、焚燒（28.3%）、溶劑蒸發(fā)（11.3%）、石油蒸發(fā)和運輸消耗（8.8%）、提煉廢物（7.1%）。美國排放碳氫化合物占總產(chǎn)量的比例高達34%，其中半數(shù)以上來自交通運輸。汽車排放的碳氫化合物主要有兩類：烴類，如甲烷、乙烯、乙炔、丙烯、丁烷等；醛類，如甲醛、乙醛、丙醛、丙烯醛和苯甲醛等。此外還有少量芳烴和微量多環(huán)芳烴致癌物。危害——一般碳氫化合物對人的毒性不大，主要是醛類物質(zhì)具有刺激性。對大氣的最大影響是碳氫化合物在空氣中反應(yīng)形成危害較大的二次污染物，如光化學(xué)煙霧。防治措施——碳氫化合物從大氣中去除的途徑主要有土壤微生物活動，植被的化學(xué)反應(yīng)、吸收和消化，對流層和平流層化學(xué)反應(yīng)，以及向顆粒物轉(zhuǎn)化等。一、廢氣的來源及危害5.粒狀污染物（如煙、塵、霧等）天然過程排放顆粒物主要有火山爆發(fā)的煙氣、巖石風化的灰塵、宇宙降塵、海浪飛逸的鹽粒、各種微生物、細菌、植物的花粉等，約占大氣顆粒物總量的89%。由燃料燃燒、開礦、選礦或固體物質(zhì)的粉碎加工（磨面粉、制水泥等）、火藥爆炸、農(nóng)藥噴灑等人工排放約占顆粒物總量的11%。人為排放集中在人類活動的場所如廠礦、城市等，它增加了人類周圍環(huán)境的大氣負擔。一、廢氣的來源及危害二、顆粒污染物的凈化方法顆粒的大小和密度顆粒大小影響其在環(huán)境空氣中的滯留時間、對環(huán)境和健康的影響、被捕集的難易程度；顆粒越小，活性越高，吸附性也越強。實際顆粒物的粒徑范圍很寬。在環(huán)境空氣質(zhì)量標準中單顆顆粒大小用空氣動力學(xué)直徑；計算顆粒運動時需要用斯托克斯徑。顆粒粒度測定方法很多，不同方法所測得的粒徑制定義不同，而且不同定義的粒徑值多數(shù)難以互相換算。顆粒群大小的表達：實際的顆粒物一般由不同大小的顆粒組成。其大小的表達方式有多種，如特征值、平均值（可用不同方式平均）和當量值表達，也可用顆粒粒徑組成百分數(shù)表達，更準確的表達方式是粒徑分布函數(shù)。顆粒群自然狀態(tài)的密度為堆積密度。其他影響顆粒物去除的性質(zhì)：影響顆粒去除的性質(zhì)因素有粘附性（影響除塵器清灰）、導(dǎo)電性（對電除塵影響很大）、親水性（與是否適合濕式除塵有較大關(guān)系）、化學(xué)活性（腐蝕性與材質(zhì)選取，對可燃顆粒物必須考慮安全問題）。二、顆粒污染物的凈化方法從氣體中除去或收集固態(tài)或液態(tài)粒子的設(shè)備稱為除塵裝置按分離原理分類：重力除塵裝置（機械式除塵裝置）慣性力除塵裝置（機械式除塵裝置）離心力除塵裝置（機械式除塵裝置）洗滌式除塵裝置過濾式除塵裝置電除塵裝置機械除塵器通常指利用質(zhì)量力（重力、慣性力和離心力）的作用使顆粒物與氣體分離的裝置。常用的有：重力沉降室；慣性除塵器；旋風除塵器。二、顆粒污染物的凈化方法一、常用的氣態(tài)污染物的治理方法三、氣態(tài)污染物的治理方法常用方法吸收法催化法冷凝法吸附法燃燒法

