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文檔簡(jiǎn)介

廢氣污染的預(yù)防措施及治理第一頁,共六十八頁,編輯于2023年,星期六目錄能量降級(jí)與熱力學(xué)第二定律軸功、各種熱效應(yīng)的計(jì)算有效能衡算和有效能效率熱力學(xué)分析的基本方法噪聲污染及控制目錄熱管、熱泵和夾點(diǎn)技術(shù)能量的合理利用穩(wěn)流體系熱力學(xué)第一定律廢水處理方法、技術(shù)和流程廢固處理及利用廢氣污染的預(yù)防措施及治理第二頁,共六十八頁,編輯于2023年,星期六廢氣污染的

預(yù)防措施及治理

第三頁,共六十八頁,編輯于2023年,星期六

大氣污染防治及化工廢氣治理了解大氣與生命的關(guān)系大氣的結(jié)構(gòu)一、大氣結(jié)構(gòu)與組成散逸層暖層中間層平流層對(duì)流層大氣垂直方向上分層第四頁,共六十八頁,編輯于2023年,星期六水汽干燥空氣(主要成分為氮、氧和氬)懸浮微粒大氣組成大氣的組成:

恒定組分:N2、O2、Ar

可變組分:CO2、H2O

不定組分:H2S、SOx、NOx

第五頁,共六十八頁,編輯于2023年,星期六二、大氣與生命的關(guān)系空氣中的氮是重要的生命元素。氮在空氣中以分子氮形式存在,含量雖大,卻不能為多數(shù)生物直接利用。

第六頁,共六十八頁,編輯于2023年,星期六掌握化工廢氣來源與危害大氣污染通常是指由于人類活動(dòng)和自然過程引起某種物質(zhì)進(jìn)入大氣中,呈現(xiàn)出足夠的濃度,達(dá)到了足夠的時(shí)間并因此而危害了人體的舒適、健康和福利或危害了環(huán)境的現(xiàn)象。

第七頁,共六十八頁,編輯于2023年,星期六局部地區(qū)污染區(qū)域大氣污染廣域大氣污染全球大氣污染按污染的范圍分類第八頁,共六十八頁,編輯于2023年,星期六一、廢氣污染物的來源與分類燃料燃燒工業(yè)生產(chǎn)過程農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程交通運(yùn)輸過程第九頁,共六十八頁,編輯于2023年,星期六第十頁,共六十八頁,編輯于2023年,星期六大氣污染物分類:

依照與污染源的關(guān)系:分一次(如SO2)和二次污染物(如酸雨)大氣中五大污染物

顆粒污染物(TotalSuspendedParticle,簡(jiǎn)稱TSP)

粉塵霧塵塵粒煤塵煙塵第十一頁,共六十八頁,編輯于2023年,星期六

氣態(tài)污染物

SOx(H2S):以SO2數(shù)量最大,危害最大。NOx(NH3):種類較多。COx:主要燃燒和呼吸釋放。CH:主要指有機(jī)廢氣,如烴、醇、酮、酯、胺等。

鹵素化合物:主要是含氯化合物及含氟化合物。二次污染物一次污染物:SO2+煤塵.濕度大,氣溫低倫敦型煙霧濃度可達(dá)4.5mg/m3

二次污染物:硫酸霧和硫酸鹽氣溶膠洛杉磯型煙霧:NOx+CH+h工業(yè)型光化學(xué)煙霧:NOx+CH+h+重金屬顆粒+酸霧。第十二頁,共六十八頁,編輯于2023年,星期六二、主要廢氣污染物及其危害1.碳氧化物一氧化碳——無色、無臭、無味的氣體,當(dāng)人們吸入CO時(shí),它與血紅蛋白結(jié)合。——是城市大氣中數(shù)量最多的污染物,碳?xì)浠衔锶紵煌耆荂O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。第十三頁,共六十八頁,編輯于2023年,星期六二氧化碳——含碳物質(zhì)完全燃燒的產(chǎn)物,也是動(dòng)物呼吸排出的廢氣。它本身無毒,對(duì)人體無害,但其含量>8%時(shí)會(huì)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(gè)問題稱之為“溫室效應(yīng)”。所以聯(lián)合國(guó)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(duì)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。第十四頁,共六十八頁,編輯于2023年,星期六2.硫的氧化物(SO2或SO3

