附加净化有毒有害气体工艺

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,几种典型有毒有害气态污染物的净化,天津大学环境科学与工程学院,马德刚,1、含氟废气,含氟废气,的产生,含氟废气主要是指含氟化氢（HF）和四氟化硅,（Si,F,4,）,的废气，它主要来源于工业生产过程，如电解铝、炼钢、磷肥、氟塑料生产、化铁炉，另外还有玻璃、陶瓷、砖瓦、搪瓷等行业。其中以电解铝和磷肥工业排放量最大。据测算，每生产一吨铝，要排放1624公斤的氟；生产一吨黄磷排放30公斤氟，生产一吨磷肥排放525公斤氟。煤中也含有氟，每公斤约40300毫克，高的达1400毫克，煤燃烧时，约78%100%的氟排放出来。,含氟废气的吸收净化,水吸收法,：,用水吸收含氟废气主要是基于氟化氢和四氟化硅极易溶于水的特性。氟化氢溶于水生成氢氟酸，四氟化硅溶于水生成氟硅酸和硅胶。,碱吸收法,：碱吸收法的机理与上述水吸收法基本相同，只是把水改为碱水，一般是用Na,2,CO,3,水溶液吸收含氟化氢废气制取冰晶石（Na,3,AlF,6,）；用碱水吸收氟化氢或四氟化硅，最后都得到氟化物（NaF或NH,4,F），再定量地加入偏铝酸钠（NaF溶液中）或硫酸铝和Na,2,SO,4,（NH,4,F溶液中），生成冰晶石。,低浓度氟化氢废气：石灰水洗涤，生成氟化钙沉淀除去。,含氟废气的吸附法净化,用氧化铝粉作吸附剂吸附铝厂烟气中的氟化氢是20世纪60年代电解铝厂含氟烟气治理技术上的一个重要突破。它不仅可以用来净化预焙窑的烟气，而且还可以处理净化电解槽出来的含氟废气，目前来自预熔窑的烟气主要是采用吸附法，而来自电解槽的烟气还可采用吸收法。,吸附法净化含氟化氢废气有很高的净化效率，一般可达到,98%,以上。吸附完氟化氢的氧化铝不需再生，可直接送到电解槽作为电解铝的原料。工艺流程简单，不存在水污染和系统腐蚀问题，因此，与湿法相比，其投资和运行费用都比较低，可用于各种气候条件。,2、有机废气,有机废气的来源,数百种有机化合物的蒸气可对空气造成污染，称作挥发性有机废气（,VOCs,）。由于大多数有机废气都对人体有害，有很多的有机废气还有致癌、致畸、致突变的作用，因此对其在空气中的含量要求非常严格。这些有机废气来源于化工、石油化工、轻工等许多行业和部门，有些行业比如石油开采与加工、炼焦与煤焦油加工、有机合成、溶剂加工、感光材料、油漆涂料加工及使用等，尤其带来严重污染。,有机废气的净化,基本方法：,冷凝法、吸收法、吸附法、燃烧（催化燃烧、热力燃烧或直接燃烧）、膜法、生物法等，或上述方法的组合。,选择方法：,既考虑技术上的可行性，又考虑经济上的可行性。具体应从污染物的性质、浓度、净化要求并结合生产中的具体情况以及投资、运转费用、回收效益等诸方面予以考虑，同时还要综合考虑环境效益和社会效益。,冷凝法治理有机废气,冷凝法的基本原理,冷凝法的特点,冷凝法的适用范围,冷凝法的流程与设备,冷凝法的基本原理,同一物质饱和蒸汽压的大小与温度有关。温度越低，饱和蒸汽压值越低。对含有一定浓度的有机蒸汽的废气，当将废气降到某一温度时，与其相应的饱和蒸汽压值已低于废气组分分压时，该组分就要凝结为液体，即实现了气体分离的目的。,冷凝法的特,点,点,由于冷凝法,净,净化对废气,的,的净化程度,受,受冷凝温度,的,的限制，要,求,求净化程度,高,高或处理低,浓,浓度废气时,，,，需要将废,气,气冷却到很,低,低的温度，,经,经济上不合,算,算，因此，,在,在大多数情,况,况下，不单,独,独使用冷凝,法,法治理有机,废,废气，而是,作,作为其他处,理,理方法的预,处,处理工序。,但,但冷凝法净,化,化所需设备,和,和操作条件,比,比较简单，,回,回收物质纯,度,度高。,冷凝法的适,用,用范围,处理高浓度,有,有机废气，,特,特别是组分,单,单纯的气体,。,。,作为吸附净,化,化或燃烧的,预,预处理，以,减,减轻后续操,作,作的负担。