第二章 大气污染治理3.ppt

1、(四)吸附法在气态污染物处理中的应用，低浓度SO2的处理，以活性炭为吸附剂去除废气中部分成分，可在常温下进行，工艺简单，再生时无副反应，是废气处理中最常用的方法。 活性炭对气体SO2的吸附能力一般不高，但存在氧气时吸附能力提高的原因是，存在氧气时在高活性吸附表面发挥催化氧化作用，将SO2氧化成SO3，存在H2O时形成H2SO4而被吸附在活性炭的细孔中，在上述吸附过程中物理吸附和化学反应同时存在号表示活性炭吸附的状态，第一种方法是用惰性气体给活性炭加热，引出再生的SO2制成别的产品。 该方法的缺点是消耗活性炭的一部分，除去约10重量的SO2，为了解决这个问题，降低操作费用，也可以用焦炭代替活性炭

2、。 再生方法，第二种方法洗涤再生：用水洗涤活性炭吸附的H2SO4，需要的水量多，只能得到浓度515的稀酸，用途极少，浓缩到9298需要复杂的过程和大量的热能。 第三种方法还原再生法：将活性炭上的硫酸以一定的方法还原成SO2或H2S，再使硫从活性炭中挥发，它们为浓缩产品，易于利用。 再生方法，2 .有机废气的吸附净化，活性炭吸附法是目前净化回收有机废气的方法，可以达到净化目的，回收有用的物质，降低生产和处理成本。 该方法工艺简单、效率高、适应生产变动性强、回收费用低，特别适用于低浓度范围(120g/m3)的废气。 活性炭对有机蒸汽有选择性的吸附作用，经蒸汽解吸凝结后，许多有机溶剂易于从水中分离，

3、能够回收高纯度的有机物。 活性炭可从废气中回收的有机溶剂：汽油、石油醚等烃类； 甲醇、乙醇、丙醇、丁醇等醇类； 二氯乙烷、二氯丙烷； 脂质、酮类、芳香族烃类。 3 .用吸附法除去氮氧化物的吸附剂主要有活性炭、硅胶、分子筛等。 这些吸附剂都是将NO氧化为NO2后，作为NO2吸附。 利用分子筛作为吸附剂净化氮氧化物是吸附法中最有前途的方法，国外工业装置用于硝酸废气处理，NOx浓度可从15003000ppm降低到50ppm。 作为吸附剂使用的分子筛有丝光沸石、皂泡沸石、BX型分子筛等，4 .除臭、活性炭、硅胶、离子交换树脂、活性白土等吸附剂都可以去除气体中的臭气成分，特别是活性炭可以很好地吸附除氨、

4、胺、醛以外的许多臭气。 用这种方法进行除臭时，必须首先根据臭气成分选择适当的吸附剂，确定适当的接触时间，提高吸附效率。 高温、含水、粉尘的废气也经过冷却、除尘、脱水等预处理过程。 三、凝结法、凝结法是通过降低系统温度、提高系统压力的方法使气态污染物凝结从废气中分离出来的过程。 特别适用于含有高浓度(一般为10000ppm以上)的具有回收价值的有机气体状污染物的气体的处理。 单纯的冷凝法往往无法达到规定的分离要求，常被用作净化吸附、燃烧等高浓度废气的预处理过程。 (1)凝结法的基本原理是，由于气体污染物在不同的压力和不同的温度下具有不同的饱和蒸气压，降低温度、增大压力，气体污染物的一部分凝结成液

5、体，可以达到净化或回收的目的。在一定的压力下，某种气体物质开始凝结出现第一滴液滴时的温度称为露点温度，因此如果将系统温度降低到某种气体污染物的露点以下，就会凝结分离。 通过增大系统压力，也可以使气态污染物在临界温度和临界压力下成为液态进行分离回收。 但是，这种方法处理费用高，现在很少采用。 (二)冷凝工艺和设备，18，冷凝设备：接触冷凝器，表面冷凝器，接触冷凝器：冷凝的有机污染物和冷却水混合，难以分离，容易引起二次污染，多用于不回收有机物的场合。 有利于传热，防腐问题容易解决的优点。 表面冷凝器：也称为间接冷凝器的冷却壁面将废气和冷却介质隔开，冷凝后的液体是纯粹的，可以直接循环利用。 (三)冷

