大氣中的污染物會(huì )對人類(lèi)產(chǎn)生不良的影響，治理大氣污染已成為節能減排的主要措施之一。本文總結氣態(tài)污染物的六種控制方法，包括吸收凈化、吸附凈化、催化轉化、燃燒轉化、生物轉化以及其他凈化方法。

 

第一節 吸收凈化

 

概述：吸收是利用混合物中不同組分在吸收劑中溶解度的不同，或者與吸收劑發(fā)生選擇性化學(xué)反應，從而將有害組分從氣流中分離出來(lái)的過(guò)程。吸收分物理吸收和化學(xué)吸收。

 

1. 吸收平衡

 

(1)物理吸收：亨利定律描述氣液間的平衡→p=e·x。

 

(2)化學(xué)吸收：利用相平衡與化學(xué)平衡來(lái)計算某組分的總濃度。

 

2. 雙膜理論

 

 吸收是氣相組分向液相轉移的過(guò)程。一個(gè)假設理論：假設在氣—液界面兩側各存在一個(gè)靜止膜，在氣相一側稱(chēng)為氣膜，在液相一側稱(chēng)為液膜。在膜外氣體或液體主體中，由于湍流擴散作用因而不存在濃度梯度。氣相的擴散阻力全部在氣膜內，液相擴散阻力全部在液膜內，膜內僅發(fā)生分子擴散。因而。氣液間的傳質(zhì)速率取決于通過(guò)氣膜和液膜的分子擴散速率。

 

3. 吸收設備

 

三大類(lèi)→液膜表面吸收器、氣泡表面吸收器和液滴表面吸收器。

 

 第二節 吸附凈化

 

概述：氣體混合物與適當的多孔性固體接觸時(shí)，利用固體表面存在的未平衡的分子引力或化學(xué)鍵力，把混合物中某一組分或某些組分吸留在固體的表面上，這種分離氣體混合物的過(guò)程稱(chēng)為氣體吸附。特別用于用其他方法難以分離的低濃度有害物質(zhì)和排放標準要求嚴格的廢氣處理。

 

一.吸附過(guò)程：

 

1. 物理吸附和化學(xué)吸附：物理吸附主要依靠分子間的范德華引力產(chǎn)生的，它可以使單分子層吸附也可以使多分子層吸附；而化學(xué)吸附是靠吸附劑與吸附質(zhì)之間的化學(xué)鍵力產(chǎn)生的，只能是單層吸附。
 
2. 吸附劑及再生：
 
(1)要求：比面積大；選擇性好，有利于混合氣體的分離；具有一定的粒度、較高的機械強度、化學(xué)穩定性和熱穩定性；大的吸附量；來(lái)源廣泛，價(jià)格低廉。
 
(2)再生方法：加熱解析再生、降壓或真空解析、置換再生法。

 

 二.吸附裝置：固定床、流動(dòng)床和沸騰床。

 

三.固定床吸附裝置的計算：穿透曲線(xiàn)法和希洛夫方程。

 

第三節 催化轉化

 

概述：使氣態(tài)污染物通過(guò)催化劑床層，經(jīng)歷催化反應轉化為無(wú)害物質(zhì)或易于處理和回收利用的物質(zhì)的方法。該法與其他凈化方法的區別在于：無(wú)需使污染物與主氣體分離，避免了其他方法可能產(chǎn)生的二次污染，又使操作過(guò)程簡(jiǎn)化。另一方面，對不同濃度的污染物都具有很高的轉化效率。

 

一.催化作用與催化劑：

 

1. 催化反應：催化劑加速反應速率是通過(guò)降低活化能來(lái)實(shí)現的?！磻锓肿颖淮呋瘎┍砻娴幕钚灾行奈胶?，形成了一種具有活性的絡(luò )合物，使原分子的化學(xué)鍵松弛，從而降低了活化能。

 

2. 催化劑：由主活性物質(zhì)、載體和助催劑組成?！骰钚晕镔|(zhì)一般附著(zhù)在惰性載體上。載體有兩個(gè)作用→提供大的比表面積和增大催化劑的機械強度。助催劑和主活性物質(zhì)都附于載體上。

 

二.氣固相催化反應器及其計算：

 

1. 氣固相催化反應器的類(lèi)型：?jiǎn)螌咏^熱反應器、多段絕熱器和列管式反應器。

 

2. 接觸時(shí)間：反應物通過(guò)床層的時(shí)間，等于空間速度的倒數。

 

第四節 燃燒轉化

 

概述：通過(guò)熱氧化作用將廢氣中是可燃有害成分轉化為無(wú)害或易于進(jìn)一步處理和回收的物質(zhì)的方法。

 

1. 空燃比：空氣與燃料的質(zhì)量比。

 

2. 燃燒類(lèi)型：直接燃燒、熱力燃燒和催化燃燒。

 

3.熱能回收：回收廢熱用于預熱進(jìn)口的冷廢氣、熱凈化氣再循環(huán)、廢熱利用。

 

第五節 生物轉化

 

概述：利用微生物的生命活動(dòng)把廢氣中的氣態(tài)污染物轉化為少害甚至無(wú)害的物質(zhì)。

 

1.處理原理：生物處理可分為需氧生物氧化和厭氧生物氧化。

 

2.生物凈化方法：活性污泥法、微生物懸浮法、土壤法和堆肥法。

 

第六節 其他凈化方法

 

1. 電子束照射法

 

2. 膜分離法：混合氣體在壓力梯度作用下透過(guò)特定薄膜時(shí)，不同氣體具有不同的透過(guò)速度，從而使氣體混合物中的不同組分達到分離的效果。

 