)SO2——具有強(qiáng)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(shí),這三者的協(xié)同作用對(duì)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(qiáng)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(shí),會(huì)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。第十五頁,共六十八頁,編輯于2023年,星期六3.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(jī)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。第十六頁,共六十八頁,編輯于2023年,星期六影響——對(duì)人類的影響當(dāng)空氣中的NO2含量達(dá)150mL/m3時(shí),對(duì)人的呼吸器官有強(qiáng)烈的刺激,3~8小時(shí)會(huì)發(fā)生肺水腫,可能引起致命的危險(xiǎn)。——對(duì)森林和作物生長(zhǎng)的影響NOX通過葉表面的氣孔進(jìn)入植物活體組織后,干擾了酶的作用,阻礙了各種代謝機(jī)能;有毒物質(zhì)在植物內(nèi)還會(huì)進(jìn)一步分解或參與合成過程,產(chǎn)生新的有害物質(zhì),侵害機(jī)體內(nèi)的細(xì)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(yíng)養(yǎng)循環(huán);與臭氧結(jié)合損害樹的細(xì)胞膜,破壞光合作用;酸霧還會(huì)降低樹木的抗嚴(yán)寒和干燥的能力。——對(duì)全球氣候的影響氮氧化物和二氧化碳引起“溫室效應(yīng)”,使地球氣溫上升1.5~4.5℃,造成全球性氣候反常。第十七頁,共六十八頁,編輯于2023年,星期六4.碳?xì)浠衔?/p>

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(yùn)輸消耗(8.8%)、提煉廢物(7.1%)。美國(guó)排放碳?xì)浠衔镎伎偖a(chǎn)量的比例高達(dá)34%,其中半數(shù)以上來自交通運(yùn)輸。汽車排放的碳?xì)浠衔镏饕袃深悾簾N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?xì)浠衔飳?duì)人的毒性不大,主要是醛類物質(zhì)具有刺激性。對(duì)大氣的最大影響是碳?xì)浠衔镌诳諝庵蟹磻?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?xì)浠衔飶拇髿庵腥コ耐緩街饕型寥牢⑸锘顒?dòng),植被的化學(xué)反應(yīng)、吸收和消化,對(duì)流層和平流層化學(xué)反應(yīng),以及向顆粒物轉(zhuǎn)化等。第十八頁,共六十八頁,編輯于2023年,星期六5.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(fēng)化的灰塵、宇宙降塵、海浪飛逸的鹽粒、各種微生物、細(xì)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(dòng)的場(chǎng)所如廠礦、城市等,它增加了人類周圍環(huán)境的大氣負(fù)擔(dān)。第十九頁,共六十八頁,編輯于2023年,星期六第二十頁,共六十八頁,編輯于2023年,星期六三、化工廢氣的特點(diǎn)1423污染物濃度高污染面廣,危害性大組成復(fù)雜化工廢氣的特點(diǎn)種類繁多第二十一頁,共六十八頁,編輯于2023年,星期六掌握氣態(tài)污染物的治理一、常用的氣態(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第二十二頁,共六十八頁,編輯于2023年,星期六

1.吸收法

定義:采用適當(dāng)?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(duì)有害氣體吸收能力強(qiáng);——沸點(diǎn)要適宜,熱穩(wěn)定性高,粘度及腐蝕性要小,價(jià)廉易得。第二十三頁,共六十八頁,編輯于2023年,星期六

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(diǎn)的各種廢氣時(shí),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(shí),多采用化學(xué)吸收法進(jìn)行?!话悴捎媚媪鞑僮?,被吸收的氣體由下向上流動(dòng),吸收劑由上而下流動(dòng),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。第二十四頁,共六十八頁,編輯于2023年,星期六

