大氣污染物治理技術簡介

§4大氣污染物治理技術簡介引言4.1顆粒污染物的治理技術4.2氣態(tài)污染物的治理技術4.3汽車廢氣治理小結1引言大氣污染的防治是一個龐大的系統(tǒng)工程，基本的思想是采用法律、行政、經濟和工程技術相結合的措施進行綜合防治。從整個區(qū)域大氣污染狀況出發(fā)，統(tǒng)一規(guī)劃、合理布局，綜合應用各種防治污染的措施，充分利用環(huán)境的自凈能力，從而有效控制大氣污染。最后，應用技術措施控制大氣污染，主要包括以下幾個方面：2（1）改善能源結構，積極開發(fā)新能源和可再生能源，如太陽能、風能、生物質能、海洋能、小水電及地熱能等。（2）提高能源的利用率，對燃料進行預處理，推廣清潔煤技術。圖4.8燃煤蒸汽電廠的大氣污染控制系統(tǒng)（3）實行清潔生產，推廣循環(huán)經濟。包括改革生產工藝，優(yōu)先采用無污染或少污染的工藝路線、原料路線和設備；加強企業(yè)管理開展綜合利用，企業(yè)內部或各企業(yè)間相互利用原材料和廢棄物實現(xiàn)廢物資源化、產品化，減少污染物的排放。（4）對煙氣進行凈化處理。

3圖a燃煤蒸汽電廠的大氣污染控制系統(tǒng)4大氣污染已是一種非常廣泛的污染，遍布我們生活的各個角落，大氣污染物按其存在狀態(tài)分為顆粒污染物和氣態(tài)污染物，對于這些污染物我們采用何種處理技術和方法進行處理？其原理如何？5§4大氣污染物治理技術簡介4.1顆粒污染物的治理技術

從廢氣中將顆粒物分離出來并加以捕集、回收的過程稱為除塵。實現(xiàn)上述過程的設備裝置稱為除塵器。6（一）除塵裝置的技術性能技術指標常以氣體處理量、凈化效率、壓力損失等參數(shù)表示。經濟指標則包括設備費，運行費、占地面積等內容。71．煙塵的濃度表示（1）煙塵的個數(shù)濃度單位氣體體積中所含煙塵顆粒的個數(shù)，稱為個數(shù)濃度，單位為個/cm3，在粉塵濃度極低時用此單位。

（2）煙塵的質量濃度每單位標準體積含塵氣體中懸浮的煙塵質量數(shù)，稱為質量濃度，單位g/Nm3。82．除塵裝置的處理量該項指標表示的是除塵裝置在單位時間內所能處理煙氣量的大小，是表明裝置處理能力大小的參數(shù)，煙氣量一般用體積流量表示（Nm3/h，Nm3/s）。93．除塵裝置的效率除塵裝置的效率是代表裝置捕集粉塵效果的重要指標，也是選擇、評價裝置的最主要的參數(shù)。（1）除塵裝置的總效率（除塵效率）

除塵裝置的總效率是指在同一時間內，由除塵裝置除下的粉塵量與進入除塵裝置的粉塵量的百分比，常用符號表示?？傂仕从车膶嶋H上是裝置凈化程度的平均值，它是評定裝置性能的重要技術指標。10（2））除塵塵裝置置的分分級效效率說明對對某一一粒徑徑范圍圍粒子子的去去除能能力（3））除塵塵裝置置的通通過率率（除除塵效效果））（4））多級級除塵塵效率率11(二））除塵塵裝置置的分分類與與除塵塵原理理1．除除塵裝裝置的的分類類2．各各類除除塵裝裝置的的除塵塵原理理121．除除塵裝裝置的的分類類是否使使用水水或其其他液液體可可分為為濕式除除塵器器、干干式除除塵器器。按效率率的高高低分分：高效效除塵塵器、、中效效除塵塵器和和低效效除塵塵器。。13根據(jù)除除塵機機制分分四類類:機械式式除塵塵器過濾式式除塵塵器濕式除除塵器器靜電除除塵器器。142．各各類除除塵裝裝置的的除塵塵原理理（1））機械械式除除塵器器機械式式除塵塵器是是通過過質量量力的的作用用達到到除塵塵目的的的除除塵裝裝置。。質量量力包包括重重力、、慣性性力和和離心心力，，主要要除塵塵器形形式為為重力沉沉降室室，慣性除除塵器器和旋風除除塵器器等。