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文档简介

大气污染控制第一页,共一百二十五页,2022年,8月28日《大气污染控制技术》

《水污染控制技术》一、大气污染物;二、燃烧与大气污染;三、净化装置的分类、性能;四、二氧化硫控制技术;五、有毒有害气体控制技术;六、其它气体污染物控制技术;七、钢铁企业大气污染控制技术;八、有色冶金行业大气污染控制技术;九、火电企业大气污染控制技术;十、水泥企业大气污染控制技术。第二页,共一百二十五页,2022年,8月28日第一章大气污染物

1.1大气污染的定义

大气污染系指由于人类活动或自然过程引起某些物质进入大气或由它们转化而成的二次污染物,达到一定的浓度和持续时间,足以对人体健康、动植物、材料、生态或环境要素产生不良影响和效应的现象。人类活动包括生产活动、也包括生活活动,如取暖、交通等。

第三页,共一百二十五页,2022年,8月28日

1.2大气污染物的分类

大气污染物系指由于人类活动或自然过程排入大气并对人和环境产生有害影响的那些物质或由它们转化而成的二次污染物。按其存在的状态大气污染物可概括为两大类:颗粒污染物和气态污染物。第四页,共一百二十五页,2022年,8月28日

(1)颗粒污染物

包括粉尘、烟、飞灰和雾。 粉尘是悬浮于气体介质中的小固体颗粒,受重力作用能发生沉降,但在一段时间内能保持悬浮状态。颗粒的尺寸范围,一般为1~200μm左右。

烟一般指由生产、生活过程形成的固体颗粒的气溶胶。它是熔融物质挥发后生成的气态物质的冷凝物,在生成过程中伴有诸如氧化之类的化学反应。烟颗粒的尺寸很小,一般为0.01~1μm左右。如有色金属冶炼过程中产生的氧化铅烟、氧化锌烟等。黑烟一般系指由燃料燃烧产生的能见气溶胶。第五页,共一百二十五页,2022年,8月28日

飞灰指随燃料燃烧产生的烟气排出的分散得较细的灰分。

雾是气体中液滴悬浮体的总称。在工程中,雾一般泛指小液体粒子悬浮体,它可能是由于液体蒸气的凝结、液体的雾化及化学反应等过程形成的,如水雾、酸雾、碱雾、油雾等。

在环境空气质量标准中,根据颗粒物直径的大小,将其分为总悬浮颗粒物和可吸入颗粒物。前者指悬浮在空气中,空气动力学当量直径≤100μm的颗粒物;后者指悬浮在空气中,空气动力学当量直径≤10μm的颗粒物。第六页,共一百二十五页,2022年,8月28日

(2)气态污染物

气态污染物系以分子状态存在的污染物。主要包括硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物、有机化合物、硫酸类化学烟雾等。①硫氧化物硫氧化物主要指SO2,它主要来自化石燃料的燃烧过程,以及硫化物矿石的焙烧、冶炼等热过程。②氮氧化物污染大气的NOX

主要是NO和NO2。NO毒性不太大,NO2的毒性约为一氧化氮的5倍。当NO2参与大气的光化学反应,形成光化学烟雾后,其毒性更强。③碳氧化物碳氧化物是指CO和CO2,主要来自燃料燃烧和机动车尾气排放。第七页,共一百二十五页,2022年,8月28日

④有机化合物

有机化合物种类很多,从甲烷到长链聚合物的烃类。

《大气污染防治法》第37条第2款规定:“向大气排放转炉气、电石气、电炉法黄磷尾气、有机烃类尾气的,须报经当地环境保护行政主管部门批准。”第56条第1款第2项规定:“未经当地环境保护行政主管部门批准,向大气排放转炉气、电石气、电炉法黄磷尾气、有机烃类尾气的,由县级以上地方人民政府环境保护行政主管部门或者其他依法行使监督管理权的部门责令停止违法行为,限期改正,可以处五万元以下罚款。”

第八页,共一百二十五页,2022年,8月28日⑤硫酸烟雾硫酸烟雾系大气中的SO2等硫氧化物,在水雾、含有重金属的悬浮颗粒物或氮氧化物存在时,发生一系列化学或光化学反应而生成的硫酸雾或硫酸盐气溶胶。⑥光化学烟雾光化学烟雾是在阳光照射下,大气中的氮氧化物、碳氢化合物和氧化剂之间发生一系列光化学反应而生成的蓝色烟雾(有时带些紫色或黄褐色)。其主要成分有臭氧、过氧乙酰硝酸酯、酮类和醛类等。第九页,共一百二十五页,2022年,8月28日第二章燃烧与大气污染

2.1燃料燃烧的定义

燃烧是指可燃混合物的快速氧化过程,并伴随着能量(光和热)的释放,同时使燃料的组成元素转化为相应的氧化物。燃料从开始着火到完全燃尽,火焰熄灭的全过程称为燃烧过程。

第十页,共一百二十五页,2022年,8月28日

2.2燃烧过程污染物的产生

燃烧烟气主要由悬浮的少量颗粒物、燃烧产物、未燃烧和部分燃烧的燃料、氧化剂以及惰性气体(主要为N2)等组成。燃烧可能释放出的污染物有:碳的氧化物、硫的氧化物、氮的氧化物、烟、飞灰、金属及其氧化物、金属盐类、醛、酮和稠环碳氢化合物等。

第十一页,共一百二十五页,2022年,8月28日

2.2.1燃烧过程硫氧化物的形成

⑴SO2的形成煤受热后,在热解释放挥发分的同时,煤中有机硫与无机硫也挥发出来。遇到氧气时,它们全部氧化成SO2和少量的SO3。⑵SO2与SO3的转化

SO2继续氧化产生SO3: 2SO2+O2→2SO3⑶H2SO4的形成燃料燃烧后烟气中含有部分水蒸气,这些水分和生成的SO3化合生成H2SO4

蒸汽。第十二页,共一百二十五页,2022年,8月28日

2.2.2燃烧过程颗粒物的形成燃煤粉尘的形成固体燃料燃烧产生的颗粒物通常称为烟尘,它包括黑烟和飞灰两部分。黑烟主要是未燃尽的碳粒,飞灰则主要是燃料所含的不可燃矿物质微粒,是灰分的一部分(林格曼与烟尘)。 黑烟的形成:如果燃煤条件非常理想,煤可以完全燃烧,即完全氧化为CO2等气体,余下为灰分。如果燃烧不够理想,甚至很差,煤不但燃烧不好,而且在高温下发生热解作用。煤热解很易形成多环化合物,这样就会冒黑烟。第十三页,共一百二十五页,2022年,8月28日

2.2.3燃烧过程氮氧化物的形成

燃烧过程产生三种类型的氮氧化物:燃料型NOx由燃料中氮的化合物直接氧化产生;热力型NOx由空气里的N2和O2在高温下作用产生;极少量的瞬时NOx由燃料中含碳的基团与N2作用产生氮的化合物,然后被氧化产生。

