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文档简介

化学制药技术废气处理一般方法含悬浮物废气(又称粉尘)含无机物废气含有机物废气制药废气:制药废气特点:段时间内排放浓度高、数量大制药废气一般处理方法:高浓度废气:本岗位回收或做无害化处理低浓度废气:管道集中后进行洗涤、吸收或高空排放制药企业排出的悬浮物废气,来源:原辅材料的粉碎粉状药品中间体的干燥锅炉燃烧粉尘机械除尘洗涤除尘过滤除尘静电除尘处理方法:1.机械除尘机械除尘:利用机械力(重力、惯性力、离心力)将悬浮物从气流中分离出来优点:设备简单,运转费用低适用:含尘浓度高及悬浮物粒度较大((5——10)

10-6m以上)缺点:细小粒子不易除去2.洗涤除尘洗涤除尘:又称湿式净化,用水洗涤含尘废气,使尘粒与液体接触而被捕获,

并随水流走缺点:装置气流阻力大,运转费用大优点:除尘率较高,80%——95%,高效率的装置达99%后处理:排出的洗涤废水必须经过净化处理后方能排放装置:喷雾塔、填充塔、旋风水膜除尘器适用:极细尘粒((0.1-100)

10-6m)3.过滤除尘过滤除尘:使含尘气体经过过滤材料,把尘粒截留下来设备:袋式过滤器

注意:适用一段时间后,滤布的空隙堵塞,气流阻力增加,

需专门清扫滤布的机械(如敲打、振动),定期或连续清扫滤布适用:含尘浓度高低、尘粒小((0.1——20)

10-6m的气体)优点:除尘效率高,90%——99%缺点:不适于温度高、湿度大或腐蚀性强的废气4.静电除尘静电除尘:利用高压直流电引起电极附近发生电晕,使废气中的尘粒带电,带电

的尘粒在强电场作用下聚集到集尘电极,靠震荡装置清除优点:气流阻力小,高温下进行适用:含尘浓度低及细微尘粒((0.05——20)

10-6m)除尘率:很高,99.9%缺点:占地面积大,设备费高,运转费用高粒径分布幅度较宽的尘埃,两种或多种不同性质的除尘器组合使用例如:沸腾干燥器干燥氯霉素成品

氯霉素的干燥粉末随气流排出,经两只串联的旋风分离器出去大部分粉

末后,再经一只袋式过滤器滤去粒径细小的粉末,再安装洗涤除尘器,

可将尾气中的悬浮物基本除尽,还可以从洗涤水中回收一些氯霉素HCl、SO2

、NO、NO2

、N2

、Cl2

、NH3

、HCN酸、碱液吸收处理1.NH3

吸收(水、稀硫酸或废酸水)氨水、铵盐溶液农肥2.HCl、HBr水吸收酸回收利用酸性气体(残余)碱液吸收除尽3.HCN吸收(水或碱液)吸收液氧化、还原、加压水解等处理硝酸铵4.SO2

、NO2

、H2S(酸性)吸收(氨水)农肥综合利用5.NO(水溶性差)空气氧化NO2吸收氨水回收利用吸收塔吸收方式:直接吸收:气体通入吸收液中喷淋吸收:气体与喷淋的水接触(一)冷凝法过程:被冷却的气体与冷却液或冷冻液直接接触优点:有利于强化传热,但冷凝液需进一步处理接触冷凝:喷射器、喷淋塔或气液接触塔接触塔:填料塔、筛板塔喷射式接触冷凝器喷出的水流既冷凝蒸气,又带出废气,不必另加抽气设备筛板式接触冷凝器与填料塔相比,单位容积的传热量大1.接触冷凝2.表面冷凝称间接冷却应用:冷却壁把废气与冷却液分开,被冷凝的液体很纯,直接回收利用装置:列管式冷凝器:淋洒式冷凝器:螺旋板式冷凝器:传统的标准式设备传热性能好,传热系数比列管式冷凝高1—3倍,但不能耐高压浓度高于爆炸下限的废气可在一般的炉、窑中直接燃烧,回收其热能1.直接燃燃②气流混合良好有助于燃烧彻底

蓝色的火焰,说明操作良好

黄橙色的火焰,并拖着一条黑烟尾巴,说明操作不良③烟囱顶部喷人蒸汽,有助于消除不完全反应的问题操作:①将废气连续通人烟筒,在烟筒末端进行燃烧

设计恰当的燃烧器(炉)进行废气的燃烧(二)燃烧法优点:安全、简单、成本低缺点:未考虑综合利用和回收热能设备燃烧装置设有阻火器,防止回火引起爆炸烟囱或者废气燃烧器操作速度超过火焰的传播速度,一般大于60m/s燃烧产物含有有害气体:烟囱高度应由大气扩散计算得出

