大气污染物治理技术简介

§4大气污染物治理技术简介引言4.1颗粒污染物的治理技术4.2气态污染物的治理技术4.3汽车废气治理小结1引言大气污染的防治是一个庞大的系统工程，基本的思想是采用法律、行政、经济和工程技术相结合的措施进行综合防治。从整个区域大气污染状况出发，统一规划、合理布局，综合应用各种防治污染的措施，充分利用环境的自净能力，从而有效控制大气污染。最后，应用技术措施控制大气污染，主要包括以下几个方面：2（1）改善能源结构，积极开发新能源和可再生能源，如太阳能、风能、生物质能、海洋能、小水电及地热能等。（2）提高能源的利用率，对燃料进行预处理，推广清洁煤技术。图4.8燃煤蒸汽电厂的大气污染控制系统（3）实行清洁生产，推广循环经济。包括改革生产工艺，优先采用无污染或少污染的工艺路线、原料路线和设备；加强企业管理开展综合利用，企业内部或各企业间相互利用原材料和废弃物实现废物资源化、产品化，减少污染物的排放。（4）对烟气进行净化处理。

3图a燃煤蒸汽电厂的大气污染控制系统4大气污染已是一种非常广泛的污染，遍布我们生活的各个角落，大气污染物按其存在状态分为颗粒污染物和气态污染物，对于这些污染物我们采用何种处理技术和方法进行处理？其原理如何？5§4大气污染物治理技术简介4.1颗粒污染物的治理技术

从废气中将颗粒物分离出来并加以捕集、回收的过程称为除尘。实现上述过程的设备装置称为除尘器。6（一）除尘装置的技术性能技术指标常以气体处理量、净化效率、压力损失等参数表示。经济指标则包括设备费，运行费、占地面积等内容。71．烟尘的浓度表示（1）烟尘的个数浓度单位气体体积中所含烟尘颗粒的个数，称为个数浓度，单位为个/cm3，在粉尘浓度极低时用此单位。

（2）烟尘的质量浓度每单位标准体积含尘气体中悬浮的烟尘质量数，称为质量浓度，单位g/Nm3。82．除尘装置的处理量该项指标表示的是除尘装置在单位时间内所能处理烟气量的大小，是表明装置处理能力大小的参数，烟气量一般用体积流量表示（Nm3/h，Nm3/s）。93．除尘装置的效率除尘装置的效率是代表装置捕集粉尘效果的重要指标，也是选择、评价装置的最主要的参数。（1）除尘装置的总效率（除尘效率）

除尘装置的总效率是指在同一时间内，由除尘装置除下的粉尘量与进入除尘装置的粉尘量的百分比，常用符号表示。总效率所反映的实际上是装置净化程度的平均值，它是评定装置性能的重要技术指标。10（2））除尘尘装置置的分分级效效率说明对对某一一粒径径范围围粒子子的去去除能能力（3））除尘尘装置置的通通过率率（除除尘效效果））（4））多级级除尘尘效率率11(二））除尘尘装置置的分分类与与除尘尘原理理1．除除尘装装置的的分类类2．各各类除除尘装装置的的除尘尘原理理121．除除尘装装置的的分类类是否使使用水水或其其他液液体可可分为为湿式除除尘器器、干干式除除尘器器。按效率率的高高低分分：高效效除尘尘器、、中效效除尘尘器和和低效效除尘尘器。。13根据除除尘机机制分分四类类:机械式式除尘尘器过滤式式除尘尘器湿式除除尘器器静电除除尘器器。142．各各类除除尘装装置的的除尘尘原理理（1））机械械式除除尘器器机械式式除尘尘器是是通过过质量量力的的作用用达到到除尘尘目的的的除除尘装装置。。质量量力包包括重重力、、惯性性力和和离心心力，，主要要除尘尘器形形式为为重力沉沉降室室，惯性除除尘器器和旋风除除尘器器等。