NO的产生量随温度升高而迅速增加,温度低于1000K,NO浓度很小,在1000K以上将会形成大量的NO。

NO继续氧化产生NO2。

第十四页,共一百二十五页,2022年,8月28日第三章净化装置的分类、性能

3.1大气污染物的一般净化方法

⑴对于非均相混合物,一般都采用物理方法进行分离,主要是利用气体分子与固体(或液体)粒子在物理性质上的差异进行分离。如利用较大粒子的密度比气体分子大很多,则可用重力、惯性力、离心力进行分离;利用粒子的尺寸和质量较气体分子大得多,用过滤的方法加以分离;利用某些粒子易被水润湿、凝聚增大而被捕集,用湿式洗涤进行分离;利用荷电性的差异,用静电除尘等。第十五页,共一百二十五页,2022年,8月28日

⑵对于均相混合物,大多根据物理的、化学的及物理化学的原理予以分离。主要是利用它们蒸气压、溶解度、选择性吸附作用以及某些化学作用的不同进行分离。净化气态污染物的方法归纳起来主要有五种:冷凝法、吸收法、吸附法、催化转化法及燃烧法。第十六页,共一百二十五页,2022年,8月28日

3.2净化装置的分类

3.2.1除尘装置⑴机械式除尘器重力沉降室、惯性除尘器,旋风除尘器等;⑵湿式洗涤器如旋风水膜洗涤器、喷雾洗涤器、文丘里洗涤器等;⑶过滤式除尘器如袋式除尘器等;⑷电除尘器如干式电除尘器、湿式电除尘器等。分离固体粒子的除尘器,有些也适用于分离悬浮于气体中的液体粒子。如除沫器或者除雾器等。第十七页,共一百二十五页,2022年,8月28日采用纤维织物作滤料的袋式除尘器,在工业尾气的除尘方面应用较广除尘效率一般可达99%以上,性能稳定可靠、操作简单,因而获得越来越广泛的应用袋式除尘器第十八页,共一百二十五页,2022年,8月28日工作原理含尘气流从下部进入圆筒形滤袋,在通过滤料的孔隙时,粉尘被捕集于滤料上;沉积在滤料上的粉尘,可在机械振动的作用下从滤料表面脱落,落入灰斗中;粉尘因截留、惯性碰撞、静电和扩散等作用,在滤袋表面形成粉尘层,常称为粉层初层;机械振动袋式除尘器示意图第十九页,共一百二十五页,2022年,8月28日

粉尘初层形成后,成为袋式除尘器的主要过滤层,提高了除尘效率;随着粉尘在滤袋上积聚,滤袋两侧的压力差增大,会把已附在滤料上的细小粉尘挤压穿过滤料,从而使除尘效率下降,要及时清灰。但清灰不应该破坏粉尘初层。第二十页,共一百二十五页,2022年,8月28日旋风除尘器

气流从宏观上看可归结为三个运动:外涡旋、内涡旋、上涡旋。第二十一页,共一百二十五页,2022年,8月28日

含尘气流由进口沿切线方向进入除尘器后,沿器壁由上而下作旋转运动,这股旋转向下的气流称为外涡旋(外涡流),外涡旋到达锥体底部转而沿轴心向上旋转,最后经排出管排出。这股向上旋转的气流称为内涡旋(内涡流)。外涡旋和内涡旋的旋转方向相同,含尘气流作旋转运动时,尘粒在惯性离心力推动下移向外壁,到达外壁的尘粒在气流和重力共同作用下沿壁面落入灰斗。气流从除尘器顶部向下高速旋转时,顶部压力下降,一部分气流会带着细尘粒沿外壁面旋转向上,到达顶部后,在沿排出管旋转向下,从排出管排出。这股旋转向上的气流称为上涡旋。第二十二页,共一百二十五页,2022年,8月28日

3.2.2吸收装置

⑴板式塔 包括折流板塔和筛板塔。在板式塔内,沿塔高设置一定数量的塔板,相邻塔板间有一定的距离,液体靠重力自塔顶流至塔底,废气则靠压差自塔底流向塔顶。气体呈分散相以鼓泡或喷射形式穿过塔板上液层时,产生大量气泡,大大增加了气液两相接触面积,强化了气液相之间的传质过程,使气态污染物被吸收。

第二十三页,共一百二十五页,2022年,8月28日

⑵填料塔填料塔在塔内装有一定高度的填料,液体从塔顶沿填料表面呈薄膜状向下流动,气体则呈连续相由下向上同液膜逆流接触,气液两相在填料表面进行传质,污染物即被吸收(湍球塔)。⑶其它吸收装置除上述两类以外,在工程中还常用喷洒式,气泡搅拌式及多管降膜式等吸收装置来净化气态污染物。第二十四页,共一百二十五页,2022年,8月28日

3.2.3吸附装置吸附是利用固体吸附剂表面对气体中各组分的吸附能力不同而进行分离的技术,完成吸附操作的分离设备称为吸附装置或吸附器。

3.3净化装置的性能

3.3.1净化装置技术性能表示方法 技术性能指标主要有处理气体流量、净化效率和压力损失等。⑴处理气体流量

一般以装置进口和出口气体流量的平均值表示。第二十五页,共一百二十五页,2022年,8月28日

⑵净化效率

净化效率是表示装置净化污染物效果的重要技术指标。对于除尘装置称为除尘效率,对于吸收装置称为吸收效率,对于吸附装置则称为吸附效率。

⑶压力损失

压力损失是代表净化装置能耗大小的技术经济指标,指装置的进口和出口气流全压之比。第二十六页,共一百二十五页,2022年,8月28日

3.3.2净化效率的表示方法⑴净化效率

η=(C1-C2)/C1⑵多级串联运行时的总净化效率若多级除尘器中每一级的运行性能是独立的,其净化效率分别是:η1,η2,…ηn,则多级串联后除尘系统的总效率为:

η=1–(1-η1)(1-η2)…(1-ηn)第二十七页,共一百二十五页,2022年,8月28日第四章二氧化硫控制技术

4.1燃烧前燃料脱硫

4.1.1燃烧前燃煤脱硫煤在燃烧前脱硫的方法包括煤碳的固态加工和煤炭的转化。⑴煤炭的固态加工 煤炭的固态加工主要指重力分选。重力分选后原煤含硫量降低40-90%。

第二十八页,共一百二十五页,2022年,8月28日

⑵煤碳的转化 煤碳的转化主要是气化和液化,即对煤进行脱碳或加氢改变其原有的碳氢比,把煤转化为清洁的二次燃料。 在煤的气化过程中,煤气中的硫主要以H2S形式存在,大型煤气厂是先用湿法洗涤脱除大部分H2S,再用干法吸附和催化转化除去其余部分。小型煤气厂一般用氧化铁法脱除H2S。第二十九页,共一百二十五页,2022年,8月28日

