第十一章-废气的综合治理技术

第十一章废气的综合治理技术

化工安全与环境保护

除尘技术2烟气处理技术3化工废气的来源及特点1第十一章废气的综合治理技术了解化工废气的来源和带来的大气污染问题，认识化工废气污染带来的危害性，熟悉化工废气污染防治的基本技术措施，根据废气污染实际情况，能够采取有效的化工废气防治措施。培养学生在化工生产过程中，具有预防和治理化工废气污染的技术工作能力。知识目标教学目标第一节化工废气的来源及特点12化工废气的来源化工废气的特点3石油化工废气污染物一、化工废气的来源案例一伊拉克战争造成的油井火灾是对空气造成污染的例证，油燃烧所产生的硫酸和碳酸将产生酸雨，破坏周围阿拉伯国家极其宝贵的绿色植被和农田，它不仅将使中东地区的环境恶化，也造成全球大气污染。战争造成的油田大火把大量污染物拋向空中，污染物在风力作用下，向全球各地扩散。燃烧的油井每月向大气层释放上百万吨烟灰，里面包含碳黑微粒、沥青微粒、二氧化硫、碳酸及致癌的烃和剧毒混合物。一、化工废气的来源表11-1石化工业废气主要污染物行业废气名称主要污染物来源石油炼制总烃油品储罐、污水处理隔油池、工艺装置加热炉、装卸油设施、烷基化尾气、轻油和烃类气提出运设施及管线、阀门及泵等的泄漏氧化沥青尾气苯并（a）芘沥青装置催化再生废气SO2、CO、CO2、尘催化裂化装置燃烧烟气SO2、NOX、CO、CO2、尘加热炉、锅炉、焚烧炉、火炬含硫废气SO2、H2S、氨含硫污水的汽提、加氢精制、气体脱硫、含硫尾气的回收处理臭气SO2、硫醇、酚油品精制、硫磺回收、脱硫、污水处理、污泥处理一、化工废气的来源续上表行业废气名称主要污染物来源石油化工燃烧烟气SO2、NOX、CO、CO2、尘裂解炉、加热炉、锅炉、焚烧炉、火炬工艺废气烷烃、烯烃、环烷烃、醇、芳香烃、醚酮、醛、酚、酯、卤代烃、氰化物SO2、NOX、卤化物、CO甲醇、乙醛、醋酸、环氧丙烷、苯、甲苯装置，乙基苯、聚乙烯、聚丙烯、氯乙烯、苯乙烯、对苯二甲酸装置，顺丁橡胶、丁苯橡胶、丙烯腈、环氧氯丙烷装置一、化工废气的来源续上表行业废气名称主要污染物来源合成纤维含烃废气总烃催化重整、芳烃抽提、对二甲苯、常减压装置、轻油储罐燃烧烟气SO2、NOX、CO、CO2、尘加热炉、锅炉、焚烧炉、火炬刺激性废气甲醇、甲醛、乙醛、除酸、环氧乙烷、己二腈、己二胺、丙烯腈、对苯二甲酸、二甲脂对苯二甲酸、对苯二甲酸二甲脂、己二胺、丙烯腈、聚丙烯腈、腈维装置，硫氰酸钠溶剂回收装置石油化肥燃烧烟气SO2、NOX、CO、CO2、尘加热炉、锅炉、焚烧炉、火炬工艺废气CH4、H2S按、尿素、尘、SO2、NOX、CO、CO2合成氨、硫磺回收尾气、合成氨弛放气、氨冷冻罐排气、尿素造粒塔排放口、硝酸装置尾气、氨中和器排放口等二、化工废气的特点1.易燃易爆气体多这类气体是由酮、醛、易聚合不饱和烃等。这些气体如采取的措施不当，易引起火灾、爆炸事故，因此，对这些气体的处理是用专设的火炬系统去进一步燃烧。二、化工废气的特点2.排放物大都有刺激性和腐蚀性化工企业排放刺激性和腐蚀性的气体主要有：二氧化硫、氮氧化物、氯化氢和氟化氢等。其中二氧化硫和氮氧化物的排放量最大。这些气体对人体健康具有损害外，对农、林、牧草业的生长破坏也大。二、化工废气的特点3.浮游粒子种类多、危害大化工企业在生产过程中，排放的浮游粒子包括：粉尘、烟气和酸雾等，种类繁多。各种燃烧设备排放的大量烟气和化工生产中排放的各种酸雾对环境危害较大。烟气中的微小碳粒子吸附能力很强，能吸附烟气中的焦油状碳氢化合物。三、石油化工废气污染物1.含硫化合物2.氮氧化物3.碳氢化合物4.粉尘5.有机挥发物三、石油化工废气污染物案例2：1930年12月1日，比利时Muse溪谷发生了大气污染，导致了比平时多10倍的居民死亡。当时，这个地区持续逆温和无风天气，炼钢厂、硫酸工厂、炼锌厂、玻璃厂等工厂排放的SO2等有害气体导致了很多急性呼吸道病患者。包括家畜在内的死亡集中发生在12月4日和5日，多数死者是慢性心肺病患者。事后调查推测当时的SO2浓度高达9～38ppm。第二节除尘技术12除尘装置的技术性能除尘装置的分类与除尘原理第二节除尘技术表11-2粉尘的净化控制技术技术名称重力沉降除尘技术吸附与吸收除尘技术电收尘技术技术机理重力原理吸附、吸收原理电场原理典型装置沉降室旋流除尘器布袋除尘器过滤除尘器吸收洗涤塔静电除尘器除尘效率90％或以下95％以上98％以上广泛应用领域