3.石灰石-石膏法工作原理：利用石灰石粉料漿洗滌煙氣，使石灰石與煙氣中的so2反應生成亞硫酸鈣，脫去煙氣中的so2，再將亞硫酸鈣氧化反應生成石膏。

 

4.煙氣吸收和氧化系統：

 

(1)吸收塔：吸收塔是煙氣脫硫系統的核心裝置，需求持液量大、氣液相見(jiàn)的相對速度高、氣液接觸面積大、內部構件少、壓力降小等特點(diǎn)

 

(2)除霧器：凈煙氣出口設除霧器，通常為二級除霧器，裝在塔的圓育頂部或塔出口彎道后的平直煙道上,并設置沖洗水,間歌沖洗除霧器。冷煙氣中殘余水分一般不能超過(guò)100 mg/m3，否則會(huì )玷污熱交換器、煙道和風(fēng)機等。

 

(3)氧化槽:氧化槽的功能是接受和儲存脫硫劑，溶解石灰石，鼓風(fēng)氧化caso4,結晶生成石膏。

 

5.so2控制技術(shù)：

 

(1)石灰石/石灰法濕法煙氣脫硫技術(shù)

 

(2)氧化鎂濕法煙氣脫硫技術(shù)

 

(3)海水煙氣脫硫技術(shù)

 

(4)濕式氨法煙氣脫硫技術(shù)

 

(5)噴霧干燥法煙氣脫硫技術(shù)

 

(6)循環(huán)流化床煙氣脫硫

 

(7)雙堿法煙氣脫硫技術(shù)

 

(8)磷銨肥法煙氣脫硫技術(shù)

 

(9)煙氣生物脫硫

 

6.氮氧化物控制技術(shù)：

 

(1)低nox燃燒技術(shù)

 

(2)選擇性催化還原法(scr)煙氣脫硝

 

(3)選擇性非催化還原法(sncr)脫硝

 

(4)濕法煙氣脫硝技術(shù)

 

(5)煙氣同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)

 

7.低氮燃燒原理：根據nox的生成機理，抑制燃燒過(guò)程中nox生成的技術(shù)原理主要是減少燃料周?chē)难鯘舛?，降低火焰值溫度，以及將已?jīng)生成的nox還原為n2。

 

種類(lèi)：(1)低過(guò)量空氣燃燒(2)空氣分級燃燒(3)燃料分級燃燒 (4)煙氣再循環(huán)技術(shù)(fgr)(5)循環(huán)流化床燃燒系統(補充)

 

8. 選擇性催化還原(scr)原理：

 

基本原理是采用nh3作為還原劑，將nox還原成n2。scr脫硝的基本過(guò)程是:將還原劑nh3均勻分布到320 ——400℃的煙氣中，并與煙氣一道通過(guò)一個(gè)填充催化劑的脫氮反應器。

 

9.選擇性非催化還原法(sncr)原理：

 

在選擇性非催化還原法(sncr)脫硝工藝中,尿素或氨基化合物在較高的反應溫度(930——1090℃)注入煙氣,將nox還原為n2。還原劑通常注進(jìn)爐膛或者緊靠爐膛出口的煙道。主要的化學(xué)反應可以表示為:

 

10.vocs控制技術(shù)：

 

(1)預防性措施：替代產(chǎn)品、改進(jìn)工藝、更換設備、防止泄漏等

 

(2)控制性措施：末端治理

 

種類(lèi)及特點(diǎn)：

 

(1)燃燒法控制vocs污染：將有害氣體、蒸汽、液體或煙塵通過(guò)燃燒轉化為無(wú)害物質(zhì)的過(guò)程稱(chēng)為燃燒法凈化,該法適用于凈化可燃的或在高溫情況下可以分解的有害物質(zhì)?；?、噴漆、絕緣材料等行業(yè)的生產(chǎn)裝置中所排出的有機廢氣廣泛采用燃燒凈化的手段。燃燒法還可以用來(lái)消除惡臭。

 

(2)吸收法控制vocs污染：吸收法是采用低揮發(fā)或不揮發(fā)性溶劑對vocs進(jìn)行吸收，再利用vocs分子和吸收劑物理性質(zhì)的差異進(jìn)行分離。吸收效果主要取決于吸收劑的吸收性能和吸收設備的結構特征。

 

(3)冷凝法控制vocs污染：冷凝法是利用物質(zhì)在不同溫度下具有不同飽和蒸氣壓這一性質(zhì),采用降低溫度、提高系統的壓力或者既降低溫度又提高壓力的方法,使vocs冷凝并與廢氣分離。該法特別適用于處理廢氣體積分數在10-2以上的有機蒸氣,不適宜處理低濃度的有機氣體，而常作為其他方法凈化高濃度廢氣的前處理,以降低有機負荷并回收有機物。

 

(4)吸附法控制vocs污染: 吸附法是將含vocs的氣態(tài)混合物與多孔性固體接觸,利用固體表面存在的未平衡的分子吸引力或化學(xué)鍵力,把混合氣體中vocs組分吸附留在固體表面。

 

(5)生物法控制vocs污染: vocs生物凈化是附著(zhù)在濾料介質(zhì)中的微生物在適宜的環(huán)境條件下，利用廢氣中的有機成分作為碳源和能源，維持其生命活動(dòng),并將有機物同化為co2、h2o和細胞質(zhì)的過(guò)程。生物法處理vocs的工藝主要有生物洗滌法、生物滴濾法和生物過(guò)濾法。

 

文章來(lái)源：環(huán)保在線(xiàn)

 

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