4.1.2重油脱硫重油脱硫分为直接脱硫和间接脱硫两种工艺。 直接脱硫是将重油直接引入装有催化剂的反应塔加氢脱硫;间接脱硫过程是先把重油减压蒸馏,分成馏出油和残油。单独将馏出油进行高压加氢脱硫。

4.2燃烧中脱硫在煤燃烧过程中加入石灰石或白云石粉作脱硫剂,CaCO3、MgCO3受热分解生成的CaO和MgO与烟气中SO2反应生成硫酸盐,随灰分排出。石灰石和白云石粉在高温下的脱硫反应为:

CaCO3→CaO+CO2MgCO3→MgO+CO22CaO+2SO2+O2→2CaSO42MgO+2SO2+O2→2MgSO4

第三十页,共一百二十五页,2022年,8月28日

煤燃烧中脱硫的技术有型煤固硫和循环流化床燃烧脱硫技术两种。

型煤固硫

将不同的煤经筛分后按一定的比例配煤、粉碎后同经过预处理的黏合剂(如沥青)和固硫剂混合,经机械设备挤压成型及干燥,即得到工业固硫型煤。固硫剂按化学形态可分为钙系、钠系及其他三大类。石灰石粉、大理石粉、白云石粉、电石渣等是较好的固硫剂。固硫剂的加入量,视煤炭含硫量而定,一般石灰石粉加入量为2%~3%。

第三十一页,共一百二十五页,2022年,8月28日流化床燃烧脱硫

(1)流化床燃烧技术概述 当气流速度达到使升力和煤粒的重力相当的临界速度时,煤粒将开始浮动流化。流化床燃烧是维持料层内煤粒间的气流实际速度大于临界值而小于输送速度并在此条件下进行的燃烧。第三十二页,共一百二十五页,2022年,8月28日

在流化床锅炉中,固硫剂可与煤粒混合一起加入锅炉,也可单独加入。流化床燃烧方式为炉内脱硫提供了理想的环境,床内流化使脱硫剂和SO2能充分混合接触;燃烧温度适宜,不易使脱硫剂烧结而损失化学反应表面,同时利用高温除尘器使飞出的物料又返回炉膛内循环利用,从而延长了脱硫剂在炉内的停留时间,提高了脱硫剂的利用率。整个循环流化床脱硫系统由石灰制备系统、脱硫反应系统和收尘引风系统三部分组成。其主要优点是脱硫剂反应停留时间长以及对锅炉负荷变化的适应性较强。

第三十三页,共一百二十五页,2022年,8月28日

目前广泛采用的脱硫剂主要有石灰石(CaCO3)和白云石(CaCO3·MgCO3)。当石灰石和白云石脱硫剂进入锅炉的灼热环境时,其有效成分CaCO3遇热发生煅烧分解,煅烧时CO2的析出会产生并扩大石灰石中的孔隙,从而形成多孔状、富孔隙的CaO: CaCO3====CaO+CO2 CaO与SO2作用形成CaSO4,从而达到脱硫目的:

CaO+SO2+1/2O2=====CaSO4第三十四页,共一百二十五页,2022年,8月28日流化床示意图第三十五页,共一百二十五页,2022年,8月28日

(2)流化床脱硫的主要影响因素①钙硫比

Ca/S比(脱硫剂所含钙与煤中硫之摩尔比)是表示脱硫剂用量的一个指标。从脱除SO2的角度考虑,所有性能参数中,Ca/S比的影响最大。一般要达到90%的脱硫率,常压鼓泡流化床、常压循环流化床和增压流化床的Ca/S比分别为、和。

第三十六页,共一百二十五页,2022年,8月28日

②煅烧温度最佳的脱硫温度范围约在800-850℃。温度较低时,脱硫剂煅烧不完全,产生的孔隙量少,孔径小,反应几乎完全被限制在颗粒外表面。当床温超过CaCO3煅烧的温度约50℃以上时,出现烧结现象,并随着温度的升高,从而造成大量孔隙消失,降低了脱硫活性。第三十七页,共一百二十五页,2022年,8月28日

③脱硫剂的颗粒尺寸

随颗粒尺寸减少,脱硫率变化不明显。当颗粒尺寸小于发生扬析的临界粒径时,脱硫剂发生扬析,此时颗粒停留时间减少,但由于小颗粒的比表面积较大,因而其脱硫率仍是增加的。综合脱硫和流化床的正常运行要求,脱硫剂颗粒尺寸并非越小越好。④脱硫剂种类常压运行时,倾向于采用石灰石作脱硫剂;增压鼓泡流化床锅炉采用白云石效果较好,而对于分段流化的增压循环流化床锅炉,则选用石灰石。第三十八页,共一百二十五页,2022年,8月28日第三十九页,共一百二十五页,2022年,8月28日

4.3高浓度二氧化硫尾气的回收与净化

在冶炼厂、硫酸厂和造纸厂等工业排放尾气中,SO2的浓度通常在2%-5%之间。由于SO2的浓度很高,对尾气进行回收处理是经济的。通常的方法是利用SO2生产硫酸,其反应式为:SO2+1/2O2

SO3

SO3+H2O

H2SO4钒催化剂第四十页,共一百二十五页,2022年,8月28日

4.4低浓度SO2烟气脱硫(即燃烧后脱硫)

燃烧后脱硫又称为烟气脱硫。按脱硫过程是否加水和脱硫产物的干湿形态,烟气脱硫又可分为湿法和干法(半干法)两类工艺。用石灰(石灰石)作脱硫剂的干法、半干法的Ca/S比高,脱硫效率和脱硫剂的利用率低。湿法脱硫技术成熟,效率高,Ca/S比低,但脱硫产物的处理比较麻烦,烟气降温大,不利于从烟囱中排出和扩散,占地面积和投资较大等。第四十一页,共一百二十五页,2022年,8月28日湿式石灰石-石膏法脱硫工艺分为自然氧化和强制氧化两种,其主要的区别为是否在吸收塔底部的持液槽中通入空气把亚硫酸钙氧化成石膏。目前,强制氧化工艺已成为优先选择的脱硫工艺。从除尘器出来的烟气经过热交换器后进入吸收塔,在吸收塔里SO2直接和磨细的石灰石悬浮液接触并被吸收去除。第四十二页,共一百二十五页,2022年,8月28日第五章其它气体污染物控制技术

5.1挥发性有机化合物控制技术

5.1.1挥发性有机化合物的来源

挥发性有机化合物(VOCs)的来源主要有固定源和移动源两大类。移动源主要有汽车、轮船和飞机等以石油产品为燃料的交通工具的排放废气。固定源的种类极多,主要为石油化工工艺过程和储存设备等的排出物以及各种使用有机溶剂的场合。如喷漆、印刷、金属除油和脱脂、粘合剂、制药、塑料和橡胶加工等。第四十三页,共一百二十五页,2022年,8月28日