需要进一步处理燃烧产生的有害气体热力燃烧:废气中可燃烧的有害组分浓度较低(几百毫克/升)、发热值仅为40-800kJ/m3时,不能燃烧,必须采用辅助燃料来提供热量,使废气中可燃烧物达到着火温度而销毁条件:温度、停留时间和湍流2.热力燃燃注意:第一三步,快速和高度的不可逆反应,平均停留时间接近于零

第二步,高温燃气与废气完全混合,需要一定的停留时间(或反应器长度)

充分混合,降低反应温度,缩短停留时间

气体合适的停留时间:0.2一0.5s燃烧过程:①燃烧辅助燃料提供预热能量;②高温燃气与废气混合以达到反应温度;③废气在反应温度下充分燃烧。缺点:操作费用高,而且有回火及发生火灾的可能性

分类:辅助燃料在配焰燃烧器中形成许多小火焰,废气分别围绕小火焰进人燃烧室,使废气与火焰充分接触,因此能够迅速均匀混合,使燃烧完全配焰燃烧优点:可除去有机物及超微细颗粒物,结构简单,占用空间小,维修费用低辅助燃料先燃烧后混合,火焰较大、较长,易于控制,结构简单,但混合较慢,故设计时应着重解决混合问题,例如采用旋风燃烧器就是一种很好的形式离焰燃烧催化剂:降低反应进行的活化能催化剂要求:

活性高,特别在低温条件下的活性要高,以降低起燃点

热稳定性要好,即在高温下催化剂仍能保持其催化性能

抗毒性强

使用寿命长3.催化燃燃应用:治理制药工业和化学工业有机废气和消除恶臭有机废气中的碳氢化物催化剂300—400℃C02+H20催化剂分类:①贵金属类:Pt、Pd、Rb等,在催化剂中的含量为0.1%—0.5%

活性高,热稳定好,寿命长,但价格贵,来源困难②非贵金属氧化物或盐类非贵金属氧化物或盐类:Mn、Cr、Cu、Fe、Ni、Co

及稀土金属类氧化物或盐,一般含金属量为5%优点:操作温度较低,燃料耗量低,保温要求不严格,能减少回火及火灾危险缺点:催化剂较贵,需要再生,基建投资高,大颗粒物及液滴应预先除去,

而且不能用于使催化剂中毒的气体(三)吸收法吸收法:适当的吸收剂,除去废气中的有机物质适用:浓度较低或沸点较低的废气乙二醛水溶液或水胺类吸收硫酸吡啶

吸收

水醇和酚类

吸收亚硫酸氢钠溶液醛类

吸收柴油或机油有机溶剂(如苯、甲醇、醋酸丁酯等)

吸收(四)吸附法吸附法:将废气通过吸附剂,有机成分被吸附,再经加热、解析、冷凝

回收有机物质吸附剂:活性炭、氧化铝、褐煤,各种吸附剂有不同的吸附效果活性炭:对醇、羧酸、苯、硫醇等其他均有较强的吸附力对丙酮等有机溶剂次之对胺类、醛类吸附力最差特点:效果好、工艺成熟缺点:不适于处理浓度高、气体量大的气体否则,增加吸附剂,增加成本化学制药技术填埋法、焚烧法和热解法处理废渣焚烧法:使被处理的废渣与过量的空气在焚烧炉内进行氧化燃烧反应,使废渣中所含的污染物在高温下氧化分解而被破坏,高温处理和深度氧化的综合工艺处理有机物含量较高或热值较高的废渣当废渣中的有机物含量较少时,可加入辅助燃料适用范围:优点:减少废渣的体积消除有害物质回收热量使废渣完全氧化成无害物质COD的去除率可达99.5%以上占地不大,建造费用不高废渣锅炉风机回转炉650一1250℃水分和挥发性有机物①废渣的发热量:越高,即可燃物含量越高,焚烧处理的费用就越低发热量:>10460kJ/kg,点燃即自行焚烧

<4000kJ/kg,不能自行维持燃烧,靠燃料燃烧②焚燃的温度:一般:800一1100℃通常:800一900℃基本可符合要求若温度过低,燃烧不完全,污染物不能去尽

含C、H、O、N的化合物:生成无害的CO2、H2O、N2等,直接排放含Cl、S、P、F的物质:HCl、SO2、P2O5等有害物质生成,处理至符合排放标准后才能排放如:碱性药剂消石灰吸收:HCl、SO2等尿素或氨水处理:NO③烟气的处理:无机盐和氧化物含重金属等有害物质,回收利用或妥善处置