15①重力力沉降降室除除尘原原理重力沉沉降室室是利利用粉粉尘与与气体体的密密度不不同，，使含含尘气气体中中的尘尘粒依依靠自自身的的重力力从气气流中中自然然沉降降下来来，达达到净净化目目的的的一种种装置置。164-1重重力力沉降降室示示意图图图4.9单单层层重力力沉降降室工工作原原理图图4.10多多层重重力沉沉降室室17②惯性性除尘尘器的的除尘尘原理理利用粉粉尘与与气体体在运运动中中的惯惯性力力不同同，使使粉尘尘从气气流中中分离离出来来的方方法为为惯性性力除除尘，，常用用方法法是使使含尘尘气流流冲击击在挡挡扳上上、气气流方方向发发生急急剧改改变，，气流流中的的尘粒粒惯性性较大大，不不能随随气流流急剧剧转弯弯，便便从气气流中中分离离出来来。184-2惯惯性性除尘尘器除除尘原原理示示意图图19③离心心式除除尘器器的工工作原原理使含尘尘气流流沿某某一定定方向向作连连续的的旋转转运动动，粒粒子在在随气气流旋旋转中中获得得离心心力，，使粒粒子从从气流流中分分离出出来的的装置置为离离心式式除尘尘器，，也称称为旋旋风除除尘器器。204-3旋旋风风除尘尘器工工作原原理示示意图图21（2））过滤滤式除除尘器器的滤滤尘原原理过滤式式除尘尘是使使含尘尘气体体通过过多孔孔滤料料，把把气体体中的的尘粒粒截留留下来来，使使气体体得到到净化化的方方法。。按滤滤尘方方式有有内部部过滤滤与外外部过过滤之之分。。22袋式除除尘器器的除除尘机机制筛分作作用惯性碰碰撞作作用扩散作作用静电作作用重力沉沉降作作用234-4机机械械清灰灰袋式式除尘尘器24（3））湿式式除尘尘原理理湿式除除尘也也称为为洗涤涤除尘尘。该该方法法是用用液体体（一一般为为水））洗涤涤含尘尘气体体，使使尘粒粒与液液膜、、液滴滴或气气泡碰碰撞而而被吸吸附，，凝集集变大大，尘尘粒随随液体体排出出，气气体得得到净净化。。25湿式除除尘器器的作作用机机理①惯性性碰撞撞②扩散散作用用③凝聚聚作用用粘附26图4-5即即为为喷淋淋洗涤涤装置置的示示意图图图4.16文文丘里里洗涤涤除尘尘器图4.17填填料塔塔洗涤涤器27湿式除除尘器器的特特点结构简简单，，造价价低，，除尘尘效率率高，，在处处理高高温、、易燃燃、易易爆气气体时时安全全性好好，在在除尘尘的同同时还还可去去除气气体中中的有有害物物。湿湿式除除尘器器的不不足是是用水水量大大，易易产生生腐蚀蚀性液液体，，产生生的废废液或或泥浆浆需进进行处处理，，并可可能造造成二二次污污染。。在寒寒冷地地区和和季节节，易易结冰冰。28（4））静电电除尘尘原理理是利用用高压压电场场产生生的静静电力力（库库仑力力）的的作用用实现现固体体粒子子或液液体粒粒子与与气流流分离离的方方法。。含尘尘气体体进入入除尘尘器后后，通通过以以下三三个阶阶段实实现尘尘气分分离。。①粒子子荷电电②②粒子子沉降降③粒粒子清清除29图4-6管管式式电除除尘器器的示示意图图平板电电除尘尘器单管电电除尘尘器301．除除尘装装置的的选择择原则则除尘器器的整整体性性能主主要是是用三三个技技术指指标（（处理理气体体量、、压力力损失失、除除尘效效率））和三三个经经济指指标（（一次次投资资、运运转管管理费费用，，占地地面积积及使使用寿寿命））来衡衡量。。(三））除尘尘装置置的选选择31考虑因因素（1））需达达到的的除尘尘效率率（2））设备备运行行条件件（3））经济济性（4））占地地面积积及空空间的的大小小。（5））设备备操作作要求求及使使用寿寿命。。（6））其他他因素素322．