,处理含有大,量,量水蒸气的,高,高温气体。,冷凝法的流,程,程与设备,表面冷凝器使用一间壁,，,，将冷却介,质,质与废气隔,开,开，通过间,壁,壁传热将废,气,气中的热量,转,转移出来，,使,使废气冷却,。,。列管式冷,凝,凝器、喷洒,式,式蛇管冷凝,器,器等均属此,类,类设备。使,用,用此类设备,可,可以回收被,冷,冷凝组分，,但,但冷却效率,较,较差。,接触冷凝器将冷却介质,（,（通常采用,冷,冷水）与废,气,气直接接触,进,进行换热的,设,设备。使用,这,这类设备冷,却,却效果较好,，,，但冷凝物,质,质不易回收,。,。在有机废,气,气治理时往,往,往只作为预,处,处理设施。,喷,喷淋塔、填,料,料塔、板式,塔,塔、喷射塔,等,等属此类设,备,备。,吸收法治理,有,有机废气,在大部分有,机,机废气的治,理,理中，不采,用,用吸收法，,其,其主要原因,是,是合适的吸,收,收剂的选择,。,。目前只有,在,在石油炼制,、,、石油化工,的,的生产及储,运,运中，采用,溶,溶剂吸收法,对,对烃类（如,苯,苯类、汽油,、,、石脑油等,）,）进行回收,。,。,对苯类的吸,收,收，多采用,二,二乙二醇醚,作,作吸收剂。,对,对汽油等轻,质,质油品，多,采,采用轻柴油,作,作吸收剂进,行,行吸收。吸,收,收装置多采,用,用吸收塔。,吸附法治理,有,有机废气,对于低浓度,的,的有回收价,值,值的有机废,气,气，多采用,吸,吸附法，因,为,为此种方法,可,可以实现有,机,机废气的资,源,源化，同时,，,，吸附法净,化,化有机废气,可,可以达到相,当,当彻底的程,度,度。例如在,大,大量使用有,机,机溶剂的行,业,业如涂布、,喷,喷涂、感光,材,材料等行业,，,，还有一些,使,使用有机溶,剂,剂的化工、,石,石化行业，,采,采用吸附的,方,方法回收有,机,机溶剂的量,相,相当可观。,吸附法净化,的,的工艺流程,催化燃烧法,净,净化有机废,气,气,催化燃烧是,借,借助催化剂,在,在低温（,200,400,）下，实,现,现对有机物,的,的完全氧化,，,，因此能耗,少,少，操作简,便,便、安全、,净,净化效率高,，,，在有机废,气,气特别是回,收,收价值不大,的,的有机废气,净,净化方面应,用,用比较广，,已,已有不少定,型,型设备可供,选,选用。,生物法净化,有,有机废气,生物法净化,有,有机废气是,近,近年来发展,起,起来的有机,废,废气净化技,术,术，该技术,已,已在欧洲得,到,到了规模化,的,的应用。生,物,物法净化有,机,机废气主要,是,是利用微生,物,物对有机废,气,气的降解净,化,化有机废气,的,的，对有机,废,废气的去除,率,率可达,90%,以,上,上,。,。,与,与,常,常,规,规,处,处,理,理,方,方,法,法,相,相,比,比,，,，,生,生,物,物,法,法,具,具,有,有,设,设,备,备,简,简,单,单,、,、,运,运,行,行,费,费,用,用,低,低,、,、,较,较,少,少,造,造,成,成,二,二,次,次,污,污,染,染,等,等,特,特,点,点,，,，,同,同,时,时,生,生,物,物,法,法,大,大,都,都,是,是,在,在,常,常,温,温,下,下,运,运,行,行,，,，,因,因,此,此,安,安,全,全,可,可,靠,靠,。,。,尤,尤,其,其,是,是,在,在,处,处,理,理,低,低,浓,浓,度,度,、,、,生,生,物,物,降,降,解,解,性,性,好,好,的,的,有,有,机,机,废,废,气,气,时,时,，,，,更,更,显,显,出,出,它,它,的,的,优,优,越,越,性,性,。,。,但,但,生,生,物,物,法,法,仅,仅,适,适,用,用,于,于,低,低,浓,浓,度,度,有,有,机,机,废,废,气,气,的,的,治,生物法,净,净化有,机,机废气,的,的工艺,生物洗,涤,涤塔,生物滴,滤,滤塔,生物过,滤,滤塔,生物洗,涤,涤塔,洗涤塔,由,由吸收,和,和生物,降,降解两,部,部分组,成,成。