15①重力力沉降降室除除塵原原理重力沉沉降室室是利利用粉粉塵與與氣體體的密密度不不同，，使含含塵氣氣體中中的塵塵粒依依靠自自身的的重力力從氣氣流中中自然然沉降降下來來，達達到凈凈化目目的的的一種種裝置置。164-1重重力力沉降降室示示意圖圖圖4.9單單層層重力力沉降降室工工作原原理圖圖4.10多多層重重力沉沉降室室17②慣性性除塵塵器的的除塵塵原理理利用粉粉塵與與氣體體在運運動中中的慣慣性力力不同同，使使粉塵塵從氣氣流中中分離離出來來的方方法為為慣性性力除除塵，，常用用方法法是使使含塵塵氣流流沖擊擊在擋擋扳上上、氣氣流方方向發(fā)發(fā)生急急劇改改變，，氣流流中的的塵粒粒慣性性較大大，不不能隨隨氣流流急劇劇轉彎彎，便便從氣氣流中中分離離出來來。184-2慣慣性性除塵塵器除除塵原原理示示意圖圖19③離心心式除除塵器器的工工作原原理使含塵塵氣流流沿某某一定定方向向作連連續(xù)的的旋轉轉運動動，粒粒子在在隨氣氣流旋旋轉中中獲得得離心心力，，使粒粒子從從氣流流中分分離出出來的的裝置置為離離心式式除塵塵器，，也稱稱為旋旋風除除塵器器。204-3旋旋風風除塵塵器工工作原原理示示意圖圖21（2））過濾濾式除除塵器器的濾濾塵原原理過濾式式除塵塵是使使含塵塵氣體體通過過多孔孔濾料料，把把氣體體中的的塵粒粒截留留下來來，使使氣體體得到到凈化化的方方法。。按濾濾塵方方式有有內部部過濾濾與外外部過過濾之之分。。22袋式除除塵器器的除除塵機機制篩分作作用慣性碰碰撞作作用擴散作作用靜電作作用重力沉沉降作作用234-4機機械械清灰灰袋式式除塵塵器24（3））濕式式除塵塵原理理濕式除除塵也也稱為為洗滌滌除塵塵。該該方法法是用用液體體（一一般為為水））洗滌滌含塵塵氣體體，使使塵粒粒與液液膜、、液滴滴或氣氣泡碰碰撞而而被吸吸附，，凝集集變大大，塵塵粒隨隨液體體排出出，氣氣體得得到凈凈化。。25濕式除除塵器器的作作用機機理①慣性性碰撞撞②擴散散作用用③凝聚聚作用用粘附26圖4-5即即為為噴淋淋洗滌滌裝置置的示示意圖圖圖4.16文文丘里里洗滌滌除塵塵器圖4.17填填料塔塔洗滌滌器27濕式除除塵器器的特特點結構簡簡單，，造價價低，，除塵塵效率率高，，在處處理高高溫、、易燃燃、易易爆氣氣體時時安全全性好好，在在除塵塵的同同時還還可去去除氣氣體中中的有有害物物。濕濕式除除塵器器的不不足是是用水水量大大，易易產生生腐蝕蝕性液液體，，產生生的廢廢液或或泥漿漿需進進行處處理，，并可可能造造成二二次污污染。。在寒寒冷地地區(qū)和和季節(jié)節(jié)，易易結冰冰。28（4））靜電電除塵塵原理理是利用用高壓壓電場場產生生的靜靜電力力（庫庫侖力力）的的作用用實現(xiàn)現(xiàn)固體體粒子子或液液體粒粒子與與氣流流分離離的方方法。。含塵塵氣體體進入入除塵塵器后后，通通過以以下三三個階階段實實現(xiàn)塵塵氣分分離。。①粒子子荷電電②②粒子子沉降降③粒粒子清清除29圖4-6管管式式電除除塵器器的示示意圖圖平板電電除塵塵器單管電電除塵塵器301．除除塵裝裝置的的選擇擇原則則除塵器器的整整體性性能主主要是是用三三個技技術指指標（（處理理氣體體量、、壓力力損失失、除除塵效效率））和三三個經經濟指指標（（一次次投資資、運運轉管管理費費用，，占地地面積積及使使用壽壽命））來衡衡量。。(三））除塵塵裝置置的選選擇31考慮因因素（1））需達達到的的除塵塵效率率（2））設備備運行行條件件（3））經濟濟性（4））占地地面積積及空空間的的大小小。（5））設備備操作作要求求及使使用壽壽命。。（6））其他他因素素322．