固定源挥发性有机化合物的主要来源如下:⑴石油开采与加工、炼焦与煤焦油加工、煤矿、木材干馏、天然气开采与利用;⑵化工生产,包括石油化工、染料、涂料、医药、农药、炸药、有机合成、溶剂、试剂、洗涤剂、粘合剂等生产工厂;⑶燃煤、燃油、燃气锅炉与工业锅炉;⑷各种内燃机(包括交通运输);第四十四页,共一百二十五页,2022年,8月28日⑸各种有机物的燃烧与加热装置、运输装置及储存装置;⑹油漆、涂料的生产及喷涂作业;⑺染料生产及印染作业,彩色出版印刷过程;⑻箱包、纤维板、家具、制鞋等使用有机粘合剂的作业;⑼食品、油脂、皮革、毛等的加工部门;⑽废旧橡胶、塑料等的再生作业以及污水污泥处理、垃圾处理。第四十五页,共一百二十五页,2022年,8月28日

5.1.2挥发性有机化合物控制技术

VOCs污染控制技术基本上可分为两大类:第一类是以改进工艺技术、更换设备和防止泄漏为主的预防性措施;第二类是以末端治理为主的控制性措施。工艺技术的改进和设备的更新通常是减少VOCs排放的最佳选择。主要包括替换原材料以减少引入到生产过程中的VOCs总量,改变运行条件减少VOCs的形成和挥发,更换设备以减少VOCs泄漏等手段。第四十六页,共一百二十五页,2022年,8月28日

5.1.3挥发性有机化合物污染预防措施⑴VOCs替代和工艺改革

即采用无毒或低毒原材料代替或部分代替有机溶剂,做到不排或少排有害的VOCs,是减少这类污染的有效途径。如用水溶性涂料代替溶剂涂料等。⑵泄漏控制

当VOCs溶液在充入容器或从容器中导出时,由于体积的变化,容器释放出VOCs气体,此类排放称为操作损耗,也称为大呼吸损耗。当液体进入容器时,液面上升,容器上的蒸汽空间(顶空)减少,蒸汽通过顶部排气筒排出;当从容器中抽取液体时,液面下降,空气通过排气筒进入容器顶空。第四十七页,共一百二十五页,2022年,8月28日

由于温度的变化使容器产生“吸进和呼出”而导致的有机物损耗称为呼吸损耗,也称为小呼吸损耗。

呼吸、充入和排空损耗可通过在容器出口附加的真空压力阀也叫蒸汽保护阀来控制。当通过的压力差异较小时,阀门是关闭的。当充入、倒空或温度与压力有较大变化时引起明显的蒸汽流出、流入,阀门会自动打开。第四十八页,共一百二十五页,2022年,8月28日

5.1.4挥发性有机化合物废气治理

对于含挥发性有机污染物废气的治理,一般可以采用吸收、吸附、冷凝、催化焚烧、热力焚烧和直接焚烧等方法,或者上述方法的组合,如冷凝-吸附等。⑴焚烧分解法通常采用的焚烧方式有直接焚烧法和催化焚烧法。①直接焚烧法直接焚烧法是把可燃的VOCs污染物当作燃料来燃烧的一种方法。该方法只适用于净化可燃VOCs污染物浓度较高的有机废气,或者是用于净化污染物组分燃烧时产生热值较高的废气。第四十九页,共一百二十五页,2022年,8月28日

②催化焚烧法催化焚烧法实际上是完全的催化氧化处理方法,在催化剂作用下,使废气中的VOCs可燃组分完全氧化为CO2和H2O。 在催化焚烧过程中,催化剂的作用是降低VOCs分解反应的活化能,同时使VOCs污染物分子富集于催化剂表面,提高了反应速率。 根据废气预热方式及富集方式,一般催化焚烧工艺流程分为以下两种:

第五十页,共一百二十五页,2022年,8月28日

a.预热式

当含有VOCs的有机废气温度在100℃以下,浓度也较低且热量不能自给时,通过预热室加热升温,然后在催化剂的作用下,完全燃烧。燃烧净化后气体在热交换器内与未处理废气进行热交换。

b.自身热平衡式

当含有VOCs的废气排出温度高于起燃温度(一般约在300℃左右)且VOCs含量较高,且由热交换器回收部分的被燃烧净化VOCs气体所产生的热量,能够维持正常操作条件下的热平衡时,整个催化焚烧处理过程即可在自身热平衡的状态下连续进行,无需外界补充热量。第五十一页,共一百二十五页,2022年,8月28日

⑵吸附回收法商业化应用的吸附剂有粒状活性炭和活性炭纤维两种。

常见的吸附床形式有固定床、移动床和硫化床。移动床和流化床的传质效果好,一般用于处理大气量废气。吸附温度应控制在40℃以下。伴随气体吸附会不断放出吸附热,致使吸附床温度升高,有时吸附床温会快速升高,甚至会引起着火或爆炸。一般应注意控制废气浓度在其爆炸下限的1/2以下操作。第五十二页,共一百二十五页,2022年,8月28日

⑶吸收回收法吸收回收法是利用VOCs污染物的物理和化学性质,使用水或化学吸收液对废气中的VOCs污染物进行吸收净化,而后通过对吸收液再生进行处理并回收VOCs物质。气体吸收净化传质过程进行的程度主要取决于两个方面:一是吸收液的选取,二是吸收设备的设计。第五十三页,共一百二十五页,2022年,8月28日

⑷冷凝回收法冷凝法一般用于较高浓度VOCs废气回收,其工作原理是通过将操作温度控制在VOCs污染物的冷凝点以下,将气态VOCs污染物冷凝为液体而被回收。冷凝过程可在恒定温度的条件下提高压力强化实现;也可以在恒定压力条件下用降低温度来实现,一般多采用后者。

第五十四页,共一百二十五页,2022年,8月28日

冷凝法所用的设备主要有以下两种:①表面冷凝器:使用该设备可回收被冷凝组分,但冷却效率较差。它是使用间壁将冷却介质与废气隔开,使其不互相接触,通过间壁将废气中的热量移除,使其冷却。(管式、板式)②接触冷凝器:该设备冷却效果好,但冷凝物质不易回收,并且对排水要进行适当的处理。它是将冷却介质(一般为冷水)与废气直接接触进行换热的设备。第五十五页,共一百二十五页,2022年,8月28日

(5)吸收冷凝回收法吸收冷凝回收法净化VOCs废气的工艺原理即是:首先利用吸收液吸收净化废气中的VOCs污染物,经对吸收液进行解析处理后,再用冷凝法回收有利用价值的VOCs物质(容易产生二次污染)。⑹生物分解法目前国内外生物法净化低浓度有机废气的常用净化装置主要是生物滤池、生物洗涤器和生物膜填料塔。第五十六页,共一百二十五页,2022年,8月28日