吸收法優(yōu)缺點(diǎn)——優(yōu)點(diǎn):設(shè)備簡(jiǎn)單、捕集效率高、應(yīng)用范圍廣、一次性投資低等特點(diǎn),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。——缺點(diǎn):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(duì)吸收液進(jìn)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?zé)煔鈺r(shí),必須對(duì)排氣進(jìn)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。第二十五頁,共六十八頁,編輯于2023年,星期六典型廢氣的治理技術(shù)

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

第二十六頁,共六十八頁,編輯于2023年,星期六亞硫酸鉀(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(dá)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)

第二十七頁,共六十八頁,編輯于2023年,星期六第二十八頁,共六十八頁,編輯于2023年,星期六第二十九頁,共六十八頁,編輯于2023年,星期六WL法的優(yōu)點(diǎn)

吸收液可循環(huán)使用,吸收劑損失少;吸收液對(duì)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(fù)荷范圍大,可以連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn);基建投資和操作費(fèi)用較低,可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作。WL法的缺點(diǎn)

必須將吸收液中可能含有的Na2SO4去除掉,否則會(huì)影響吸收速率;另外吸收過程中會(huì)有結(jié)晶析出而造成設(shè)備堵塞。第三十頁,共六十八頁,編輯于2023年,星期六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第三十一頁,共六十八頁,編輯于2023年,星期六用純堿溶液作為吸收劑(雙堿法)2Na2CO3+SO2+H2O→2NaHCO3+Na2SO32NaHSO3+SO2→Na2SO3+2CO2+H2ONa2SO3+SO2+H2O→2NaHSO3再生過程的反應(yīng)為2NaHSO3+CaCO3→2NaHCO3+CaSO3·1/2H2O↓+CO2↑+1/2H2O2NaHSO3+Ca(OH)2→Na2SO3+CaSO3·1/2H2O↓+3/2H2O2CaSO3·1/2H2O+O2+3H2O→2CaSO3·2H2O第三十二頁,共六十八頁,編輯于2023年,星期六另一種雙堿法是采用堿式硫酸鋁[Al2(SO4)3·xAl2O3]作吸收劑,吸收SO2后再氧化硫酸鋁,然后用石灰石與之中和再生出堿性硫酸鋁循環(huán)使用,并得到副產(chǎn)品石膏。其反應(yīng)過程是:吸收反應(yīng):Al2(SO4)3·Al2O3+3SO2→Al2(SO4)3·Al2(SO3)3氧化反應(yīng):2Al2(SO4)3·Al2(SO3)3+3O2→4Al2(SO4)3中和反應(yīng):

Al2(SO4)3+3CaCO3+6H2O→Al2(SO4)3·Al2O3+3CaSO4·2H2O+3CO2↑第三十三頁,共六十八頁,編輯于2023年,星期六第三十四頁,共六十八頁,編輯于2023年,星期六第三十五頁,共六十八頁,編輯于2023年,星期六氨液吸收法

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)2SO3+H2O+SO2→2NH4HSO3

當(dāng)NH4HSO3比例增大,吸收能力降低,須補(bǔ)充氨將亞硫酸氫銨轉(zhuǎn)化為亞硫酸銨,即進(jìn)行吸收液的再生:NH3+NH4HSO3→(NH4)2SO3此外還需引出一部分吸收液,可以采用氨-硫酸銨法和氨-亞硫酸銨法等方法進(jìn)行回收硫酸銨或亞硫酸銨等副產(chǎn)品。第三十六頁,共六十八頁,編輯于2023年,星期六①氨-硫酸銨法。將吸收液通過過量的硫酸進(jìn)行分解,再用氨進(jìn)行中和以獲得硫酸銨,同時(shí)制得SO2氣體。反應(yīng)如下:(NH4)2SO3+H2SO4→(NH4)2SO4+SO2+H2ONH4HSO3+H2SO4→(NH4)2SO4+2SO2+2H2OH2SO4+NH3→(NH4)2SO4②氨-亞硫酸銨法。此法是將吸收液引入混合器內(nèi),加入氨中和,將亞硫酸氫銨轉(zhuǎn)化為亞硫酸銨,直接去結(jié)晶,分離出亞硫酸銨產(chǎn)品。此法不必使用硫酸,投資少,設(shè)備簡(jiǎn)單。第三十七頁,共六十八頁,編輯于2023年,星期六第三十八頁,共六十八頁,編輯于2023年,星期六第三十九頁,共六十八頁,編輯于2023年,星期六液相催化氧化吸收法(千代田法)