残渣中不应含有机物质,否则焚烧不完全残渣有污染性,不能随意抛弃④残渣的处理:

填埋法:土地填埋作为废渣的常用处置方法普遍采用的最终处置途径安全填埋在技术上包含卫生填埋根据废渣填埋的深度分:浅地层填埋深地层填埋根据处置对象的性质和填埋场的结构形式分:惰性填埋卫生填埋安全填埋目前普遍分类:卫生填埋:安全填埋:处置城市垃圾等一般废渣以危险废渣为处置对象惰性填埋法:指将原本已稳定的废渣,如玻璃、陶瓷及建筑废料等,置于填埋场,表面覆以土壤的处理方法。应用:贮存功能不在污染的防治(或阻断)功能极为简单a.据废渣处理量,构筑适当大小的填埋空间,并需筑有挡土墙b.入口处竖立标示牌:废渣种类、使用期限、管理人c.周围设有围篱或障碍物d.填埋场终止使用时,应覆盖至少15cm的土壤填埋所需遵循的基本原则3.卫生填埋法卫生填埋场基本结构:指将一般废渣(如城市垃圾)填埋于不透水材质或低渗水性土壤内,并设有渗滤液、填埋气体收集或处理设施及地下水监测装置的填埋场的处理方法

应用:城市垃圾填埋、化工厂废渣填埋等,最普遍的填埋处理法卫生填埋场防渗结构:防止对地下水的污染,进行人工防渗《城市生活垃圾卫生填埋技术规范》(CJJ17一2001)自然防渗和人工防渗结构进行了具体规定①按设计进行施工,并应在专业人员现场监督指导下进行②最后封场应在填埋场上覆盖黏土(20-30cm)后再覆盖自然土(20-30cm),压实③封场后应覆盖植被④封场坡度宜为5%(考虑堆体的稳定性和可操作性)⑤考虑地表水径流、排水防渗、覆盖层渗透性和填埋气体堆覆盖层的顶托力等因素,使最终覆盖层安全长效卫生填埋场的封场安全填埋场结构:指将危险废渣填埋于抗压及双层不透水材质所构筑并设有阻止污染物外泄及地下水监测装置的填埋场的一种处理方法应用:专门处理危险废渣,需经过稳定化预处理4.安全填埋法安全填埋场防渗层结构:《危险废渣填埋污染控制标准》GB18598一200D然材料衬层、复合衬层或双人工衬层等类型封场结构:最终覆盖层应为多层结构包括:底层(兼做导气层)、防渗层、排水层及排水管网、保护层、植被恢复层封场后:继续进行以下工作,并持续到封场后30年维护最终覆盖层的完整性和有效性维护和监测检漏系统继续进行渗滤液的收集和处理继续监测地下水水质的变化较少的设备与管理费:推土机、压实机、填土机等处理量弹性:废渣量增加,增加少数的作业员与工具设备或延长操作时间操作较容易,维持费用较低,装备和土地不会有较大的损失所需土地少:压缩后体积只有原来的30%、50%覆盖土量与垃圾量的比是1:4能够处理各种不同类型的废渣,减少收集时分类的需要性施工期短填埋后的土地有更大的经济价值,如作为运动或休憩场所优点:需要大量的土地填埋场的渗滤液处理费极高填埋地在城市以外或郊区,运输费用高冬天或不良气候,如雨季操作较困难需每日覆土,若覆土不当,易造成污染问题(露天弃置)优质覆土材料不易取得缺点:热量状态焚烧法放热,热量可以回收利用热解法吸热产物其他水和二氧化碳,无利用价值存在二次污染可燃的小分子化合物:回收利用气态:H2、CH4

