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第二章 化工废气处理


吸收法操作简单、技术成熟、适用性强。
分类:气体吸收可分为物理吸收和化学吸收。

(1)物理吸收:溶解的气体与溶剂或溶剂中的某种 成分之间不产生明显的化学反应的吸收过程,仅仅 是被吸收的气体组分溶解于液体的过程。例如用水 吸收醇类和酮类物质。

(2)化学吸收:溶解的气体与溶剂或与溶剂中的某 种成分产生明显的化学反应的吸收过程。反应速度 快,物质发生变化。从废气中去除气态污染物多用 化学吸收法。例如用碱液吸收烟气中的SO2,用水吸 收NOX等。
二、吸附法
1.原理及分类
吸附是一种固体表面现象。它是利用多孔性固
体吸附剂处理气态污染物,使其中的一种或几 种组分,在固体吸附剂表面,在分子引力或化 学键力的作用下,被吸附在固体表面,从而达 到分离的目的。 吸附法具有分离效率高、能回收有效组分、设 备简单,操作方便,易于实现自动控制等优点

根据吸附过程中吸附剂和吸附质之间作用力的不 同,可将吸附分为物理吸附和化学吸附。

W=2.73×10-5Q△P

式中:W——耗电量,kW· h;Q——气体流量, m3/h;△P——压力损失,Pa。
三 除尘装置的类型
类别 机械式除 尘器 除尘设备型式 重力除尘器 惯性除尘器 离心除尘器 多管旋风除尘器 喷淋(雾)洗涤器 文丘里洗涤器 自激式洗涤器 (旋风)水膜洗涤器 干式静电除尘器 湿式静电除尘器 颗粒层除尘器 袋滤式除尘器 除尘效率(%) 40~60 50~70 70~92 80~95 75~95 90~99.5 85~99 85~99 80~99.9 80~99.9 85~99 80~99.9 设备费用 少 少 少 中 中 少 中 中 高 高 较高 较高 运行费 用 少 少 中 中 中 高 较高 较高 少 少 较高 较高
如果除尘器进口处的气体流量为Q1(m3/s),
出口处的气体流量为Q2(m3/s),则除尘器除尘
总效率η也可表示为:
c 2 Q2 1 c Q 1 1
100%
若除尘器完全密闭,稳态等温操作,则进
出除尘器的气体量不变,即Q1=Q2时,则 上式可变为:
c2 1 c 1
湿式(洗 涤式)除 尘器 电除尘器 过滤式除 尘器
1)机械式除尘器:
它是在质量力(重力、惯性力、离心力)的作 用下,使粉尘与气流分离沉降的装置,通 常分为三类:重力除尘器(重力沉降室)、 惯性力除尘器(惯性分离器)、离心力除 尘器(旋风除尘器)。
①重力沉降室
重力沉降室是利用重力沉 降作用使粉尘从气流中分离的装置。

(4)如采用电除尘器,尘粒的电阻率应在104~1011Ω· m范围内。
另外,电除尘器只适用于500℃以下的情况。
(5)气体的温度增高,黏性将增大,流动时的压力损害增加,

除尘效率也会下降。但温度太低,低于露点温度时,易有水分
凝出,使尘粒易黏附于滤布上造成堵塞。 (6)气体的成分中如含有易燃易爆的气体时,应先将该气体去 除后再除尘。
③旋风除尘器
是利用旋转气流的离心力使粉尘从含尘气
流中分离的装置。
旋风除尘器设备简单、占地小、效率高、
适合处理较高浓度烟气,但是压力损失大、 不适于腐蚀性气体。
(2)湿式(洗涤式)除尘器:
在除尘设备内水通过喷嘴喷成雾状,当含
尘烟气通过雾状空间时,因尘粒与液滴之 间的碰撞、拦截和凝聚作用,尘粒随液滴 降落下来。
1.总除尘效率的计算

(1)根据除尘器进口、出口管道内烟气的流量
和烟尘浓度计算

已知气体进除尘装置时的含尘流量为S1,气体含
尘浓度为C1除尘装置出口的含尘流量为S2,气体 含尘浓度为C2,则除尘器除尘总效率η为:
s2 s1 s 2 100% 1 100% s1 s1


二、化工废气的特点
易燃易爆气体较多
含有毒或腐蚀性气体
浮游颗粒种类多危害大
目前对环境和人类产生危害的大气污染物约有100 种左右,具有普遍性的污染物有颗粒物、二氧化硫、 氮氧化物、碳氢化合物等。
三、大气污染物的治理技术
1、气溶胶态污染物,如粉尘、烟尘、雾滴等
颗粒状污染物;可利用其质量较大的特点, 通过外力的作用,将其分离出来,通常称为 除尘
1.粒子大小
粉尘的颗粒大小不同,不但对人体和环 境的危害不同,而且对粉尘的吸捕方法以及 除尘器的除尘机理和性能都有很大影响,所 以,粒径是粉尘的最基本特性之一