①生物滤池

生物滤池是一种在其中填充具有吸附性滤料(如煤渣、活性炭等物质)的池形结构的有机废气净化装置。使用前,在滤料中掺入pH缓冲剂和含N、P、K等的营养物,当具有一定湿度的有机废气进入生物滤池时,滤料中的微生物即可通过接触而捕获废气中的有机物并将其作为供自身生长的碳源,由此,有机废气通过生物滤料床层后即可被净化,而滤料层中的微生物在生化降解废气中污染物的过程中不断生长繁殖,从而使生物滤池的操作得以持续进行。第五十七页,共一百二十五页,2022年,8月28日

②生物洗涤器生物洗涤器系统通常由一个气体洗涤塔和一个活性污泥再生池组成,循环洗涤液由含有微生物的活性污泥加水配制而成。操作时,在气体洗涤塔中用含菌液体喷淋洗涤有机废气,废气中的污染物在与液滴接触时溶解或混合进入液相,而后在液相由微生物将其生化降解。循环液体出塔后在活性污泥再生池中进行曝气处理,使活性污泥再生,同时也能增加生化反应时间,使溶解在循环液体中的有机污染物进一步生化降解完全。第五十八页,共一百二十五页,2022年,8月28日

⑺综合控制方法①吸附-浓缩-催化焚烧法当VOCs有机废气的流量大、浓度低,温度低、采用催化焚烧需耗大量燃料时,可先采用吸附手段将废气中VOCs吸附于吸附剂上进行浓缩,然后通过热空气吹扫,使VOCs气体脱附成为浓缩了的高浓度有机废气(一般可浓缩10倍以上),而后再进行催化焚烧处理。此时,不需要补充热源就可维持正常运行。第五十九页,共一百二十五页,2022年,8月28日

②吸附-冷凝-膜分离回收法

对于VOCs有机废气的气量不大、浓度较高且其中的VOCs污染物有回收利用价值的情况,可先采用吸附手段将废气中VOCs污染物吸附于吸附剂上进行浓缩,然后通过热空气吹扫并加压形成较高浓度的VOCs气体,而后经冷凝器回收液态VOCs物质。含有少部分未冷凝的气态VOCs的气流则经过后续的膜单元作进一步的分离净化处理后外排。第六十页,共一百二十五页,2022年,8月28日

5.2恶臭气体控制技术

5.2.1恶臭的来源

恶臭的污染源来源十分广泛,除化工、化肥、橡胶、炼油、造纸、农药等数十种工业生产的某些工艺过程之外,现代城镇的农贸市场、垃圾场、屠宰场、废品站、厕所、下水道等都是恶臭物质的发源地。

5.2.2恶臭污染控制方法

⑴掩蔽法 通过投加某些药剂来掩蔽、调和、改变恶臭的不愉快气味或改变恶臭的味质,使气味变得能够被人们所接受,通常采用强烈的芳香气味或其他令人愉快的气味的物质来实现。第六十一页,共一百二十五页,2022年,8月28日

⑵稀释扩散法⑶化学氧化法化学氧化法是使用铂、钯、钴、铜、镍等促进氧化反应的催化剂,在温度200-300℃的条件下,使空气与可燃性气体接触,发生氧化分解,把含有臭气的有机物质分解成无臭、无害气体的方法。⑷吸收法酸、碱吸收法是用酸(硫酸、盐酸等)碱(氢氧化钠等)化学药剂去除排放气体中易溶于水的成分的方法。氢氧化钠对硫化氢、低脂肪酸等有明显的吸收效果,而硫酸、盐酸则对氨、胺类有明显的吸收效果。第六十二页,共一百二十五页,2022年,8月28日

第六章有毒有害气体控制技术

6.1含氯废气的控制

6.1.1含氯废气的来源

制碱工业、染料、无机、有机氯化合物的制造(化学工业)等为含氯废气的主要来源。在利用隔膜法生产氯的过程中,会从Cl2的液化/脱水工序、储藏罐的排气孔等处排出Cl2;在有机氯化合物、氯化铝、氯化铁、漂白粉等制造工序、半导体制造工序中,大多有Cl2和HCl同时排出。第六十三页,共一百二十五页,2022年,8月28日

6.1.2含氯废气的净化

(1)制取氯产品的吸收法这类方法首推碱液吸收法,所用吸收剂是NaOH、Na2CO3或Ca(OH)2。以NaOH作吸收剂的化学反应为:2NaOH+Cl2→NaClO+H2O+NaCl

所得次氯酸钠可作为商品出售。此方法采用喷淋塔或填料塔,吸收率可达99.9%,要特别注意防腐,因氯离子的腐蚀性极强,设备材料可采用聚氯乙烯或橡胶衬里或玻璃鳞片树脂衬里。用NaOH作吸收剂是一个放热反应,要注意降温,以免产品分解,同时要注意保持较高pH值。第六十四页,共一百二十五页,2022年,8月28日

(2)以回收氯气为目的的吸收法用喷淋塔或填料塔,以四氯化碳(废气中氯含量﹥1%时)或水(氯含量﹤1%时)为吸收剂,将废气中的氯吸收下来,再通过加热或吹脱的方法把氯气解吸出来加以回收。第六十五页,共一百二十五页,2022年,8月28日

①HCl废气的回收氯化氢气体是极易溶于水的气体,1体积的水可以吸收500体积的氯化氢气体。因此,对浓度高气量大的氯化氢气体,多用水进行吸收,可得副产品稀盐酸。吸收设备可采用波纹板填料塔、筛板塔、湍球塔等,吸收效率可达97%以上。为了达到排放标准,视情况可采用碱吸收。对于气量不大,排放设置又分散的场合,也可采用中和法。②酸雾的治理酸雾的治理大都采用物理方法吸收或专用吸附剂进行治理,如碱吸收。第六十六页,共一百二十五页,2022年,8月28日

6.2含氟废气的控制

6.2.1含氟废气的来源

氟化物主要指氟化氢(HF)和四氟化硅(SiF4),是大气中的主要污染物之一。主要来源于化工行业的磷肥、冶金行业的铝厂、建材行业的陶瓷、玻璃、水泥、砖瓦等生产过程。第六十七页,共一百二十五页,2022年,8月28日

6.2.2含氟废气的净化

(1)水吸收法电解铝排出的含氟废气中大部分是HF,只有极少的SiF4。处理方法通常采用湿法,在废气的收尘、净化(吸收)上使用喷淋塔、文丘里洗涤塔等。将水作为吸收剂使用时,有两种回收情况:一种为加入氢氧化铝(Al(OH)3)及Al2O3回收AlF3;另一种为加入熟石灰回收CaF2。前者是通过降低液体中的pH值来放慢吸收速度;而后者却存在生成速度缓慢的问题。采用氢氧化钠溶液进行吸收的吸收法只要将pH值保持在碱侧,就可获得较高的除去率。第六十八页,共一百二十五页,2022年,8月28日(2)碱液吸收法半导体生产工艺中处理废气中SiF4的方法是用氢氧化钠溶液作吸收剂,采用旋转喷雾器进行吸收的吸收法,可获得99%以上连续除去SiF4的效率。(3)氯化钠连续法利用磷酸生产中回收的浓度为10%的氟硅酸与氯化钠溶液反应生产氟硅酸钠,经结晶、增稠、过滤、干燥即为结晶体产品。第六十九页,共一百二十五页,2022年,8月28日