CO、CO2,液态:甲醇、丙酮、乙酸、乙醛、焦油和溶剂油固态:焦炭或炭黑便于储存运输热解法:在无氧或缺氧的高温条件下

,使废渣中的大分子有机物裂解为可燃的小分子燃料气体、油和固态碳等废物从炉顶投人,经炉排下部送来的重油、焦油等可燃物的燃烧气体干燥后进行热分解上层为已炭化物、未燃物和灰烬等,用螺旋推进器向左边推移落入下层炉排,将未燃物完全燃烧分解气体和燃烧气送入焦油回收塔,喷雾水冷却除去焦油后,经气体洗涤塔洗涤后用作热解助燃气体,焦油则在油水分离器中回收炉排上部的炭化物层温度为500-600℃,热分解炉出口温度300-400℃,废物加料口设置双重料斗,可以连续投料而又避免炉内气体逸出流态化热载体为惰性粒子,燃烧用空气兼起流态化作用,在燃烧炉③内加热后,经连接管④送至热解炉①内,把热量供给垃圾热分解后再经过回流管②返回燃烧炉③内垃圾在热解炉①内分解,所产生的气体一部分作流态化气体循环使用加入一部分水蒸气,产生水煤气生成的烟尘、油可在燃烧炉③内循环作为载体加热燃料使用在窑的出口设有燃烧器,喷出的燃烧气逆流直接加热垃圾,使其受热分解而气化。残渣落人水封槽内急剧冷却,从中可回收铁和玻璃质将垃圾用锤式剪切破碎机破碎为10cm以下送贮槽后,用油压式冲压给料器将空气挤出并自动连续地送人回转窑内与污泥联合热解由联合处理装置排出的尾气,经过静电除尘、袋滤器、洗涤器等净化设备处理后排空,装置的急冷用水进行一般处理后排放装置所排残渣中的微量元素①铍、汞、镉、铅等经分析确认其不会对环境产生危害时,残渣可进行填埋处置

②铜、铝、铁、玻璃等无机物可直接回收化学制药技术氮氧化物废气处理常压下水不吸收NO水吸收NO2时还放出部分NO水净化NO时,气体净化效率有一定的局限性,尤其是含NO达95%的废气,不适宜于用水吸收采用强化吸收或延长吸收法以提高其NO还的回收效率1.水吸收法H2O+NO2HN03+HN02

HN03+NO+H202.酸吸收法(1)原理2N0+O22NO2

2NO2十H2OHNO3+HNO23HNO2HNO3

+H2O+2NO

(2)工艺:

25%—30%硝酸来洗涤含NO废气,洗涤后的废气含氮氧化合物不超过150mg/L,再进人第2清洗区用水清洗,排出的液体可循环作为吸收液使用催化剂吸收法:硝酸在装满起催化作用的填料的填料塔中吸收NOX

含有NOX废气进人催化吸收塔中与来自解吸塔并经冷却后的“漂白”硝酸在起催化作用的填料上逆流接触,将NOX回收为HNO3应用:含NOx废气的处理,甚至含NOx较低时,常压下处理NOx,成为

硝酸,再综合利用(3)发展氨水吸收NOX时,挥发的NH3在气相与NOX和水蒸气反应生成铵盐气相生成的铵盐是气溶胶微粒,不被水或碱液吸收,逸出的铵盐形成“白烟”吸收液生成不稳定,当浓度较高且吸收热超过一定温度或溶液pH值不合适时,会发生剧烈的分解甚至爆炸氨水吸收NO的实际应用受到了很大的限制3.碱液吸收法(1)原理:碱性溶液与NOX反应生成硝酸盐和亚硝酸盐

与N2O3(NO+N02)反应生成亚硝酸盐Na2CO3吸收NOx的活性小于NaOH的活性Na2CO3吸收NOX,产生C02气体,影响氮氧化物溶解吸收,对N2O3影响最大NaOH吸收NOX时,则不产生气体工业上多采用氢氧化钠和碳酸钠,尤以碳酸钠应用较多碳酸钠的处理效果不如氢氧化钠,原因在于:常用:30%以下的NaOH10%—15%Na2C03溶液设备:2、3个串联的填料塔或筛板塔所得吸收液:NaN02浓度达到35%,用于染料生产,或者制取亚硝酸钠生产规模、含NOX废气量的多少、含NOx工废气的浓度确定是否需要回收亚硝酸盐或硝酸盐副产物

如果不考虑回收副产物,可否直接排放再考虑设备选型或者设备的设计制造应用碱吸收法处理制药生产中含NOx废气时,要具体考虑多种因素将氮氧化物浓度由1500—3000mg/L降到50mg/L,处理效率较高分子筛:氢型丝光沸石、氢型皂沸石、脱铝丝光沸石丝光沸石:一种常用的分子筛,具有很多空隙,高比表面积,