除除塵裝裝置的的性能能比較較334.2氣氣態(tài)污污染物物的治治理技技術吸收法法吸附法法催化轉轉化法法燃燒法法冷凝法法(一））氣態(tài)態(tài)污染染物的的治理理方法法341．吸吸收法法當氣-液相相接觸觸時，，利用用氣體體中的的不同同組分分在同同一液液體中中的溶溶解度度不同同，可可使氣氣體中中的一一種或或數(shù)種種溶解解度大大的組組分進進入到到液相相中，，使氣氣相中中各組組分相相對濃濃度發(fā)發(fā)生改改變，，氣體體即可可得到到分離離凈化化，這這個過過程稱稱為吸吸收。。吸收劑劑，吸收質質，吸收液液。物理吸吸收與化學吸吸收35吸收劑劑、吸吸收質質、吸吸收液液在吸收收中，，用來來吸收收氣體體中有有害組組分的的液體體叫做做吸收劑劑，被吸吸收的的氣體體組分分稱為為吸收質質，而吸吸收了了吸收收質后后的液液體叫叫做吸收液液。36吸收法法的特特點吸收法法具有有設備備簡單單、捕捕集效效率高高、應應用范范圍廣廣、一一次性性投資資低等等特點點。但但由于于吸收收是將將氣體體中的的有害害物質質轉移移到了了液體體中，，因此此對吸吸收液液必須須進行行處理理，否否則容容易引引起二二次污污染。。此外外，由由于吸吸收溫溫度越越低吸吸收效效果越越好，，因此此在處處理高高溫煙煙氣時時，必必須對對排氣氣進行行降溫溫的預預處理理。372．吸附附法由于固體體表面上上存在著著未平衡衡和未飽飽和的分分子引力力或化學學鍵力，，因此當當其與氣氣體接觸觸時，就就能吸引引氣體分分子，使使?jié)饧谠诠腆w表表面并保保持其上上，這種種現(xiàn)象稱稱為吸附附。吸附劑，吸附質。吸附平衡衡，物理吸附附與化學吸附附。38吸附劑、、吸附質質具有吸附附作用的的固體物物質稱為為吸附劑劑，被吸吸附的氣氣體組分分稱為吸吸附質。。39吸附平衡衡吸附過程程是可逆逆過程，，在吸附附質被吸吸附的同同時，部部分已被被吸附的的吸附質質分子還還可因分分子的熱熱運動而而脫離固固體表面面回到氣氣相中去去，這種種現(xiàn)象稱稱為脫附附。當吸附速度度與脫附速度度相等時，就達到到了吸附附平衡，，達到平平衡時，，吸附劑劑喪失了了吸附能能力。40吸附法的的特點凈化效率率高，對對低濃度度氣體具具有很強強的凈化化能力。。吸附劑劑活性炭、分子篩等，吸附附劑需進進行再生生，常用用的再生生方法有有升溫脫附附、減壓脫附附、吹掃脫附附等。413．催化化轉化法法催化法凈凈化氣態(tài)態(tài)污染物物是利用用催化劑劑的催化化作用，，使廢氣氣中的有有害組分分發(fā)生化化學反應應并轉化化為無害害物或易易于去除除物質的的一種方方法。42催化劑成成分①活性組組分②載體③助催化化劑43①活性組組分是催化劑劑對某一一反應是是否具有有加速作作用的關關鍵組分分。44②載體是分散、、負載活活性組分分的支撐撐物，能能加大催催化劑的的反應表表面并改改善催化化劑的使使用性能能。45③助催化化劑是改善催催化劑活活性及熱熱穩(wěn)定等等性能的的填加物物。46催化方法法的特點點凈化效率率較高，，受廢氣氣中污染染物濃度度影響較較小，無無需將污污染物與與主氣流流分離，，避免了了二次污污染。但但催化劑劑價格較較貴，操操作要求求較高，，廢氣中中的有害害物質很很難作為為有用物物質進行行回收等等。474．燃燒燒法燃燒是伴伴隨有光光和熱的的激烈化化學反應應過程，，在有氧氧存在的的條件下下，當混混合氣體體中可燃燃組分濃濃度在燃燃燒極限限范圍濃濃度以內內時，一一經明火火點燃，，可燃組組分即可可進行燃燃燒。特點：工工藝簡單單，操作作方便，，可回收收熱量，，但不能能回收有有用物質質，易造造成二次次污染。。485．