1.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，使氣體得到凈化的方法。吸收劑：在吸收過程中，用來吸收氣體中的有害物質(zhì)的液體。吸收劑的選擇：——吸收容量大，即在單位體積的吸收劑中吸收有害氣體的數(shù)量要大；——飽和蒸氣壓低，以減少因揮發(fā)而引起的吸收劑的損耗；——選擇性高，即對有害氣體吸收能力強；——沸點要適宜，熱穩(wěn)定性高，粘度及腐蝕性要小，價廉易得。三、氣態(tài)污染物的治理方法吸收質(zhì)——被吸收的組分吸收液——吸收了吸收質(zhì)后的液體吸收操作——物理吸收和化學(xué)吸收。——在處理以氣量大、有害組分濃度低為特點的各種廢氣時，化學(xué)吸收的效果要比單純的物理吸收好得多，因此在用吸收法治理氣體污染時，多采用化學(xué)吸收法進行?！话悴捎媚媪鞑僮?，被吸收的氣體由下向上流動，吸收劑由上而下流動，在氣、液逆流接觸中完成傳質(zhì)過程。吸收工藝流程有非循環(huán)和循環(huán)過程兩種，前者吸收劑不予再生，后者吸收劑封閉循環(huán)使用。三、氣態(tài)污染物的治理方法吸收法優(yōu)缺點——優(yōu)點：設(shè)備簡單、捕集效率高、應(yīng)用范圍廣、一次性投資低等特點，已被廣泛用于有害氣體的治理，例如含SO2、H2S、HF和NOX等污染物的廢氣，均可用吸收法凈化?！秉c：吸收是將氣體中的有害物質(zhì)轉(zhuǎn)移到了液相中，因此必須對吸收液進行處理，否則容易引起二次污染。此外，低溫操作下吸收效果好，在處理高溫煙氣時，必須對排氣進行降溫處理，可以采取直接冷卻、間接冷卻、預(yù)置洗滌器等降溫手段。三、氣態(tài)污染物的治理方法SO2廢氣的治理技術(shù)：四、SO2廢氣的治理技術(shù)堿液吸收法

亞硫酸鉀（鈉）吸收法（WL法）氨液吸收法

金屬氧化物吸收法

液相催化氧化吸收法（千代田法）

海水吸收法

尿素吸收法

亞硫酸鉀（鈉）吸收法（WL法）：以亞硫酸鉀或亞硫酸鈉為吸收劑，SO2的脫除率達90%以上。吸收母液經(jīng)冷卻、結(jié)晶、分離出亞硫酸鉀（鈉），再用蒸汽將其加熱分解生成亞硫酸鉀（鈉）和SO2。亞硫酸鉀（鈉）可以循環(huán)使用，SO2回收去制硫酸。WL-K（鉀）法的反應(yīng)為K2SO3+SO2+H2O→2KHSO3

（吸收過程產(chǎn)物）WL-Na（鈉）法的反應(yīng)為Na2SO3+SO2+H2O→2NaHSO3

（吸收過程產(chǎn)物）四、SO2廢氣的治理技術(shù)WL法的優(yōu)點：吸收液可循環(huán)使用，吸收劑損失少；吸收液對SO2的吸收能力高，液體循環(huán)量少，泵的容量少；副產(chǎn)品SO2的純度高；操作負荷范圍大，可以連續(xù)運轉(zhuǎn)；基建投資和操作費用較低，可實現(xiàn)自動化操作。WL法的缺點：必須將吸收液中可能含有的Na2SO4去除掉，否則會影響吸收速率；另外吸收過程中會有結(jié)晶析出而造成設(shè)備堵塞。四、SO2廢氣的治理技術(shù)堿液吸收法：采用苛性鈉溶液、純堿溶液或石灰漿液作為吸收劑，吸收SO2后制得亞硫酸鈉或亞硫酸鈣。以苛性鈉溶液作吸收劑（吳羽法）反應(yīng)過程為2NaOH+SO2→Na2SO3+H2ONa2SO3+SO2+H2O→2NaHSO3

2NaHSO3+2NaOH→Na2SO3+2H2O四、SO2廢氣的治理技術(shù)氨液吸收法：此法是以氨水或液態(tài)氨作吸收劑，吸收SO2后生成亞硫酸銨和亞硫酸氫銨。反應(yīng)如下：NH3+H2O+SO2→NH4HSO3

2NH3+H2O+SO2→（NH4）2SO3

（NH4）2SO