一般为

500—1000m2

/g,可以选择性地吸附氮氧化物1.分子筛吸附法一般采用2—3个吸附器,以便交替吸附和再生含NOx0.35—0.38%的硝酸尾气经第一、第二氨冷器[冷到(10士2)℃]和各种的分离器其气体自下而上进人吸附器,经吸附净化后的废气由排气筒放空净化气中NOX升到规定转换浓度400mg/L时,切换再生尾气进人另一吸附器工艺流程:用空气间接加热到(350士20)℃或(400士20)℃,由上而下将床层再生控制床层下部温度为90℃(或50℃)时,利用空气净化气将床层之蓄热传到床层下部可使床层达300℃,将吸附的NOx、水和硝酸解吸自吸附塔出来的解吸气中NOX低于400mg/L时,改用吸附后的低温净化气冷却至常温,即可转人吸附,于是构成吸附再循环吸附剂再生吸附的影响因素①NOx浓度:

自开始吸附到吸附后净化气中NOX

含量达到规定的浓度,这段时间

称转效时间

单位重量吸附剂在转效时间内吸附NOX的量称为转效吸附量

随着NOX浓度增加,转效时间缩短,吸附容量下降

因为:绝热吸附使废气中NOx,浓度增高,吸附过程放出热量增加,床层

温度随之升高,吸附容量下降②废气中水汽含量:干燥废气比潮湿废气的吸附容量高得多

因为:水的极性比NOx强,水分子先被沸石吸附,占据了部分表面,

减少了对NOx的吸附量③空速和温度对吸附量:

在相同温度下,空速增大,吸附容量下降

因为:缩短了气体与吸附剂的接触时间,而使床层“穿透”提前,转效

时间缩短,而使吸附容量下降。在相同空速下,温度升高,吸附

容量下降⑤再生气温度:增温,床层吸附水分及生成硝酸量增加,它们较NOX更难解吸,

加热时间长,增加热能消耗,降低吸附量④再生床层温度:再生温度低,解吸不完全,造成下一循环吸附量下降活性炭对低浓度NOX有很高的吸附能力,其吸附量超过分子筛和硅胶解吸后的NOX可以回收吸附NO2,还能促进NO氧化成NO2利用特定的活性炭可以将NOX还原为N22.活性炭吸附法①氧含量:废气中氧含量大,则净化效率高

氧含量为0时,则NOx的出口、入口浓度之比接近于1

氧含量为20%时,相同时间,其NOx的出口、入口浓度比接近于0

含氧量高时,利于活性炭促进NOX氧化还原作用,如NO氧化为NO2之故②水分:利于活性炭吸附NO,当湿度大于50%时,影响更为显著③吸附温度:降低温度利于活性炭对NOX的吸附④接触时间和空塔速度:接触时间长有利于活性炭对NOX的吸附

加大空塔速度,减少接触时间,不利于吸附化学制药技术二氧化硫废气处理S02是一种容易被吸附的气体吸附剂:活跬炭、活化煤、活性氧化铝、沸石、硅胶吸附过程:物理吸附和化学吸附解吸:加热、减压

(被吸附剂吸附的S02解吸出来)③添加剂:金属盐溶液,提高吸附能力,Ca、Fe、Mn和Ce的金属盐溶液浸渍活性炭,吸附能力↑1.影响吸附回收S02的因素①废气中水和氧的含量:

氧气:被吸附的SO2与O2发生作用形成S03

水:S03生成H2S04

增加了S02的吸附量②温度:温度低时,吸附量大,反之,则吸附量小活化煤的吸附容量:0.3g/1000g活化煤活性炭的吸附容量较大,达到120—150g/1000g活性炭硅胶的吸附容量:40g/100Og硅胶合成沸石的吸附容量最大,可达290g/1000g分子筛2.吸附剂种类应用最广泛,一种良好的吸附剂物理吸附:废气中不存在有水蒸气和氧时物理吸附和化学吸附:有水蒸气和氧气时

活性炭表面催化作用,提高了活性炭对S02的吸附容量催化剂:Cu、Fe、Ni、Mn等金属盐的溶液浸渍活性炭,提高吸附能力

(金属氧化物能很好地吸附S02,并催化S02的氧化反应)活性炭活性炭吸附S02后,降低了它吸附S02的能力活性炭进行再生:加热再生法和洗涤再生法硅沸石(增水分子筛)对S02

的吸附选择性高:N2、02、C02等多种气体存在时,选择性地吸附S02吸收液的再生方法分类:Na2C03或NaOH来吸收废气中的S02,获得较多的高浓度S02气体和Na2SO4亚硫酸钠循环法:热再生,吸收剂循环使用钠盐一酸分解法:吸收液酸分解,吸收液直接加工成

产品吸收剂在洗涤过程中不挥发具有较高的溶解度不存在吸收系统中结垢堵塞问题吸收能力高优点:再生:将含Na2S03和NaHS03的吸收液热再生

释放出S02↑,可进一步制成硫酸和硫酸盐产品

Na2S03经固液分离,并用水溶解后返回吸收系统1.亚硫酸钠循环法工艺原理:NaOH(Na2C03)+S02Na2S03Na2S03+S02NaHS03吸收剂:NaOH、Na2C03