冷凝凝法在不同溫溫度下具具有不同同的飽和和蒸汽壓壓，采用用降低廢廢氣溫度度或提高高廢氣壓壓力的方方法，使使一些易易于凝結結的有害害氣體或或蒸汽態(tài)態(tài)的污染染物冷凝凝成液體體并從廢廢氣中分分離出來來。冷凝法對對廢氣的的凈化程程度與冷冷卻溫度度有關，，冷卻溫溫度愈低低，對易易凝結組組分的清清除程度度愈高。。491．低濃濃度SO2廢氣的治治理目前常用用的脫除除SO2的方法有有拋棄法和回收法兩種。按照作用用原理分分為：（1）濕濕法（2）干干法(二）典典型氣態(tài)態(tài)污染物物的治理理50煙氣脫硫硫A、脫硫硫過程的的難點（（1））煙氣成成分復雜雜，煙氣氣中含有有大量粉粉塵。（（2））要求的的凈化效效率高。。

（3）脫硫硫渣賣不不出去，，內部無無經濟效效益。石灰石/石膏煙煙氣脫硫硫工藝示示意圖51B、曾經經遇到的的困難（1）腐腐蝕，Cl的腐腐蝕引出出一部分分外排，，減少腐腐蝕。（（2））Ca的的結垢，，沉積CaSO4加入添加加劑。（（3））除霧器器堵塞，，有霧沫沫夾帶造造成。（（4））低的利利用率。。

（5）氣固固分離。。

（6）脫硫硫渣的利利用。（（7））控制pH，需需堿量大大。52控制SO2的方法控制二氧氧化硫的的基本方方法可分分為：燃燒前（（燃料））脫硫、燃燒中脫脫硫及燃燒后脫脫硫。由于技技術、經經濟等方方面的原原因，目目前其中中以煙氣氣脫硫為為主要方方法。最好是控控制煤及及其它燃燃料的含含硫量，，因處理理的氣量量很大，，則壓降降很大，，所以動動力消耗耗很大。?？刂芐O2的排放的的方法選選擇：考慮三方方面：系系統(tǒng)設備備、脫硫硫劑消費費、電力力消費53抑制脫硫硫技術發(fā)發(fā)展的幾幾個原因因：（1）CO2酸性氣；；（2）需需堿量；；（3）脫脫硫廢渣渣；（4）高高的能耗耗。542．含NOx廢廢氣的治治理（1）吸吸收法氧化吸收收法、硝硝酸吸收收法、堿堿液吸收收法（2）吸吸附法固定床吸吸附器、、移動床床吸附器器和流化化床吸附附器（3）催催化還原原法55（3）催催化還原原法在催化劑劑的作用用下，用用還原劑劑將廢氣氣中的NOx還還原為無無害的N2和H2O的方法法稱為催催化還原原法。①非選擇擇性催化化還原②選擇性性催化還還原還有催化化分解和和熱炭層層法等。。56①非選擇擇性催化化還原在催化劑劑的作用用下，還還原劑不不加選擇擇地與廢廢氣中的的NOx與O2同時發(fā)生生反應。。作為還還原劑氣氣體可用用H2和CH4等。該該法由由于存存在著著與O2的反應應過程程，放放熱量量大，，因此此在反反應中中必須須使還還原劑劑過量量并嚴嚴格控控制廢廢氣中中的氧氧含量量。NSCR工工藝流流程圖圖57②選擇擇性催催化還還原在催化化劑的的作用用下，，還原原劑只只選擇擇性地地與廢廢氣中中的NOx發(fā)生生反應應，而而不與與廢氣氣中的的O2發(fā)生反反應。。廢氣中中的二二氧化化氮（（NO2）和一一氧化化氮（（NO）被被還原原劑還還原為為氮氣氣。常用的的還原原劑氣氣體為為NH3和H2S等。。SCR工藝藝流程程圖583．有有機廢廢氣及及惡臭臭的治治理有機廢廢氣：：是指各各種碳氫化化合物物的氣體體，如如醛、、烴、、醇、、酮、、酯、、胺、、苯及及同系系物、、多環(huán)環(huán)芳烴烴等。。常用的的凈化化方法法是：：吸收收法、、吸附附法、、燃燒燒法及及催化化燃燒燒法。。生物處處理法法是最新新發(fā)展展起來來的新新型處處理方方法。。（1）吸收收法（2）吸附附法（3）燃燒燒法59（3）燃燒燒法碳氫化合物物大多是可可燃的物質質，因此可可用燃燒的的方法或加加熱分解的的方法將其其轉化為CO2和H2O而加以凈凈化。60①直接燃燒燒將廢氣中的的碳氫化合合物作為燃燃料燒掉，，而使廢氣氣凈化，這這種方法只只適于高濃濃度有機廢廢氣的治理理。