6、凝管法的应用实例、排烟冷凝净化法排烟冷凝净化法从新的净化工艺90多岁开始就是欧洲部分国家的垃圾焚烧场，电站排烟处理系统实现了生产性运转。排烟冷凝净化法是用一组冷凝洗涤器将排烟冷却到露点温度以下来进行净化。21、排烟冷凝净化法是冷凝和吸收的双重作用是一种气体污染物去除率高、保养维护方便、对工艺残奥表适应性强、投资和运行成本低、有前途的空气污染治理技术。 (4)催化转化法、催化转化是使被处理气体状污染物通过催化剂床层，在催化剂的作用下发生催化反应，转化为无害物质，或者使处理和再利用变得容易的方法。 催化转化与吸收法、吸附法不同，不需要将污染物从主气流中分离，而且直接将有害物转化为无害物质，避免了二

7、次污染，简化了操作过程。 由于废气中气态污染物含量低，催化反应的热效应相对较小，一般不必考虑催化剂层的传热问题，大大简化了催化反应器的结构，常常只用绝热固定床反应器就能达到处理要求。 催化转化法由于具有上述优点，目前已成为控制大气污染的重要方法。 (1)催化作用和催化、催化作用气态污染物的净化只利用正催化作用，所使用的催化剂多为固体，即多相正催化作用，发生的化学反应有两种催化氧化和催化还原。 催化剂的实际功能是改变化学反应的反应过程，新的反应过程由一系列基元反应组成，各个基元反应的活化能小于原反应的活化能，从而加快反应速度。 2、催化剂、催化剂种类繁多，是由活性成分、助催化剂和载体3种物质组成

8、的复杂系统。 活性成分是催化剂中具有促进化学反应作用的成分，可以单独地在化学反应中发挥催化作用，作为催化剂中最主要的成分的助催化剂本身没有催化剂活性，但与活性成分共存时，能够显着提高活性物质的催化性能的载体是负载活性物质和助催化剂的物质，其作用主要是活性物质3、(2)催化转化过程和设备、1 -过程催化转化过程一般包括若干步骤，如预处理、预热、反应、佘热回收等。 (1)预处理废气的两个目的：之一是去除废气中含有的固体杂质或液体颗粒以及去除被催化剂表面复盖以防止活性降低的第二个目的是去除所含的催化剂毒物，因为这在技术上是困难的且不合理的，因此目前(2)预热：的各催化剂具有一定的活性温度，进入催化剂

9、床层的废气必须预热到催化剂的活性温度范围。 (3)反应：催化反应过程在催化反应器中进行，废气处理所使用的反应器多为固定床，其大小和型号由处理的废气的量和性质决定。(4)佟热回收：应该对反应热高的催化转化反应进行热回收。 如果在催化燃烧有机废气时能够产生大量的热量的话，可以设置热交换器和废热锅炉来回收热量，降低处理成本，有效利用能量。 在应用较多、处理量少的情况下，l过滤器2、风扇3、热交换器4、预热器5反应器、(3)催化氧化法的应用例、1催化氧化法除去SO2将V2O5作为催化剂，将SO2转换为SO3，进而转换为硫酸的反应式，通过2催化还原法除去NOX， 催化还原法去除NOX是利用还原剂在一定的

10、温度和催化作用下将NOX还原成无害的N2和H2O .其中之一是以H2、CH4等气体为还原剂，与废气中的NOX和O2同时反应，被称为非选择性催化还原法，使用的催化活性成分通常为Pt。 另一种是以NH3、H2S、CO等作为还原剂，它们有选择地只与NOx反应，而不与O2反应。 所使用的催化剂是Pt或Cu、Cr、Fe、v、Mo、Co、Ni等金属的氧化物，被称为选择性催化还原法。 3汽车尾气的催化净化、汽车及其他汽车发动机尾气中排放的污染物主要有NOx(10002000ppm )、CO (约5 )、烃(1000ppm以上)等，催化氧化法(一段净化法)和催化氧化还原法(二段净化法) 可以利用的一段净化法：

11、发动机排出的含有CO和碳氢化合物的废气和辅助人的二次空气混合进入催化剂反应器，在催化剂的作用下，CO和碳氢化合物被氧化成CO2和H2O，净化后的气体排出到大气中，这个流动不能除去NOx。 二段净化法：从发动机排出的废气首先通过一段催化反应器(还原反应器)，在催化剂的作用下，以废气中含有的CO为还原剂将NOx还原成N2，从一段反应器排出的气体进入二段催化反应器(氧化反应器)，从空气泵供给足够量的空气上述流程在使用的催化剂能够同时除去NOx、CO、烃时也可以采用转换法。 1-发动机2-自动调节阀3-空气泵4-还原转换器5-氧化转换器，5 .燃烧法、燃烧法是利用燃烧过程将废气中的可燃性气体、有机蒸汽