溶液循环液:不循环使用

加工成产品一一亚硫酸钠

(化工原料:用作织物、

化纤、造纸工业漂白剂、

照相显影材料及还原剂等)2.亚硫酸钠法应用:含S02低浓度的废气①吸收S02过程:溶液中的H+不断增加,使pH下降;吸收液出塔的pH5.0一6.5工艺流程:S02吸收,NaHS03中和及无水Na2S03的结晶制备吸收液NaOH溶液(中和吸收液)使pH=7以蒸汽加热驱赶CO2加碱中和至pH一12加入适量的Na2S溶液除去Fe和重金属离子活性炭脱色过滤含21%Na2S03的清液离心母液再循环使用结晶水2%—3%的Na2S03晶体烘干热空气②中和结晶过程:优点:处理费用比较低,处理后产品可以化肥的形式提供农业使用缺点:氨易挥发,吸收剂的消耗量较多氨一酸法氨一亚硫酸铵法氨一硫铵法分类:优点:工艺成熟,设备简单,操作方便,副产品可用做化肥工序:吸收、分解、中和1.氨一酸法(1)吸收2NH3

·H20+S02

(NH4)2S03

+H20(NH4)2S03

+S02

+H202NH4

HS03循环使用NH4HS03+NH3

(NH4)2S03吸收,循环液中NH4HS03浓度增大,吸收S02的能力下降,

吸收液中氨使部分NH4HS03转变为(NH4)2SO3溶液中S02和NH3的摩尔浓度比为0.9时,应从循环系统中取出部分循环液,送入分解塔用浓硫酸分解,得到100%的S02和(NH4)2SO4,溶液分解液中NH4HS03含量愈高,硫酸浓度愈高,分解时硫酸消耗量就愈少,反应速度就愈快,设备体积就愈小一般采用93%—95%以上的硫酸,理论过量30%—50%(2)分解:(c)中和:分解液中,过剩的硫酸用氨中和

H2S04+

2NH3

(NH4)2S04 H2S04+2NH3.H20 (NH4)2S04十2H20吸收液浓度的选择:

①保证对SO2有较高的吸收率,使排出尾气中S02浓度符合排放标准,保证排放尾气中S02浓度小于200mg/L

②制备高浓度的NH4HS03吸收液,使分解、中和时尽可能耗用较少的(NH4)2S04硫酸铵溶液可直接作肥料或得到固体硫铵做化工原料氨的加人量略高于理论值2.氨一亚硫酸铵法吸收S02后的吸收液,不用酸分解,直接加工成亚硫酸铵产品,制造纸浆流程简单,可减少硫酸和氨的消耗氨来源广,气氨、氨水、固体碳酸氢铵均可作铵源固体碳酸氢铵脱硫制取固体亚硫酸铵的基本原理及工艺流程特点:(1)原理2NH4HC03十S02(NH4)2S03十H20十C02

↑(NH4)2S03十S02+H202NH4HS03废气中有氧,发生氧化反应:(NH4)2S03+0.502(NH4)2S04吸收液主要含有NH4HS03,呈酸性:

NH4HS03+NH4HC03

(NH4)2S03+H20+C02

↑吸热反应,溶液即可降到0℃以下,(NH4)2S03比NH4HS03在水中溶解度小,(NH4)2S03过饱和而从溶液中结晶析出,将此悬浮液离心分离制取固体亚铵(2)工艺流程:吸收、中和及分离要使