小型设备、低烟气量的粉尘处理工业生产（如水泥、医药）、有害粉尘的处理大型燃煤设备其它工业设备一、除尘装置的技术性能1.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[(标准)/h，(标准)/s]。一、除尘装置的技术性能2.除尘装置的效率（1）除尘装置的总效率（2）除尘装置的分级效率（3）除尘装置的通过率（除尘效果）（4）多级除尘效率

(11.1)二、除尘装置的分类与除尘原理1.机械式除尘器（1）惯性除尘器（2）旋风除尘器（3）重力沉降室二、除尘装置的分类与除尘原理（a）～（c）惯性除尘器二、除尘装置的分类与除尘原理（d）旋风除尘器（e）重力沉降室图11-1机械除尘器二、除尘装置的分类与除尘原理2.过滤式除尘器过滤式除尘器则使含尘气体通过多孔滤料，把气体中的尘粒截留下来，使气体得到净化。图11-2过滤式除尘器二、除尘装置的分类与除尘原理3.湿式除尘器湿式除尘也称为洗涤除尘，该方法是用液体（一般为水）洗涤含尘气体，使尘粒与液膜、液滴或气泡碰撞而被吸附，凝集变大，尘粒随液滴排出，气体得到净化。二、除尘装置的分类与除尘原理图11-3湿式除尘器二、除尘装置的分类与除尘原理4.静电除尘器静电除尘器利用高压电场产生静电力（库仑力）的作用实现固体粒子或液体粒子与气流的分离。其工作原理是利用高压电场使烟气发生电离，气流中的粉尘荷电在电场作用下与气流分离。二、除尘装置的分类与除尘原理图11-4静电除尘器二、除尘装置的分类与除尘原理案例3：2006年08月，南京某村受附近水泥厂粉尘污染，该区环保部门非常重视。7月18日上午，区环保局执法人员和市监察队举报科负责人一同前往该水泥有限公司进行调查。第三节烟气处理技术12烟气处理技术概述脱硫技术34挥发性有机化合物的控制技术氯氟烃（CFCs）和卤族化合物类物质（ODS）的控制与消减一、烟气处理技术概述1.洗涤吸收法2.吸附法3.催化法4.燃烧法5.冷凝法二、脱硫技术1.燃煤的脱硫技术（1）氨法++→2+→（2）钠碱法+→2+→+++→2（3）钙碱法二、脱硫技术2．生产工艺与燃油设备硫排放的主要控制技术（1）废气净化技术（2）回收利用技术二、脱硫技术案例4：上海宝钢集团浦东钢铁有限公司特钢厂的30t电炉、AOD炉及LF炉车间，位于上海浦东黄浦江畔，离鲁浦大桥最近距离不足50m，对烟气治理的要求可见一斑，冶炼的任何时候都不允许烟气溢出厂房，否则后果将十分严重。三、挥发性有机化合物的控制技术1.催化燃烧法废气催化燃烧(又称催化氧化，或接触氧化)技术是指在较低温度下，通过催化反应器中催化剂的作用，将废气中的可燃性组分氧化分解的一种废气处理方法。三、挥发性有机化合物的控制技术图11-6催化燃烧法工艺原理三、挥发性有机化合物的控制技术2.吸附法吸附法的工艺原理是利用吸附剂将废气中的有机污染物成分吸附在吸附剂表面孔隙间，达到浓缩及废气净化的目的。三、挥发性有机化合物的控制技术图11-7吸附法工艺原理三、挥发性有机化合物的控制技术3.吸收法吸收法净化有机废气，最常见的是用于净化水溶性有机物。国内现已有一些有机废气吸收的实际应用实例，但净化效率都不高。目前在石油炼制及石油化工的生产及贮运中采用吸收法进行烃类气体的回收利用。三、挥发性有机化合物的控制技术图11-8吸收法工艺原理三、挥发性有机化合物的控制技术4.焚烧法治理的方式有多种，焚烧处理是最佳方式之一。的焚烧又分为直接燃烧法、催化燃烧法、蓄热式燃烧法，焚烧的目的是将有机气体高温燃烧破坏，使有机物分解成无机物（二氧化碳和水），实现废气达标排放及燃烧热能的回收利用。三、挥发性有机化合物的控制技术图11-9催化燃烧工艺示意图三、挥发性有机化合物的控制技术5.化学洗涤法化学洗涤法与洗涤吸收技术类似，它是使中的有害物与洗涤液中的特定物质进行化学反应，然后再对洗涤液进行相应的处理，并收集反应后的产物。三、挥发性有机化合物的控制技术6.生物分解法生物分解法是在已成熟的采用微生物处理废水基础上发展起来的处理有机废气的方法。通过附着在多孔、潮湿介质上的活性微生物，用大气中低浓度的有机废气为其生命活动的能源或养分，将其转化为简单的无机物或细胞组成物质。三、挥发性有机化合物的控制技术7.放电等离子处理法放电等离子处理工业尾气，是通过高电压放电形式，获得非热平衡等离子体，即产生大量的高能电子或高能电子激励产生的O、OH、N基等活性粒子，破坏C-H、C-C等化学键，使尾气分子中的H、、F等发生置换反应，最终生成CO2和H20，即工业废气通过放电处理最终变为无害物质。三、挥发性有机化合物的控制技术8.TiO2光催化法TiO2光催化法是近年来日益受到重视的污染治理新技术。具有化学稳定性好、无毒、价廉、易得、具有较正的价带电位和较负的导带电位等特点，是理想的光催化剂，也是目前使用最多的一类光催化剂。四、氯氟烃（CFCs）和卤族化合物类物质（ODS）的控制与消减1.CFCs和ODS控制概述氯氟烃（CFCs