含,有,有经有,机,机物驯,化,化的微,生,生物的,循,循环液,，,，由塔,顶,顶喷入,，,，与从,塔,塔的下,部,部上升,的,的有机,废,废气逆,流,流接触,，,，废气,中,中的有,机,机物和,氧,氧气转,入,入液相,，,，进入,活,活性污,泥,泥池，,有,有机物,在,在活性,污,污泥池,中,中被微,生,生物氧,化,化分解,。,。该法,适,适用于,气,气相传,质,质速率,大,大于生,化,化反应,速,速率的,有,有机物,的,的降解,。,。,生物滴,滤,滤塔,运行时,有,有机气,体,体从塔,底,底进入,，,，在流,动,动过程,中,中与已,接,接种的,挂,挂膜的,生,生物滤,料,料接触,而,而被净,化,化，净,化,化后的,气,气体由,塔,塔顶排,出,出。滴,滤,滤塔集,废,废气的,吸,吸收与,液,液相再,生,生于一,体,体，塔,内,内增设,了,了可附,着,着微生,物,物的填,料,料，为,微,微生物,的,的生长,、,、有机,物,物的降,解,解提供,了,了条件,。,。启动,初,初期，,在,在循环,液,液中接,种,种了经,被,被处理,有,有机物,驯,驯化的,微,微生物,菌,菌种，,从,从塔顶,喷,喷淋而,下,下，与,进,进入滤,塔,塔的有,机,机废气,逆,逆向流,动,动，微,生,生物利,用,用溶解,于,于液相,中,中的有,机,机物质,，,，进行,代,代谢繁,殖,殖，并,附,附着于,填,填料表,面,面，形,成,成生物,膜,膜，完,成,成生物,挂,挂膜过,程,程。气,相,相主体,的,的有机,物,物和氧,气,气经过,传,传输进,入,入微生,物,物膜，,被,被微生,物,物利用,，,，代谢,产,产物,CO,2,等再经,过,过扩散,作,作用进,入,入气相,主,主体后,外,外排。,生物过,滤,滤塔,有机废,气,气由塔,顶,顶进入,过,过滤塔,，,，在流,动,动过程,中,中与已,接,接种挂,膜,膜的生,物,物滤料,接,接触而,被,被净化,，,，净化,后,后的气,体,体由塔,底,底排出,。,。定期,在,在塔顶,喷,喷淋营,养,养液，,为,为滤料,提,提供养,分、水,分,分并调,整,整,pH,值。,3、机,动,动车尾,气,气,机动车,尾,尾气的,产,产生,机动车,尾,尾气中,的,的气态,污,污染物,都,都是由,于,于燃料,油,油（主,要,要是汽,油,油和柴,油,油）蒸,发,发和燃,烧,烧过程,中,中产生,的,的，燃,烧,烧过程,产,产生的,尾,尾气污,染,染占总,污,污染量,的,的,65%,80%,，其它,是,是曲轴,箱,箱、油,箱,箱、化,油,油器等,排,排放的,污,污染物,。,。这些,气,气态污,染,染物包,含,含很多,成,成分，,主,主要是,CO,、,NO,x,和碳氢,化,化合物,（,（,HC,）（使,用,用含铅,汽,汽油时,还,还会排,放,放含铅,化,化合物,）,）。,CO,和碳氢,化,化合物,是,是燃料,不,不完全,燃,燃烧造,成,成的，,NO,x,则是气,缸,缸中的,高,高温条,件,件造成,的,的。这,些,些污染,物,物灰长,期,期存在,于,于大气,中,中，并,进,进一步,通,通过光,化,化学反,应,应而生,成,成毒性,更,更强的,光,光化学,烟,烟雾。,机动车,尾,尾气的,净,净化,发动机,外,外部净,化,化,发动机,内,内部控,制,制,燃料的,改,改进与,替,替代,发动机,的,的外部,净,净化,发动,机,机的,外,外部,净,净化,是,是在,催,催化,剂,剂存,在,在下,，,，利,用,用排,气,气自,身,身的,温,温度,和,和组,成,成，,将,将有,害,害物,质,质（,CO,、,NO,x,、,HC,）转,化,化为,无,无害,的,的,H,2,O,、,CO,2,和,N,2,。根,据,据化,学,学反,应,应的,类,类型,不,不同,又,又将,其,其分,为,为催,化,化氧,化,化法,和,和催,化,化氧,化,化还,原,原法,。,。,燃料,的,的改,进,进与,替,替代,长期,以,以来,，,，汽,油,油一,直,直是,作,作为,汽,汽