6.3含汞废气的控制

6.3.1含汞废气的来源

空气环境中汞污染主要来源于人为活动和天然排放。人为源释放汞主要包括以下几类:燃煤设备;垃圾焚烧场;金属冶炼厂;其它利用汞作原料进行生产的工厂;汽车尾气排放等。第七十页,共一百二十五页,2022年,8月28日

6.3.2含汞废气的净化

(1)高锰酸钾溶液吸收法此法多用于汞极法氯碱厂及仪表电器厂等行业的含汞废气治理。此法的机理是利用高锰酸钾的强氧化性将汞迅速地氧化成氧化汞,生成的二氧化锰还可以与汞继续反应生成汞锰配合物。反应过程如下式:2KMnO4+3Hg+H2O→2KOH+2MnO2+3HgOMnO2+2Hg→Hg2MnO2

第七十一页,共一百二十五页,2022年,8月28日

另一种适用于处理汞极法氯碱厂含汞废气的方法是次氯酸钠溶液吸收法,所用吸收剂是次氯酸钠(氧化剂)和氯化钠(络合物),除可生成HgO之外,还可生成汞氯配离子[HgCl]2-。第七十二页,共一百二十五页,2022年,8月28日

(2)硫酸·软锰矿液体吸收法汞的冶炼与含汞有色金属的冶炼烟气中,都含有大量的汞蒸气及含汞化合物,吸收液为含软锰矿(粒度为110目,约130μm,含MnO268%左右)100g/L、硫酸3g/L左右的悬浮液。主要化学反应为;2Hg+MnO2→Hg2MnO2Hg2MnO2+4H2SO4+MnO2→2HgSO4+2MnSO4+4H2OHgSO4+Hg→Hg2SO4第七十三页,共一百二十五页,2022年,8月28日

吸收设备采用板式塔、湍球塔或鼓泡反应器。实际应用中多采用二级吸收,有时后面还串联经过充氯活性炭吸收器,使总净化效率达99%以上。第七十四页,共一百二十五页,2022年,8月28日

6.4含铅废气的控制

6.4.1含铅废气的来源

铅污染的污染源很多,如铅及有色金属开采、冶炼、铅的融炼和铅制品厂、铅蓄电池厂、煤和石油制品的燃烧、一些使用铅化合物的塑料厂、化工厂、油漆厂、橡胶厂等,均会对大气造成铅污染。

6.4.2含铅废气的净化

对于铅尘因其粒径大,一般使用袋式除尘即可达到净化要求。而对于粒径很小的铅烟,主要是采用化学吸收法。目前使用的吸收剂主要是稀醋酸或NaOH溶液。第七十五页,共一百二十五页,2022年,8月28日

(1)利用稀醋酸溶液吸收铅烟在斜孔板塔中,用0.25%~0.3%的醋酸溶液作吸收剂,使铅烟中的Pb和PbO变成醋。Pb+2CH3COOH→Pb(CH3COO)2+H2PbO+2CH3COOH→Pb(CH3COO)2+H2O

由于使用醋酸吸收剂,设备的防腐要求较高,可采用硬质PVC或防腐内衬。第七十六页,共一百二十五页,2022年,8月28日

(2)利用稀碱液吸收铅烟在冲击式净化器内采用1%的NaOH溶液吸收铅烟,同时还可除去铅尘等尘粒。吸收机理如下:2Pb+O2→2PbOPbO+2NaOH→Na2PbO2+H2O

由于使用了碱液,还可兼顾除油,特别适用于铅烟中含油的行业。第七十七页,共一百二十五页,2022年,8月28日第七章钢铁企业大气污染控制技术

7.1主要大气污染物产生工序

钢铁企业大气污染物主要来源于:(1)原料、燃料的运输、装卸及加工等过程产生大量的含尘废气;(2)钢铁厂的各种窑炉在生产过程中产生大量的含尘及有害气体的废气;(3)生产工艺过程化学反应排放的废气,如冶炼、制焦、化工产品和钢材酸洗过程中产生的废气。第七十八页,共一百二十五页,2022年,8月28日

7.2烧结烟气污染控制

7.2.1烧结烟气的来源

(1)烧结原料在装卸、破碎、筛分和储运过程中产生含尘废气;(2)在混合料系统中产生水汽—粉尘的共生废气;(3)混合料在烧结时,产生含有粉尘、烟气、SO2和NOX的高温废气;(4)在烧结矿在破碎、筛分、冷却、贮存和转运的过程中产生含尘废气;第七十九页,共一百二十五页,2022年,8月28日

7.2.2烧结烟气污染防治

(1)原料准备系统除尘①对原料场,采用湿法水力除尘,即在产尘点喷水雾以捕集部分粉尘和使物料增湿而抑制粉尘的飞扬;②对原料的破碎、筛分和胶带及转运点,设置密闭和抽风除尘系统。除尘系统可采用分散式或集中式。分散式除尘系统的除尘设备可采用冲激式除尘器、泡沫除尘器和脉冲袋式除尘器等;集中式系统可集中控制几十个乃至近百个吸尘点,并装置大型高效除尘设备,如电除尘器,除尘效率高。第八十页,共一百二十五页,2022年,8月28日

(2)混合料系统除尘混合料系统的除尘应采用湿式除尘,除尘设备可采用冲激式除尘器等高效除尘设备。(3)烧结烟气除尘脱硫方法

1)烟气除尘①烧结机烟气除尘烧结机废气的除尘,可在大烟道外设置水封拉链机,将大烟道的各个排灰管、除尘器排灰管和小格排灰管等均插入水封拉链机槽中,灰分在水封中沉淀后,由拉链带出。除尘设备一般采用大型旋风除尘器和电除尘器。第八十一页,共一百二十五页,2022年,8月28日

②烧结机尾除尘烧结机尾部卸矿点,以及与之相邻的烧结矿的破碎、筛分、贮存和运输等点含尘废气的除尘,优先选用干法除尘,这样可以避免湿法除尘带来的污水污染,同时也有利于粉尘的回收利用。除尘器设备优先采用电除尘器。③整粒系统除尘整粒系统包括冷烧结矿的破碎和多段筛分,它的除尘抽风点多,风量大,必须设置专门的整粒除尘系统,一般采用高效大风量袋式除尘器或电除尘器。第八十二页,共一百二十五页,2022年,8月28日

④球团竖炉烟气除尘在利用铁矿粉和石灰、皂土、焦粉等添加剂混合造球时,在竖炉中进行焙烧的过程产生烟气,该烟气大多采用袋式除尘器或电除尘器。第八十三页,共一百二十五页,2022年,8月28日

