第五章_职业危害控制技术(二)

1、第五章 职业危害控制技术（二）主讲人：张静第二节 工业防毒技术n有害气体燃烧净化n有害气体冷凝净化n有害气体吸收净化n有害气体吸附净化一、有害气体燃烧净化n概念概念：用燃烧方法来销毁有毒有害气体、蒸气或烟尘，使之变成无毒物质的方法。n特点特点：仅能销毁那些可燃的或在高温下能分解的有毒气体与烟尘。n优点优点：最为彻底；可回收一部分热量。n缺点缺点：不能回收废弃中的有害物质；消耗一定的能源。n适用范围适用范围：有机溶剂蒸气及碳氢化合物；也可以用于消除烟和臭味。 1.燃烧净化技术的分类与应用特点n 直接燃烧法直接燃烧法：用高浓度高浓度的可燃有害废气当做燃料来燃烧。n 热力燃烧法热力燃烧法：把低浓度低

2、浓度的可燃有害气体提高到反映温度，使之氧化分解，销毁可燃成分。n 催化燃烧法催化燃烧法：利用催化剂催化剂使废气中的有害组分能在较低温度下迅速氧化分解。n例如：p直接燃烧的温度在1100以上；p热力燃烧的温度在760-820 以上；p催化燃烧的温度在200-400度即可。2.净化流程与设备结构n热力燃烧的流程与设备 温度和时间对可燃组分氧化速率的影响温度和时间对可燃组分氧化速率的影响2.净化流程与设备结构2.净化流程与设备结构n催化燃烧的流程与设备p催化燃烧，要先将废气预热混合均匀，然后通过催化剂层使废气中的可燃组分发生氧化放热反应。二、有害气体冷凝净化n概念概念：将蒸汽从空气中冷却凝结成液体并

3、加以回收利用。n特点特点：多用于从空气中回收有机溶剂的蒸气；常作为吸附、燃烧等净化技术的前处理措施。p例如沥青生产的尾气，先经冷凝回收，而后送去燃烧净化。n优点优点：所需设备和操作条件比较简单，回收的物质比较纯净。n缺点缺点：单独使用冷凝方法，不易达到工业卫生标准；冷凝器中的蒸汽可能处于爆炸极限。1.冷凝净化原理n从空气中冷凝蒸气的方法：p移去热量（冷却）：极限是冷却温度下的饱和蒸气压。p增加压力：以冷却法从空气中使蒸气凝成液体，其。2.冷凝设备n直接接触冷凝器p冷热两流体是以直接混合直接混合的方式进行热量交换的。p所用设备也比较简单，安装、操作均很方便。p常用于气体的冷却或含大量水蒸气的高湿

4、度废气的冷凝。p多以冷水为冷却剂，凝结的气体或溶解在水中，或形成与水不相溶的液体。p用水量大，一般用于有害物质不必回收，或不需专门处理即可排放的场合。2.冷凝设备2.冷凝设备n间壁式换热器p间壁式换热器的特点是冷热两流体间由传热壁面隔开，以使两种流体不相混合而完成热量传递的。p当换热器用于冷凝操作时，则称为冷凝器。三、有害气体吸收净化n 概念概念：根据混合气体中各组分在液体中溶解度的不同，有选择地清除某种气体组分的过程。n 特点特点：可用于分离混合气体（因为混合气体中各组分在溶剂中的溶解度不同）n 吸收类型吸收类型：p物理吸收物理吸收：易溶气体溶解在吸收剂中；易于解吸，溶剂(或吸收剂)易于再生

5、。p化学吸收化学吸收：易溶气体溶解后与溶剂或其他物体发生化学反应；效果好，应用广。吸收示意图吸收示意图1.吸收流程与设备n 吸收流程吸收流程p简单吸收简单吸收：吸收剂与混合气体进行一次接触；吸收液浓度低，一般不需回收。p循环吸收循环吸收：将塔底流出的吸收液用泵循环，使之与气体多次接触，至吸收液浓度达到规定时连续取出一部分送去加工处理，同时补充入相应数量的新鲜吸收剂。1.吸收流程与设备n 如处理气量较大，一个塔的尺寸过大，则可将几个小塔串联或并联组成一套吸收组。p如塔径太大，可将几个小塔并联起来使用；p如塔太高，则可将几个小塔串联起来使用。1.吸收流程与设备n 吸收设备吸收设备p填料塔：广泛用于