此法是以含F(xiàn)e3+催化劑的濃度為2%~3%稀硫酸溶液作吸收劑,直接將SO2氧化成硫酸。吸收液一部分回吸收塔循環(huán)使用,另一部分與石灰石反應(yīng)生成石膏。故此法也稱稀硫酸-石膏法。反應(yīng)如下:2SO2+O2+2H2O→2H2SO4H2SO4+CaCO3+H2O→CaSO4·2H2O↓+CO2↑第四十頁,共六十八頁,編輯于2023年,星期六第四十一頁,共六十八頁,編輯于2023年,星期六優(yōu)點(diǎn)簡(jiǎn)單,操作容易,不需特殊設(shè)備和控制儀表,能適應(yīng)操作條件的變化,脫硫率可達(dá)98%,投資和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用較低。缺點(diǎn)稀硫酸腐蝕性較強(qiáng),必須采用合適的防腐材料。同時(shí),所得稀硫酸濃度過低,不便于運(yùn)輸和使用。第四十二頁,共六十八頁,編輯于2023年,星期六金屬氧化物吸收法此法是用MgO、ZnO、MnO2、CuO等金屬氧化物的堿性水化物漿液作為吸水劑。吸收SO2后的溶液中含有亞硫酸鹽、亞硫酸氫鹽和氧化產(chǎn)物硫酸鹽,它們?cè)谳^高溫度下分解并再生出濃度較高的SO2氣體。現(xiàn)以MgO為例進(jìn)行介紹,稱作氧化鎂法。吸收過程反應(yīng)MgO+H2O——Mg(OH)2Mg(OH)2+SO2+5H2O——MgSO3·6H2OMgSO3

+6H2O+SO2——

Mg(HSO3)2

+5H2OMg(HSO3)2+Mg(OH)2

+10H2O——2MgSO3·6H2O第四十三頁,共六十八頁,編輯于2023年,星期六若煙氣中O2過量時(shí)Mg(HSO3)2

+O2

+6H2O——2MgSO4·7H2O+SO2MgSO3+O2+7H2O——MgSO4·7H2O干燥過程反應(yīng)MgSO3·6H2O——

MgSO3+6H2OMgSO4·7H2O——

MgSO4+7H2O分解過程反應(yīng)MgSO3

——

MgO+SO2↑MgSO4

+C——

MgO+SO2↑+CO2↑我國(guó)的氧化鎂(菱苦土)資源豐富,該法在我國(guó)有發(fā)展前途。第四十四頁,共六十八頁,編輯于2023年,星期六海水吸收法該法是近年來發(fā)展起來的一項(xiàng)新技術(shù),它利用海水中和煙氣中的SO2,經(jīng)反應(yīng)生成可溶性的硫酸鹽排回大海。海水pH為8.0~8.3,所含碳酸鹽對(duì)酸性物質(zhì)有緩沖作用,海水吸收SO2生成的產(chǎn)物是海洋中的天然成分,不會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。海水脫硫的主要反應(yīng)是SO2

+H2O+O2——SO42-+H+HCO3-+H+

——

H2O+CO2海水脫硫工藝依靠現(xiàn)場(chǎng)的自然堿度,產(chǎn)生的硫酸鹽完全溶解后返回大海,無固體生成物;所需設(shè)備少,運(yùn)行簡(jiǎn)單。但此法只能在海洋地區(qū)使用,有一定的局限性。第四十五頁,共六十八頁,編輯于2023年,星期六尿素吸收法此法是用尿素溶液作吸收劑,pH=5~9,SO2的去除率與其在煙氣中的濃度無關(guān),吸收液可回收硫酸銨。其反應(yīng)如下:SO2