除除尘装装置的的性能能比较较334.2气气态污污染物物的治治理技技术吸收法法吸附法法催化转转化法法燃烧法法冷凝法法(一））气态态污染染物的的治理理方法法341．吸吸收法法当气-液相相接触触时，，利用用气体体中的的不同同组分分在同同一液液体中中的溶溶解度度不同同，可可使气气体中中的一一种或或数种种溶解解度大大的组组分进进入到到液相相中，，使气气相中中各组组分相相对浓浓度发发生改改变，，气体体即可可得到到分离离净化化，这这个过过程称称为吸吸收。。吸收剂剂，吸收质质，吸收液液。物理吸吸收与化学吸吸收35吸收剂剂、吸吸收质质、吸吸收液液在吸收收中，，用来来吸收收气体体中有有害组组分的的液体体叫做做吸收剂剂，被吸吸收的的气体体组分分称为为吸收质质，而吸吸收了了吸收收质后后的液液体叫叫做吸收液液。36吸收法法的特特点吸收法法具有有设备备简单单、捕捕集效效率高高、应应用范范围广广、一一次性性投资资低等等特点点。但但由于于吸收收是将将气体体中的的有害害物质质转移移到了了液体体中，，因此此对吸吸收液液必须须进行行处理理，否否则容容易引引起二二次污污染。。此外外，由由于吸吸收温温度越越低吸吸收效效果越越好，，因此此在处处理高高温烟烟气时时，必必须对对排气气进行行降温温的预预处理理。372．吸附附法由于固体体表面上上存在着着未平衡衡和未饱饱和的分分子引力力或化学学键力，，因此当当其与气气体接触触时，就就能吸引引气体分分子，使使浓集在在固体表表面并保保持其上上，这种种现象称称为吸附附。吸附剂，吸附质。吸附平衡衡，物理吸附附与化学吸附附。38吸附剂、、吸附质质具有吸附附作用的的固体物物质称为为吸附剂剂，被吸吸附的气气体组分分称为吸吸附质。。39吸附平衡衡吸附过程程是可逆逆过程，，在吸附附质被吸吸附的同同时，部部分已被被吸附的的吸附质质分子还还可因分分子的热热运动而而脱离固固体表面面回到气气相中去去，这种种现象称称为脱附附。当吸附速度度与脱附速度度相等时，就达到到了吸附附平衡，，达到平平衡时，，吸附剂剂丧失了了吸附能能力。40吸附法的的特点净化效率率高，对对低浓度度气体具具有很强强的净化化能力。。吸附剂剂活性炭、分子筛等，吸附附剂需进进行再生生，常用用的再生生方法有有升温脱附附、减压脱附附、吹扫脱附附等。413．催化化转化法法催化法净净化气态态污染物物是利用用催化剂剂的催化化作用，，使废气气中的有有害组分分发生化化学反应应并转化化为无害害物或易易于去除除物质的的一种方方法。42催化剂成成分①活性组组分②载体③助催化化剂43①活性组组分是催化剂剂对某一一反应是是否具有有加速作作用的关关键组分分。44②载体是分散、、负载活活性组分分的支撑撑物，能能加大催催化剂的的反应表表面并改改善催化化剂的使使用性能能。45③助催化化剂是改善催催化剂活活性及热热稳定等等性能的的填加物物。46催化方法法的特点点净化效率率较高，，受废气气中污染染物浓度度影响较较小，无无需将污污染物与与主气流流分离，，避免了了二次污污染。但但催化剂剂价格较较贵，操操作要求求较高，，废气中中的有害害物质很很难作为为有用物物质进行行回收等等。474．燃烧烧法燃烧是伴伴随有光光和热的的激烈化化学反应应过程，，在有氧氧存在的的条件下下，当混混合气体体中可燃燃组分浓浓度在燃燃烧极限限范围浓浓度以内内时，一一经明火火点燃，，可燃组组分即可可进行燃燃烧。特点：工工艺简单单，操作作方便，，可回收收热量，，但不能能回收有有用物质质，易造造成二次次污染。。485．