2)烟气脱硫

①烧结机烟气脱硫为减少脱硫装置的规模,可将含SO2浓度高的烧结尾气引入脱硫装置。我国的脱硫方法主要是苏打亚硫酸盐法,该法是以亚硫酸铵溶液作为吸收剂,生产亚硫酸氢铵,它再与焦炉中排出的氨气反应,生产亚硫酸铵。亚硫酸铵又作为吸收剂,再与SO2反应。这样往复循环的反应,亚硫酸铵的浓度愈来愈高。到达一定浓度后,将部分溶液提取出来,进行氧化,浓缩成为硫酸铵回收。②球团竖炉烟气脱硫与烧结机烟气脱硫一样,采用苏打亚硫酸盐法脱硫。第八十四页,共一百二十五页,2022年,8月28日

7.3高炉烟气污染控制

7.3.1高炉烟气的来源

①高炉原料、燃料及辅助原料的运输、筛分、转运过程中产生的粉尘,②在高炉出铁时产生的有害废气,该废气主要包括粉尘,CO、SO2、H2S等污染物;③铸铁机铁水浇注时产生含尘废气和石墨碳的废气;第八十五页,共一百二十五页,2022年,8月28日

7.3.2高炉烟气污染控制措施

主要是解决高炉烧结矿、焦炭、杂矿等原料燃烧在运输、转运、卸料、给料及上料时产生的有害粉尘。其措施是严格控制高炉原料燃烧的含尘量,特别是烧结矿的含粉量。此外针对不同产尘点的设备可设置密闭罩和抽风除尘系统。密闭罩根据不同的情况采取局部密闭罩(如胶带转运点)、整体密闭罩(如振动筛)或大容量密闭罩(如在上料小车的料坑处)。除尘器可采用袋式除尘器等。第八十六页,共一百二十五页,2022年,8月28日

7.4炼钢烟气污染控制

7.4.1炼钢烟气的来源

炼钢厂废气主要来源于冶炼过程,特别是在吹氧冶炼期产生大量的废气。该废气中含尘浓度高,含CO等有毒气态物的浓度也很高。

7.4.2炼钢烟气除尘方法

除吹炼工序,铸造车间的连铸工序及建筑物上部收集废气,采用湿式除尘外,其余大都采用袋式除尘器。第八十七页,共一百二十五页,2022年,8月28日第八章有色冶金行业大气污染控制技术

8.1有色冶金行业主要大气污染物

有色金属冶炼工业的生产流程十分繁杂,从选矿开始考虑,污染物的产生存在于以下各个环节之中。选矿生产用的矿石在破碎筛分、装卸运输、干磨干选等工序均产生粉尘,其数量约占原矿处理量的0.5%~1.0%,初始浓度为2~5g/m3,粉尘的真密度约为4t/m3,粉粒度大于20μm的约占60%~80%。物料在干燥、焙烧和烧结过程还伴有二氧化硫烟气。第八十八页,共一百二十五页,2022年,8月28日

火法冶炼流程包括熔炼、吹炼、蒸馏与精馏、精炼、熔铸、工艺烟气收集及制酸等。主要有害物为二氧化硫烟气,有些生产环节伴有热和粉尘散发。湿法冶炼流程包括浸出与过滤、净化与富集、电解沉积、浓缩与结晶等,主要有害物为湿酸气和其他少量有毒气体,如氯气、砷化氢等。第八十九页,共一百二十五页,2022年,8月28日

8.2废气控制技术与工艺

8.2.1选矿除尘

选矿除尘需采取综合措施,主要有尘源密闭、湿法除尘和机械除尘。(1)尘源除尘:按生产设备产污点的不同特点分别设置设备密闭罩、整体密闭罩和大容积密闭罩。(2)湿法除尘:包括对物料进行加湿的水力除尘、向室内空气喷雾除尘和全面水冲洗。水力除尘的水量分配在起始扬尘点和矿石的破碎加工点要多一点。(3)机械除尘:除尘系统的净化设备一般选用湿式除尘器,如冲激式除尘器、低压文丘里除尘器等。当供水不足或难以解决防冻问题而采用干磨干选工艺流程时,可选用袋式除尘器。第九十页,共一百二十五页,2022年,8月28日

8.2.2重金属冶炼厂除尘

(1)收尘重金属冶炼厂收尘设施一般以干式为主。根据对收尘效率的要求,通常选用单级收尘设备或多级收尘设备串联使用。当出炉烟气含尘量大于50mg/m3时,一般选用多级收尘设备。干法制酸要求烟气含尘量为10mg/m3,为满足制酸要求,收尘设施由旋风收尘器、电收尘器和袋式收尘器三级收尘设备串联组成。第九十一页,共一百二十五页,2022年,8月28日

(2)通风除尘重金属冶炼的原料多为硫化物精矿,在焙烧、烧结、熔炼、吹炼等生产环节散发出来的主要有害物为二氧化硫烟气,其浓度高于3%,可用来制取硫酸。在熔炼炉加料口、锍口、放渣口、转炉二次烟罩等处逸出的二氧化硫烟气浓度较低,一般以集中或分散方式将烟气排入大气稀释。第九十二页,共一百二十五页,2022年,8月28日

8.2.3轻金属冶炼厂除尘

(1)氧化铝厂通风除尘我国目前氧化铝生产采用烧结法或烧结—拜耳混联法。生产工艺由干法和湿法两部分组成,干法部分包括原料疏松、均化、筛分、破碎、磨制、石灰煅烧、熟料烧成、氧化铝成品输送装运等过程。产生的主要有害物为粉尘。防尘措施是在扬尘点加密闭罩并设除尘系统。净化设备选用旋风除尘器或采用袋式除尘器除尘。熟料烧成、破碎、筛分部分设有除尘净化系统。除尘设备曾采用卧式三电场电收尘器,除尘效率可高达99%以上。第九十三页,共一百二十五页,2022年,8月28日

(2)电解铝厂通风除尘铝电解过程散发大量含氟烟气、粉尘和余热。自焙槽还散发有沥青烟气。产生的有害物大部分被槽上设置的密闭系统捕集,经净化后随气体排入高空。电解过程散发出含有CO2、CO、SO2、氟化物和沥青烟等有害气体,还有氧化铝、炭粉等粉尘。对于这些烟气的净化方法有湿法净化和干法净化两种。第九十四页,共一百二十五页,2022年,8月28日

8.3SO2控制技术与工艺

8.3.1SO2烟气制酸技术

冶炼二氧化硫制酸通常采用接触法。工艺过程包括烟气净化、干燥、吸收、转化和成品生产等。按烟气净化工艺分为干法和湿法两种。(1)干法制酸将经收尘净化后的烟气在热交换器中加热至380~400℃,再经转化后进入两段成酸工序,采用浓度为93%的酸喷淋冷凝成酸。该法因除砷效率低,催化剂中毒严重,转化率低,能耗大等原因,现已极少采用。第九十五页,共一百二十五页,2022年,8月28日