12、、微细尘粒等变成无害或容易去除的物质的方法。 其特点是能处理污染物浓度低的废气，净化度高，还能消烟除臭。 该方法工艺简单，操作方便，广泛应用于石油化工、有机涂料工业、垃圾处理厂等含有机污染物的废气处理中。 燃烧法可分为3种直接燃烧法、焚烧法、催化燃烧法。 (1)直接燃烧法、直接燃烧法直接点燃废气，在炉内或露天燃烧。 条件：此法处理的废气应充分含有可自燃可燃废气，可燃物浓度应高于最低起火极限。 对于烃类混合物，该极限的发热量为1923kJm3，为了能够正常燃烧，直接燃烧法要求废气的发热量高于该极限值，该方法能够处理高浓度H2S的火炬的优点是简单、低成本、安全，特别是生产变动大，间歇性地排放废气缺

13、点是一定量的污染物扩散到大气中。 这是因为，在燃烧难以充分进行的同时，大风会使一部分污染物扩散到大气中。 另外，火焰燃烧不能回收热能。 28、(2)热燃烧法、热燃烧也称为焚烧，利用燃料燃烧产生的热量将废气加热到高温，分解、氧化其中含有的污染物。 用于可燃性有机物质含量低的废气净化。燃烧条件：需要充分的氧气、充分的高温和适当的滞留时间，并需要高度的动作，为了保证高温气体和尾气的充分混合，必须保证燃烧完整。 (3)催化燃烧法、催化燃烧法在催化剂的存在下，在较低温度下进行燃烧，一般为200-400即可，由此，燃烧过程中只需要自给或稍微补充必要的热量即可。 催化剂以贵金属(铂、残奥铑)等为活性成分，多

14、以随机金属网、氧化铝、蜂窝陶瓷为载体。 催化燃烧法只能适用于污染物浓度低的废气。 这是因为，由于催化剂使用温度受到限制(一般小于800 )，污染物浓度过高时，在反应中放出大量的热量而使催化剂燃烧的可能性高，一般通过催化剂床层时的温度最好上升到55110左右。 含有涂料溶剂的气体、化工厂的恶臭气体都可以使用催化燃烧法，但是不能处理含有有机氯化合物和含硫化合物的废气。 这是因为在形成有毒的HCl和SO3气体的同时会引起催化剂中毒。 也不适合处理含有高沸点或高分子化合物的气体，生成物不完全氧化，堵塞催化剂表面。 (6)生物净化法、气态污染物的生物处理是利用微生物的生命活动过程将废气中的污染物转化为低

15、危害无害物质的处理方法。 由于生物处理过程应用范围广、处理设备简单、处理费用低，广泛应用于尾气处理，尤其适用于有机尾气净化过程。 生物净化法的缺点是不能回收污染物，也不适于处理高浓度气态污染物。 生物净化法根据处理中的微生物种类可分为好氧生物氧化和厌氧生物氧化2种。 气体状污染物的生物净化法主要有生物吸收法和生物过滤法两种。 (1)生物吸收法、生物吸收法是用吸收剂吸收气态污染物，使其从气相转变为液相，然后对吸收液进行生化处理的方法。 (32 )、生物过滤法、生物过滤法是利用附着在固体过滤材表面的微生物作用处理污染物的方法，常用于处理臭味废气。 生物过滤法处理的废气，1 .废气中含有的污染物能够

16、吸附在过滤材料2被吸附的污染物被微小生物分解，转化为低毒性或无毒物质的3生物转化的产物不影响主要的生物转化过程。 (33 )、(7)膜分离法使气体混合物以一定的压力梯度通过特定的薄膜，使每种气体具有不同的透过速度，分离混合物中的不同成分。 不同结构的膜可以分离不同的气态污染物，这就是气态污染物的膜分离法。 由于不同种类的气体分子通过膜时的渗透速度不同而被分离，一般混合气体分子量的差越大分离效果越好。 (1)基本原理是，第一类是通过多孔质膜的流动，该膜是微孔膜，孔径的大小为50300A。 该膜具有活跃的毛细管系统，对气体成分具有吸附力而流动，因此也称为“吸附型”膜，其渗透是细孔扩散机理。 第二，由于非多孔质膜的渗透，非多孔质膜实际上也有小孔，但孔径小，也称为“扩散型”膜。 可以用气体通过非多孔膜时的溶解机理来说明。 首先气体接触膜，然后气体溶解在膜表面，气体溶解产生浓度梯度，气体在膜中向相反一侧扩散移动，最后到达相反一侧脱溶。 膜中的气体流动是扩散溶解流动。 (2)用于气态污染物分离的气体分离膜，(1)具有高气体透过量；(2)具有高选择性；(3)能够在高压下工作；(1320MPa )膜上下游压差大于13MPa。 (4)在各种杂质的影响下能够保持其特性和功能(5)在使用中能够维持效率，即使在操作的弹性大的情况下也能够稳定有用。(三)膜分离设备、常用中空纤维气体分离器和板式膜气