+O2

+CO(NH2)2

+H2O——

(NH4)2SO4+CO2此法可同時(shí)去除NOx,去除率大于95%。NO+NO2

+CO(NH2)2

——H2O+CO2

+N2尿素吸收SO2

工藝由俄羅斯門捷列夫化學(xué)工藝學(xué)院開發(fā),SO2

去除率可達(dá)100%。第四十六頁,共六十八頁,編輯于2023年,星期六

NOx廢氣的吸收法治理水吸收法1稀硝酸吸收法

2堿性溶液吸收法3還原吸收法4氧化吸收法

5第四十七頁,共六十八頁,編輯于2023年,星期六水吸收法NO2或N2O4與水接觸,發(fā)生以下反應(yīng):2NO2

(或N2O4)+H2O→HNO3+HNO22HNO2→H2O+NO+NO2

(或1/2N2O4

)2NO+O2→2NO2

(或N2O4

)水對(duì)氮氧化物的吸收率很低,主要是由一氧化氮被氧化成二氧化氮的速度決定。當(dāng)一氧化氮濃度高時(shí),吸收速率有所提高。一般水吸收法的效率為30%~50%。此法制得濃度為5%~10%的稀硝酸,可用于中和堿性污水,作為廢水處理的中和劑,也可用于生產(chǎn)化肥等。另外,此法是在588~686KPa的高壓下操作,操作費(fèi)及設(shè)備費(fèi)均較高。第四十八頁,共六十八頁,編輯于2023年,星期六稀硝酸吸收法此法是用30%左右的稀硝酸作為吸收劑,先在20℃和1.5×105Pa壓力下,NOX被稀硝酸進(jìn)行物理吸收,生成很少硝酸;然后將吸收液在30℃下用空氣進(jìn)行吹脫,吹出NOX后,硝酸被漂白;漂白酸經(jīng)冷卻后再用于吸收NOX

。由于氮氧化物在漂白稀硝酸中的溶解度要比在水中的溶解度高,一般采用此法NOX的去除率可達(dá)80%~90%。第四十九頁,共六十八頁,編輯于2023年,星期六第五十頁,共六十八頁,編輯于2023年,星期六堿性溶液吸收法此法的原理是利用堿性物質(zhì)來中和所生成的硝酸和亞硝酸,使之變?yōu)橄跛猁}和亞硝酸鹽。使用的吸收劑主要有氫氧化鈉、碳酸鈉和石灰乳等。燒堿作吸收劑:2NaOH+2NO→NaNO3+NaNO2+H2O2NaOH+2NO2+NO→2NaNO2+H2O該法氮氧化物的脫除率可以達(dá)到80%~90%。純堿作吸收劑:NaCO3+2NO2→NaNO3+NaNO2+CO2↑NaCO3+NO2+NO→2NaNO3+CO2↑該法氮氧化物的脫除率約為70%~80%。氨水作吸收劑:2NO2+NH3→NH4NO3+N2+H2O2NO+1/2O2+2NH3→NH4NO3+N2+H2O該法氮氧化物的脫除率可達(dá)90%。第五十一頁,共六十八頁,編輯于2023年,星期六還原吸收法此法是利用氯的氧化能力與氨的中和還原能力治理氮氧化物,稱氯-氨法。其反應(yīng)是2NO+Cl2

——2NOClNOCl+2NH3——NH4Cl+N2↑+H2O2NO2

+NH3——NH4NO3+N2↑+H2O此種方法NOx的去除率比較高,可達(dá)80%~90%,產(chǎn)生的N2對(duì)環(huán)境也不存在污染問題。但是,由于同時(shí)還有氯化銨及硝酸銨產(chǎn)生,呈白色煙霧,需要進(jìn)行電除塵分離,使本方法的推廣使用受到限制。第五十二頁,共六十八頁,編輯于2023年,星期六氧化吸收法用氧化劑先將NO氧化成NO2,然后再用吸收液加以吸收。例如日本的NE法是采用堿性高錳酸鉀溶液作為吸收劑。其反應(yīng)是:KMnO4+NO→KNO3+MnO2↓3NO2+KMnO4+2KOH→3KNO3+H2O+MnO2↓此法NOX去除率達(dá)93%~98%。這類方法效率高,但運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用也比較高??傊?,盡管有許多物質(zhì)可以作為吸收NOX的吸收劑,使含NOX廢氣的治理可以采用多種不同的吸收方法,但從工藝、投資及操作費(fèi)用等方面綜合考慮,目前較多的還是堿性溶液吸收和氧化吸收這兩種方法。第五十三頁,共六十八頁,編輯于2023年,星期六