6、气体吸收或其他传质过程，以及气流和液流之间的反应过程。p板式塔：广泛用于吸收、降尘、降温、干燥等操作。n 选择塔型的一般原则：p根据物料性质特点选型。p根据吸收过程特点选型。p根据经济上的合理性选型。溶剂b 级式接触a a 微分接触图9-2 填料塔和板式塔气体溶剂气体2.填料塔n 填料填料是填料塔的重要构件，它的作用是分散气体和液体，形成和扩散传质面积。在填料完全润湿的情况下，它的表面积越大，两相传质面积越大。拉西环鲍尔环波纹网规整填料散堆填料四、有害气体的吸附净化n 根据被吸附的分子与固体表面分子之间作用力性质的不同，分为：p物理吸附（分子间引力）n无选择性n吸附作用力较弱n解吸容易（可逆）

7、n吸附、解吸速度快，不需要活化p化学吸附（生成表面化合物）n有选择性n吸附作用力较强n不易解吸（不可逆）n吸附、解吸速度慢，需要一定的活化能p物理吸附与化学吸附有时同时存在，或以某一种为主。四、有害气体的吸附净化n吸附剂的活性p单位体积（或质量）吸附剂所能附着的吸附质体积（或质量），体现吸附剂性能。n静活性 吸附剂的静活性是指气体混合物中吸附质在一定温度和一定浓度的情况下，达到吸附平衡时单位体积或质量吸附剂所能附着的最大量，静活性是在静态静态条件下测定的。n动活性 当气体混合物流动流动并通过吸附剂床层，吸附剂的吸附能力称为吸附剂的动活性。n动活性永远小于静活性，且受具体操作条件的影响。四、有害

8、气体的吸附净化n吸附剂的种类p活性炭n活性炭是许多具有吸附性能的碳基物质的总称。n活性炭的原料是几乎所有的含碳物质。如煤、木材、骨头、果核、坚硬的果壳以及废纸浆、废树脂等，将这些含碳物质在低于878K下进行炭化，再用水蒸气或热空气进行活化处理。还有用氯化锌、氯化镁、氯化钙、磷酸来代替热蒸汽作活化剂的。活性炭经过活化处理，比表面积一般可达7001000m2g，具有优异和广泛的吸附能力。四、有害气体的吸附净化p活性氧化铝。n活性氧化铝是将含水氧化铝(如铝土矿)在严格控制的加热速率下于773K加热制成的多孔结构的活性物质。n活性氧化铝是一种极性吸附剂，无毒，对水的吸附容量很大，常用于高湿度气体的吸湿

9、和干燥。它还用于多种气态污染物，如SO2、H2S、含氟废气、NOx以及气态碳氢化合物等废气的净化。n活性氧化铝机械强度好，可在移动床中使用，并可作催化剂的载体。n它对多数气体和蒸气是稳定的，浸入水或液体中不会溶胀或破碎。循环使用后其性能变化很小，因此使用寿命长。四、有害气体的吸附净化p硅胶n将水玻璃(硅酸钠)溶液用无机酸处理后所得凝胶，经老化、水洗去盐，于398408K下干燥脱水，即得到坚硬多孔的固体颗粒硅胶。n硅胶是一种无定形链状和网状结构的硅酸聚合物，其分子式为SiO2nH2O。硅胶的孔径分布均匀，亲水性极强，吸收空气中的水分可达自身质量的50，同时放出大量的热，使其容易破碎。硅胶在应用上

10、有很大一部分是用作吸湿剂(干燥剂)，在用作干燥剂时常加入氯化钴或溴化铜，以指示吸湿程度。n硅胶是一种极性吸附剂，可以用来吸附SO2、NOx等气体，但难于吸附非极性的有机物。硅胶还可用作催化剂的载体。四、有害气体的吸附净化p分子筛n分子筛自1756年从自然界发现到现在已陆续发现36种之多。这种天然分子筛是一种结晶的铝硅酸盐，因将其加热熔融时可起泡“沸腾”，因此又称沸石或泡沸石，又因其内部微孔能筛分大小不一的分子，其内部微孔能筛分大小不一的分子，故又名分子筛或沸石分子筛故又名分子筛或沸石分子筛。目前人工合成的沸石分子筛已超过百种。最常用的有A型、X型、Y型、M型和ZSM型等。 n分子筛与其他吸附剂相比有以下优点。 吸附选择性强。 吸附能力强。 在较高的温度下仍有较大的吸附能力四、有害气体的吸附净化n化学吸附p吸附质分子被吸附剂原子的剩余价键力固着在表面，这种力和分子中束缚原子的力有相同的性质。p化学吸附