(2)湿法制酸湿法制酸的工艺主要为:“一转一吸”、“两转两吸”和新开发的非稳态转化等。“一转一吸”工艺,一般处理烟气浓度为4.5%~6%,二氧化硫转化率为95%~98%。非稳态转化可处理二氧化硫浓度为2.5%~4%的烟气,其尾气一般须处理后才能排放。“两转两吸”工艺的转化率可达99.5%以上,其废气符合排放标准。一般处理的烟气二氧化硫浓度可在6%以上。

8.3.2烟气脱硫技术与工艺

从含SO2小于2.5%的烟气中回收硫是不经济的,只有出自环境的考虑才使用。第九十六页,共一百二十五页,2022年,8月28日第九章火电企业大气污染控制技术

9.1火电企业大气污染源

9.1.1颗粒物

燃煤电厂排放的颗粒物主要是煤炭运输、卸煤、输送机煤炭输煤过程的扬尘和燃烧过程的飞灰。同时,火电厂的气态污染物象二氧化硫、氮氧化物还会在大气中形成粒径在2.5微米以下的二次颗粒物。第九十七页,共一百二十五页,2022年,8月28日

9.1.2二氧化硫煤中的可燃性硫在锅炉中高温燃烧,大部分氧化成二氧化硫,其中只有0.5~5%再氧化为三氧化硫。在大气中二氧化硫氧化成三氧化硫的速度非常缓慢,但在相对湿度较大、有颗粒物存在时可发生催化氧化反应。此外,在太阳光紫外线照射并有氧化氮存在时,可发生光化学反应而生成三氧化硫和硫酸酸雾。第九十八页,共一百二十五页,2022年,8月28日

9.13氧化氮火电厂排放的氧化氮主要是一氧化氮,占氮氧化物总浓度的90%以上。一氧化氮生产速度随燃烧温度升高而增大。它的含量百分比还取决于燃料种类和氮化物的含量。

9.2燃煤电厂大气污染控制

除尘措施燃煤电厂主要采用电除尘器、袋式除尘器,机械除尘器常作为预级除尘,小机组锅炉常配套湿式除尘器。第九十九页,共一百二十五页,2022年,8月28日

9.2.2脱硫措施二氧化硫控制技术基本上可分为三大类,即燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后烟气脱硫。所谓燃烧前脱硫,就是在煤燃烧前脱除煤中的一部分硫,共有物理法、化学法和生物脱硫等几种脱硫法。燃烧中脱硫即炉内脱硫,就是在燃烧过程中加入吸收剂(多为石灰石)吸收燃烧所生成的二氧化硫,如流化床燃烧固硫,炉内喷钙固硫等。燃烧后烟气脱硫一般分为干法(包括半干法)和湿法两种。目前使用最广泛的是湿法脱硫,技术已相当成熟,使用的吸收剂主要是石灰石。第一百页,共一百二十五页,2022年,8月28日表9-1主要烟气脱硫方法比较第一百零一页,共一百二十五页,2022年,8月28日

9.2.3主要烟气脱硫工艺(1)石灰石/石灰法洗涤

烟气用石灰石/石灰浆液洗涤时,SO2与浆液中的碱性物质发生化学反应生成亚硫酸盐和硫酸盐,浆液中的固体连续的从浆液中分离出来并排往沉淀池。反应机理如下表所示:表9-2石灰石/石灰法烟气脱硫机理第一百零二页,共一百二十五页,2022年,8月28日图9-1主要洗涤塔的结构示意图第一百零三页,共一百二十五页,2022年,8月28日

①反应影响因素:pH、液气比、钙硫比、气流速度、浆液的固体含量、SO2浓度、吸收塔结构②石灰石/石灰法存在的问题:设备腐蚀结垢和堵塞除雾器阻塞脱硫剂的利用率液固分离固体废物的处理处置第一百零四页,共一百二十五页,2022年,8月28日(2)改进的石灰石/石灰湿法烟气脱硫①加入己二酸的石灰石法己二酸抑制气液界面上SO2溶解造成的pH值降低,加速液相传质己二酸钙的存在增加了液相与SO2的反应能力降低钙硫比②添加硫酸镁SO2以可溶性盐的形式吸收,解决结垢问题③双碱流程用碱金属或碱类水溶液吸收SO2,后用石灰或石灰石再生。解决结垢问题和提高SO2的利用率第一百零五页,共一百二十五页,2022年,8月28日(3)喷雾干燥法烟气脱硫

一种湿-干法脱硫工艺,市场份额仅次于湿钙法脱硫过程:SO2被雾化的Ca(OH)2浆液或Na2CO3溶液吸收温度较高的的烟气干燥液滴形成干固体废物干废物由袋式或电除尘器捕集第一百零六页,共一百二十五页,2022年,8月28日图9-2喷雾干燥法烟气脱硫工艺流程第一百零七页,共一百二十五页,2022年,8月28日第十章水泥企业大气污染控制技术

10.1水泥企业大气污染物的来源

10.1.1工艺设备

水泥工厂主要的污染物有粉尘、NOx、SO2、CO2以及氟化物等,其中粉尘最为突出。粉尘排放主要有8类尘源点:水泥窑(回转窑、立窑);冷却机;各种磨机(原料磨、水泥磨和煤磨);烘干机;包装系统;各种储库(原料库、生料库、均化库、熟料库、水泥库等);各种输送设备(皮带机、提升机等);破碎机。第一百零八页,共一百二十五页,2022年,8月28日

水泥厂排放有害气体的设备有烘干机、粉磨设备和水泥窑。现有的干法水泥厂已很少采用烘干机,粉磨设备在使用有机化合物的助磨剂时,会有2%~8%的助磨剂挥发,随粉磨系统余风一起排放,排放量大约相当于20-40g/t水泥。有害气体排放量最大的是水泥窑,排放的废气中主要有CO2、气态的硫化物、氮氧化物、CO以及少量有机化合物等。CO除来源于水泥窑和分解炉中的燃料不完全燃烧外,还可能产生于原料中的有机碳化合物。第一百零九页,共一百二十五页,2022年,8月28日

10.1.2储存、包装和输送

在储存、输送和包装过程中难免有粉尘污染。输送设备本身可以做到密闭和负压操作,但在进料和出料时,极易产生粉尘飞扬。第一百一十页,共一百二十五页,2022年,8月28日

10.2水泥生产防尘技术

工艺设备防尘技术

(1)物料破碎破碎是矿山及生料制备工序中必须采用的工艺方法,粉尘排放是其主要污染物之一,治理的方法主要是通风除尘。采用抽出气体使设备各处都处于负压状态(约100Pa),加上较好的密封,可使设备不向外排出无组织的含尘气体。所抽出的气体必然带有大量粉尘,采用袋式除尘设备加以处理。第一百一十一页,共一百二十五页,2022年,8月28日(2)生料磨和粉磨防尘①

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