61②熱力燃燒燒通過燃燒輔輔助燃料，，將有機廢廢氣升溫到到有機物分分解所需的的溫度，使使碳氫化合合物受熱分分解，這種種方法可凈凈化有機物物含量較低低的廢氣，，因此是治治理有機廢廢氣的主要要方法之一一。62③催化燃燒燒催化燃燒時時要求的反反應溫度低低，又屬于于無焰燃燒燒，因此安安全性好。。63惡臭治理裝裝置（中國石油油大學）64654．3汽汽車廢氣氣治理1．汽車排排放的污染染物汽車排放的的污染物主主要來源于于內燃機。。汽車排氣的的基本成分是：二氧化化碳、水蒸蒸氣、過剩剩的氧和氮氮。排氣中還含含有：一氧化碳、、碳氫化合合物、氮氧氧化合物、、硫氧化合合物、微粒粒(有機鉛鉛化物、無無機鉛、碳碳粒，油霧霧等)、臭臭氣(甲醛醛、丙烯醛醛等)、苯苯并(a)芘等有害污染物物。662．汽車排排氣凈化方方法可分為燃料的處理理技術、機內凈化技技術和機外凈化技技術三類方式。。(1)燃料料處理技術術①對現(xiàn)用燃燃料的處理理減少汽油中中的含鉛量量。加入一定比比例的可減減少有害成成分的汽油油清凈劑②采用代用用燃料醇類燃料如如甲醇、乙乙醇最有希希望氣體代用燃燃料中，具具有應用價價值的是氫氫氣(H2)、液化石石油氣(LPG)和和壓縮天然然氣(CNG)等。67(2)機內內凈化技術術①分層燃燒燒系統(tǒng)與電電噴技術“電控燃油油噴射”的的供油方法法，即“電電噴技術””?！半妵娂夹g術”是實現(xiàn)分層層燃燒的一一種較好的的方法。電電噴發(fā)動機機采用電子子控制燃油油噴射系統(tǒng)統(tǒng)，由控制制單元中的的信號微處處理器計算算發(fā)動機在在不同工況況下的最佳佳空燃比，，對混合氣氣成分和點點火定時實實現(xiàn)最佳控控制，可使使排放量大大幅度下降降，有害物物質較少。。汽車由“電噴”代替“化油器””將是必然趨趨勢。②發(fā)動機增增壓和增壓壓中冷技術術相結合的的燃油系統(tǒng)統(tǒng)此為汽車環(huán)環(huán)保新技術術，可以有有效地控制制汽車的排排氣。該技技術已在北北美、歐洲洲和日本開開始應用于于汽車工業(yè)業(yè)。68(3)機外外凈化技術術機外凈化:是通過附設設在內燃機機外部的裝裝置對內燃燃機排出的的廢氣在進進人大氣之之前進行處處理，使廢廢氣中有害害成分的含含量進一步步降低。主要技術是是：在排氣氣系統(tǒng)中安安裝三元催化凈凈化器、微粒過濾器器等。目前國際上上通用的是是三元催化凈凈化裝置，采用能同同時完成CO、碳氫氫化合物的的氧化和NOx還原原反應的催催化劑，將將三種有害害物質一起起凈化。三元催化凈凈化器的凈凈化效率與與排氣中所所含碳氫化化合物、CO和NO，比例有有密切的關關系，因此此它要求內內燃機工作作時把空燃比精確控制在在理論空燃燃比附近，，以實現(xiàn)碳碳氫化合物物、CO和和NOx的的同時高效效凈化；這這種方法的的另一不足足之處是容容易鉛中毒毒以及對催催化劑性能能要求高。。因此要求求汽車必須須安裝電噴系統(tǒng)并且使用無鉛汽汽油。693．控制汽汽車排氣污污染的綜合合措施(1)實行行新的排放放標準為了切實執(zhí)執(zhí)行新的排排放標準，，目前急需需進行的工工作有：①建造安裝閉閉環(huán)電子燃燃油噴射系系統(tǒng)和三元元催化凈化化器的轎車車。②制訂油品品標準，生生產高質量量的燃油和和新型添加加劑。(2)研制制無污染新新型能源———燃料電電池(3)研制制新型發(fā)動動機技術———發(fā)動機機增壓和增增壓中冷技技術相結合合的燃油系系統(tǒng)(4)發(fā)展展地鐵、輕輕軌交通與與電車(5)加強強道路基礎礎建設及交