冷凝凝法在不同温温度下具具有不同同的饱和和蒸汽压压，采用用降低废废气温度度或提高高废气压压力的方方法，使使一些易易于凝结结的有害害气体或或蒸汽态态的污染染物冷凝凝成液体体并从废废气中分分离出来来。冷凝法对对废气的的净化程程度与冷冷却温度度有关，，冷却温温度愈低低，对易易凝结组组分的清清除程度度愈高。。491．低浓浓度SO2废气的治治理目前常用用的脱除除SO2的方法有有抛弃法和回收法两种。按照作用用原理分分为：（1）湿湿法（2）干干法(二）典典型气态态污染物物的治理理50烟气脱硫硫A、脱硫硫过程的的难点（（1））烟气成成分复杂杂，烟气气中含有有大量粉粉尘。（（2））要求的的净化效效率高。。

（3）脱硫硫渣卖不不出去，，内部无无经济效效益。石灰石/石膏烟烟气脱硫硫工艺示示意图51B、曾经经遇到的的困难（1）腐腐蚀，Cl的腐腐蚀引出出一部分分外排，，减少腐腐蚀。（（2））Ca的的结垢，，沉积CaSO4加入添加加剂。（（3））除雾器器堵塞，，有雾沫沫夹带造造成。（（4））低的利利用率。。

（5）气固固分离。。

（6）脱硫硫渣的利利用。（（7））控制pH，需需碱量大大。52控制SO2的方法控制二氧氧化硫的的基本方方法可分分为：燃烧前（（燃料））脱硫、燃烧中脱脱硫及燃烧后脱脱硫。由于技技术、经经济等方方面的原原因，目目前其中中以烟气气脱硫为为主要方方法。最好是控控制煤及及其它燃燃料的含含硫量，，因处理理的气量量很大，，则压降降很大，，所以动动力消耗耗很大。。控制SO2的排放的的方法选选择：考虑三方方面：系系统设备备、脱硫硫剂消费费、电力力消费53抑制脱硫硫技术发发展的几几个原因因：（1）CO2酸性气；；（2）需需碱量；；（3）脱脱硫废渣渣；（4）高高的能耗耗。542．含NOx废废气的治治理（1）吸吸收法氧化吸收收法、硝硝酸吸收收法、碱碱液吸收收法（2）吸吸附法固定床吸吸附器、、移动床床吸附器器和流化化床吸附附器（3）催催化还原原法55（3）催催化还原原法在催化剂剂的作用用下，用用还原剂剂将废气气中的NOx还还原为无无害的N2和H2O的方法法称为催催化还原原法。①非选择择性催化化还原②选择性性催化还还原还有催化化分解和和热炭层层法等。。56①非选择择性催化化还原在催化剂剂的作用用下，还还原剂不不加选择择地与废废气中的的NOx与O2同时发生生反应。。作为还还原剂气气体可用用H2和CH4等。该该法由由于存存在着着与O2的反应应过程程，放放热量量大，，因此此在反反应中中必须须使还还原剂剂过量量并严严格控控制废废气中中的氧氧含量量。NSCR工工艺流流程图图57②选择择性催催化还还原在催化化剂的的作用用下，，还原原剂只只选择择性地地与废废气中中的NOx发生生反应应，而而不与与废气气中的的O2发生反反应。。废气中中的二二氧化化氮（（NO2）和一一氧化化氮（（NO）被被还原原剂还还原为为氮气气。常用的的还原原剂气气体为为NH3和H2S等。。SCR工艺艺流程程图583．有有机废废气及及恶臭臭的治治理有机废废气：：是指各各种碳氢化化合物物的气体体，如如醛、、烃、、醇、、酮、、酯、、胺、、苯及及同系系物、、多环环芳烃烃等。。常用的的净化化方法法是：：吸收收法、、吸附附法、、燃烧烧法及及催化化燃烧烧法。。生物处处理法法是最新新发展展起来来的新新型处处理方方法。。（1）吸收收法（2）吸附附法（3）燃烧烧法59（3）燃烧烧法碳氢化合物物大多是可可燃的物质质，因此可可用燃烧的的方法或加加热分解的的方法将其其转化为CO2和H2O而加以净净化。