S02吸收完全,要求碱度较高,采用两段吸收法吸收:含S02的废气,经过两个串联的吸收塔,第一吸收塔应尽可能维持较高的

吸收液浓度并尽量提高吸收液中(NH4)2S03和NH4HS03的比例以便生成

的(NH4)2S03,并不断导出部分溶液送至中和工序,制取固体亚铵中和:第一吸收塔引出高浓度NH4HS03溶液,在中和器内与加入的固体

NH4HC03,搅拌反应,

NH4HS03转变为(NH4)2S03,过饱和,

析出(NH4)2S03

·

H20结晶分离:由中和器底部引出的含(NH4)2S03

·H20晶体的悬浮液进人离心机,

分离出固体亚铵,作为产品,滤液进人母液贮槽再送人第二吸收塔

继续循环吸收S02注意:加入对苯二酚、对苯二胺等阻氧剂,

抑制吸收液的氧化((NH4)2S03氧化成(NH4)2S04)3.氨一硫铵法特点:氨作吸收液,用空气氧化的脱硫方法制取(NH4)2S04,

方法简单,设备少,消耗酸少,副产品硫铵是制取氮磷复合肥料的原料(1)基本原理(NH4)2S03+02

(NH4)2S04

选取易吸收氧的设备,如填料塔

塔内:气速和溶液的浓度低,吸收液温度高

催化剂:如活性炭、锰离子

吸收塔后再设立氧化塔促进吸收塔的氧化:吸收塔:填料塔,提高吸收液的氧化能力,采用增氧措施氧化塔:增设旋转雾化器以产生较多的微气泡,增加接触面,提高氧化能力氧化的压缩空气:需加湿到饱和,防止雾化器出现(NH4)2S04过滤:氧化后的溶液用NH3来调整pH,碱性,溶液中的Ni和Fe等重金属以氢

氧化物沉淀,经过滤除去分离、干燥:溶液中的NH3用H2S04中和为(NH4)2S04,母液经浓缩,结晶、

分离、干燥可得硫铵产品(2)工艺流程:吸收、氧化、过滤、结晶分离、干燥特点:吸收过程不生成沉淀物,吸收效率高,但碱耗量大吸收废气中的

SO2(Na2CO3、NaOH或Na2SO3)与石灰或石灰石反应CaSO3或CaSO4沉淀再生后的NaOH溶液返回洗涤器或吸收塔更新使用分类:钠碱双碱法碱性硫酸铝石膏法得Na2SO3-NaHS03的吸收液废气中氧,约有5%一10%Na2S03被氧化成Na2S04,不断积累降低吸收液对S02的吸收率不断从系统中排除(NaOH、Na2CO3、Na2SO3)吸收液SO2再生石膏循环使用①煅烧:高温,石灰石被烧成CaO②吸收:废气中的S02即被CaO所吸收,CaS03③氧化:

CaS03被氧化生产硫酸盐④硫酸盐等颗粒物随气流排至旋风除尘器和电除尘器被捕集下来1.石灰石/石灰直接喷射法(1)原理:将固体石灰石或石灰粉料直接喷射到废气处理炉内投资少:除贮存研磨、高温反应炉和喷射装置外,不再需要其他设备脱硫效率低:

①反应炉内石灰石一石灰与废气反应,可能产生污染沉积在管束上

使系统阻力增大

②气流中未反应的石灰石一石灰导致电除尘效率显著降低

(2)特点:制药生产产量小,废气量也小不选用石灰石一石灰直接喷射法处理制药废气中的S022.石灰石/石灰湿式洗涤法抛弃法、石灰一石膏法和石灰一亚硫酸钙法石灰一石膏法吸收:用石灰石或石灰浆液吸收废气中的S02,先生成亚硫酸钙氧化:

CaS03被氧化为CaS04(1)脱硫原理:(2)工艺流程:石灰石或石灰浆吸收塔废气CaS03和CaS04的混合浆液pH6浆液氧化塔压缩空气(氧化)石膏浆离心成品石膏吸收设备应具备:塔持液量大,气液相间相对速度高,气液接触

面积大,内部构件少,压力降小吸收塔:填充塔、筛板塔、喷雾塔及文丘里洗涤器(3)设备:浆液pH,pH6石灰石粒度,200—300目为宜吸收温度,49—50℃增加吸收塔的持液量增加液气比。例如,废气中S02浓度为800—900mg/L,pH=7时,控制液气比为10一15L/m3,脱硫率可以达到98%以上(4)影响因素:化学制药技术含氯废气处理①氯含量:<Img/L,无害,不需处理②氯含量:1—104mg/L,有害,水或碱处理,水一碱联合处理,氯的浓度低,不需回收利用③氯含量:1×104—2×105mg/L,毒性大,严重影响人及生物健康和生命,回收利用

如,碱吸收制取次氯酸和漂白剂,氯化亚铁溶液或铁屑吸收制取三氯化铁,

用溶剂法、吸附法处理,均可综合利用④氯含量:20%一70%,对人和生物严重危害,必须回收或综合利用⑤含氯量:>70%,可直接返回氯化反应循环利用或者贮备利用1.含氯废气分为5种情况2.选择合适的净化方法高含量的含氯废气:压缩冷冻法、燃烧—水吸收—电解盐联合法