2.吸附法

定義:使廢氣與大表面多孔性固體物質(zhì)相接觸,使廢氣中的有害組分吸附在固體表面上,使其與氣體混合物分離,從而達(dá)到凈化的目的。

吸附劑:具有吸附作用的固體物質(zhì)

吸附劑的選擇:——大的比表面積和孔隙率;——良好的選擇性;——吸附能力強(qiáng),吸附容量大;——易于再生;機(jī)械強(qiáng)度大,化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng),熱穩(wěn)定性好,耐磨損,壽命長(zhǎng);——價(jià)廉易得。第五十四頁,共六十八頁,編輯于2023年,星期六

吸附質(zhì)——被吸附的氣體組分脫附——吸附過程是可逆的過程,在吸附質(zhì)被吸附的同時(shí),部分已被吸附的吸附質(zhì)分子還可因分子的熱運(yùn)動(dòng)而脫離固體表面回到氣相中去。吸附平衡——吸附與脫附速度相等時(shí)。第五十五頁,共六十八頁,編輯于2023年,星期六第五十六頁,共六十八頁,編輯于2023年,星期六適用范圍——吸附凈化法的凈化效率高,特別是對(duì)低濃度氣體仍具有很強(qiáng)的凈化能力。吸附法常常應(yīng)用于排放標(biāo)準(zhǔn)要求嚴(yán)格或有害物濃度低,用其它方法達(dá)不到凈化要求的氣體凈化。缺點(diǎn)——但是由于吸附劑需要重復(fù)再生利用,以及吸附劑的容量有限,使得吸附方法的應(yīng)用受到一定的限制,如對(duì)高濃度廢氣的凈化,一般不宜采用該法,否則需要對(duì)吸附劑頻繁進(jìn)行再生,即影響吸附劑的使用壽命,同時(shí)會(huì)增加操作費(fèi)用及操作上的繁雜程序。第五十七頁,共六十八頁,編輯于2023年,星期六

3.催化法定義:——利用催化劑的催化作用,將廢氣中的有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)或易于去除的物質(zhì)的一種廢氣治理技術(shù)。優(yōu)點(diǎn):——無需將污染物與主氣流分離,可直接將有害物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o害物質(zhì),這不僅可避免產(chǎn)生二次污染,而且可簡(jiǎn)化操作過程?!送猓幚淼臍怏w污染物的初始濃度都很低,反應(yīng)的熱效應(yīng)不大,一般可以不考慮催化床層的傳熱問題,從而大大簡(jiǎn)化催化反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)。缺點(diǎn):——催化劑價(jià)格較高,廢氣預(yù)熱需要一定的能量,即需添加附加的燃料使得廢氣催化燃燒。第五十八頁,共六十八頁,編輯于2023年,星期六催化劑的特點(diǎn):①催化劑只能縮短反應(yīng)到平衡的時(shí)間,而不能使平衡移動(dòng),更不可能使熱力學(xué)上不可發(fā)生的反應(yīng)進(jìn)行。②催化劑性能具有選擇性,即特定的催化劑只能催化特定的反應(yīng)。③每一種都有它的特定活性溫度范圍。低于活性溫度,反應(yīng)速度慢,催化劑不能發(fā)揮作用;高于活性溫度,催化劑會(huì)很快老化甚至被燒壞。④每一種催化劑都有中毒、衰老的特性。根據(jù)活性、選擇性、機(jī)械強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性及經(jīng)濟(jì)性等來篩選催化劑是催化凈化有害氣體的關(guān)鍵。常用的催化劑——一般為金屬鹽類或金屬,如釩、鉑、鉛、鎘、氧化銅、氧化錳等物質(zhì)。載在具有巨大表面積的惰性載體上,典型的載體為氧化鋁、鐵礬土、石棉、陶土、活性炭和金屬絲等。第五十九頁,共六十八頁,編輯于2023年,星期六

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