60①直接燃烧烧将废气中的的碳氢化合合物作为燃燃料烧掉，，而使废气气净化，这这种方法只只适于高浓浓度有机废废气的治理理。61②热力燃烧烧通过燃烧辅辅助燃料，，将有机废废气升温到到有机物分分解所需的的温度，使使碳氢化合合物受热分分解，这种种方法可净净化有机物物含量较低低的废气，，因此是治治理有机废废气的主要要方法之一一。62③催化燃烧烧催化燃烧时时要求的反反应温度低低，又属于于无焰燃烧烧，因此安安全性好。。63恶臭治理装装置（中国石油油大学）64654．3汽汽车废气气治理1．汽车排排放的污染染物汽车排放的的污染物主主要来源于于内燃机。。汽车排气的的基本成分是：二氧化化碳、水蒸蒸气、过剩剩的氧和氮氮。排气中还含含有：一氧化碳、、碳氢化合合物、氮氧氧化合物、、硫氧化合合物、微粒粒(有机铅铅化物、无无机铅、碳碳粒，油雾雾等)、臭臭气(甲醛醛、丙烯醛醛等)、苯苯并(a)芘等有害污染物物。662．汽车排排气净化方方法可分为燃料的处理理技术、机内净化技技术和机外净化技技术三类方式。。(1)燃料料处理技术术①对现用燃燃料的处理理减少汽油中中的含铅量量。加入一定比比例的可减减少有害成成分的汽油油清净剂②采用代用用燃料醇类燃料如如甲醇、乙乙醇最有希希望气体代用燃燃料中，具具有应用价价值的是氢氢气(H2)、液化石石油气(LPG)和和压缩天然然气(CNG)等。67(2)机内内净化技术术①分层燃烧烧系统与电电喷技术“电控燃油油喷射”的的供油方法法，即“电电喷技术””。“电喷技术术”是实现分层层燃烧的一一种较好的的方法。电电喷发动机机采用电子子控制燃油油喷射系统统，由控制制单元中的的信号微处处理器计算算发动机在在不同工况况下的最佳佳空燃比，，对混合气气成分和点点火定时实实现最佳控控制，可使使排放量大大幅度下降降，有害物物质较少。。汽车由“电喷”代替“化油器””将是必然趋趋势。②发动机增增压和增压压中冷技术术相结合的的燃油系统统此为汽车环环保新技术术，可以有有效地控制制汽车的排排气。该技技术已在北北美、欧洲洲和日本开开始应用于于汽车工业业。68(3)机外外净化技术术机外净化:是通过附设设在内燃机机外部的装装置对内燃燃机排出的的废气在进进人大气之之前进行处处理，使废废气中有害害成分的含含量进一步步降低。主要技术是是：在排气气系统中安安装三元催化净净化器、微粒过滤器器等。目前国际上上通用的是是三元催化净净化装置，采用能同同时完成CO、碳氢氢化合物的的氧化和NOx还原原反应的催催化剂，将将三种有害害物质一起起净化。三元催化净净化器的净净化效率与与排气中所所含碳氢化化合物、CO和NO，比例有有密切的关关系，因此此它要求内内燃机工作作时把空燃比精确控制在在理论空燃燃比附近，，以实现碳碳氢化合物物、CO和和NOx的的同时高效效净化；这这种方法的的另一不足足之处是容容易铅中毒毒以及对催催化剂性能能要求高。。因此要求求汽车必须须安装电喷系统并且使用无铅汽汽油。693．控制汽汽车排气污污染的综合合措施(1)实行行新的排放放标准为了切实执执行新的排排放标准，，目前急需需进行的工工作有：①建造安装闭闭环电子燃燃油喷射系系统和三元元催化净化化器的轿车车。②制订油品品标准，生生产高质量量的燃油和和新型添加加剂。(2)研制制无污染新新型能源———燃料电电池(3)研制制新型发动动机技术———发动机机增压和增增压中冷技技术相结合合的燃油系系统(4)发展展地铁、轻轻轨交通与与电车(5)加强强道路基础础建设及交