氯化亚铁溶液吸收—高温氧化—三氯化铁联合法中等气量的含氯废气:氢氧化钙吸收一酸分解联合方法、溶剂吸收法、

固体吸收法小气量的含氯废气:碱液吸收法、溶剂吸收法、固体吸收法、Ca(OH)2吸收一酸分解联合法根据含氯废气的组成、浓度、气量大小、各工厂企业的设备技术条件以及当地的环境保护的具体要求和情况,在进行科学试验的基础上,进行技术论证和分析,选取合适的处理方法。在可能的条件下,要做到净化与综合利用同时进行,尽可能将废气中的氯转化成有用的含氯产品。吸收剂:NaOH、Na2C03、Ca(OH)2等碱性水溶液或浆液副产品:次氯酸盐连续:溶液中有足够的

OH-,氯的溶解、吸收就将继续下去效率高:达99.9%结果处理:出口氯气含量可小于10mg/L,pH的降低、次氮酸盐和金属氯化物

浓度的提高,定期抽出合格的次氯酸盐溶液,并补充新鲜碱液,保证在较高pH下吸收,防止吸收液中盐结晶而造成管道堵塞影响因素:在一定温度下,碱溶液的浓度或者pH值设备:填充塔、喷淋塔、波纹塔、旋转塔等特点:①碱液吸收效率高,吸收速率较快,工艺设备比较简单,价格低廉,回收废气中的氯可制取中间产品,制药工业中

得到

采纳应用

②考虑次氯酸盐易分解,会造成二次污染,因此对该产品的综合处理及利用是很重要的含氯废气可在波纹填料塔内逆流吸收,生成副产品次氯酸钠含氯废气从塔底部进入与自上而下的喷淋水逆流洗涤,除去含尘的固体和盐酸雾,并降低气温洗涤后的含氯废气送入波纹板塔底部与自上而下的含Na2C03的溶液逆流吸收,

Na2C03溶液在塔内通过循环泵进行循环,直到碳酸钠含量只有15—20g/

L时,吸收液可制取次氯酸钠和氯化钠1.Na2C03溶液吸收法Ca(OH)2乳液吸收含氯废气,得漂白液、漂白粉和漂白精等漂白剂Ca(OH)2乳液:Ca(OH)2含量很高,而CaC03含量应小于5%,Mg和Si的氧化物含量小于1%,Mn和Fe的氧化物不得超过痕迹量操作:在反应塔中,石灰乳从塔顶向下流动,与逆流向上的含氯废气接触反应,石灰乳经多次循环吸收,直至CaO含量仅为2—4g/L止,经澄清后,上清液即为漂白液产品2.

Ca(OH)2乳液吸收法注意:两步氯化法反应过程中会逸出H2、HCl等,水洗后排空

FeCl2溶液,经3个串联的含氯废气吸收塔吸收氯气,

FeCl2全部转变为FeCl3溶液

FeCl2易结晶析出,如果贮存,需夹套保温,或用蒸汽加热3.FeCl2溶液或者铁屑吸收法制得三氯化铁产品两步氯化法:第一步氯化:铁屑与浓盐酸反应,或者与FeCl3溶液反应生成中间产品FeCl2溶液第二步氯化:用FeCl2溶液吸收含氯废气中的氯,生成FeCl3产品优点:①避免了两步法的工艺流程复杂,消耗大量的盐酸,且氢气不能回收

再者,为防止氯化亚铁结晶析出,两步法需消耗蒸汽②一步氯化法是将含氯废气通过2—3m高的水浸泡铁屑反应塔,即可反应完毕

一步法反应速度快,对含氯废气处理效率高一步氯化法:将含氯废气直接通人反应塔中,使铁、氯和水一步合成三氯化铁水溶液氯气在水中的溶解度取决于氯气的分压和溶液中氯的摩尔分数,当增加氯的分压和降低温度(不低于零度)时,就能增加氯在水中的溶解度国外:低温高压水吸收氯气,用加热和减压的方式解吸来回收氯气

英国:加压水吸收一减压解吸系统,水温维持在10—100℃,对氯—C02混合气体的

C02

分压<0.15MPa与水接触,氯形成氯—水溶液,减低系统压力使氯从氯—水

溶液中释放出来,残余的氯—水溶液返回吸收系统循环利用1.

水吸收法特点:氯一水系统带压操作,对设备要求较高,国内采用加压水吸收法回收氯气的工艺用水吸收处理低浓度含氯废气的工艺相对较为简单,完全适合我国国情溶剂吸收法:使用除水以外的有机或无机溶剂洗涤含氯废气,使溶剂吸收

其中的氯,后用加热或减压解吸溶剂中的氯气,解吸后的溶

剂循环使用,或将含氯溶液作为生产原料用于生产过程溶剂:苯、一氯化硫、

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