2.尘粒的密度 尘粒的密度对于重力除尘及离心除尘等装置的性能 有很大影响。 尘粒的密度有视密度和真密度之分。
3.尘粒的电阻率
粉尘的电阻率对电除尘器和过滤除尘装置的 效率有很大的影响,当粉尘的比电阻不利于 电除尘器捕尘时,需要采取措施来调节粉尘 的比电阻,使其处于适合电捕集的范围。

第三节 气态污染的一般处理技术
化学工业所排放废气中的主要气态污染 物有二氧化硫、氮氧化物,氟化物及各种有 机气体等。目前处理气态污染物的主要方法 有吸收、吸附、催化转化、冷凝和燃烧等。
一、吸收法 1.原理及分类 吸收:是利用气体混合物中不同组分在吸 收剂中的溶解度的不同,或者与吸收剂发 生选择性化学反应,从而将有害组分从气 流中分离出来的过程。
式、过滤式或电除尘式等;若粒径较大时,以10μm以上粒 径占多数时,可用机械除尘器。

(2)若气体含尘浓度较高时,可用机械除尘;若含尘浓度低 时,可采用文丘里洗涤器;若气体的进口含尘浓度较高,
而又要求气体出口的含尘浓度低时,则可采用多级除尘器
串联的组合方式除尘

(3)对于黏附性强的尘粒,最好采用湿式除尘器
包括各种喷雾洗涤器、旋风水膜除尘器和
文丘里洗涤器等。
(3)电除尘器:静电分离是利用静电力,
使粉尘从气体中分离而得到净化的方法, 可用于分离0.1~1.0μm之间的低速粒子。 通过三个阶段实现尘气分离: ① 粒子荷电 ② 粒子沉降 ③ 粒子清除
(4)过滤式除尘器:它是利用含尘气流体
改变尘粒电阻率的常用方法有: ①调节温度:一般温度越高则电阻越大;
②加入水分:如采取喷雾增湿,加湿后尘粒
导电率增加而电阻率降低;
③添加化学药品:添加化学药品可调节尘粒
电阻,如在烟气中加入导电添加剂三氧化硫,
可降低粉尘的电阻。
二 除尘装置的技术性能指标
粉尘的浓度
处理量 除尘装置的效率(总效率、分级效率) 压力损失
通过多孔滤料层或网眼物体进行分离的装 置,包括颗粒层过滤器等、袋式过滤器。
这种方法效率高,操作方便,适应于含尘
浓度低的气体;
其缺点是维修费高,不耐高温高湿气流。

以上是按除尘器的主要除尘机理进行分类,但在
实际的除尘器中,为了提高除尘效率,往往采用 多种除尘机理。此外,还按除尘器是否用水而分 为干式除尘器与湿式除尘器两类。 此外,还有一类叫做声波除尘器,高频声压波会 引起颗粒强烈振动、碰撞并结合在一起,波除尘 器可用于沉降室或旋风分离器中以加速液体或固
化工环境保护技术— 第二章化工废气处理技术
第一节 化工废气及其处理原则
一、化工废气的分类

第一类为含有无机污染物的化工废气,废气含有SO2、 H2S、CO等无机物,主要来自氮肥、磷肥、无机酸、 无机盐等制造业;
第二类为有机废气,废气中含有苯系物、酚、醛、 醇等,主要来自有机原料及合成材料、农药、染料、 涂料等行业; 第三类为既含无机物与含有有机物的废气,大部分 石油炼制和石油化工排放的废气属于这一类。
了发挥不同类型除尘器的优点,实际上常 常采用组合的方式,将低效率的除尘装置 放在前面高效率的除尘装置放在后面。
4.压力损失

除尘器压力损失是指除尘器气体进出口压强差, 单位Pa,即指含尘气体通过除尘器的阻力,为除 尘器的重要性能之一 压力损失的来源有:气体的黏滞性、器壁的粗糙 度、气体在除尘器内流动时产生的涡流等。
优点结构简单,投资少,使用方便,维护
管理容易。
适用于颗粒粗、净化密度大、磨损强的粉
尘。一般作为多级净化系统的预处理。
②惯性除尘器是利用惯性力作用使粉尘
从气流中分离的装置,其工作原理是以惯 性分离为主,同时还有重力和离心力的作 用。
惯性除尘器一般分为回转式和碰撞式两类,
阻挡物用档板、槽形条等
100 %

(2)根据除尘器进口或出口管道内烟气流量、 烟尘浓度和除尘器灰斗收集的尘量计算:
Mc M 3.6c Q 2 2 c

100 %
式中:Mc——除尘器灰斗收集的尘量,kg/h。
(3)两级除尘时总效率的计算 采用二级除尘时,其总效率可按下式计算:
2.吸收液
在吸收法中,选择合适的吸收液至关 重要,是处理效果好坏的关键。有化学反 应的吸收和单纯的物理吸收相比,前者吸 收速率较大。
吸收液的选择应考虑以下因素:

①对有害组分的溶解度尽量大,而对其余组分应尽
量小;

②其蒸气压应尽量低,减少其蒸发损失;


③不采用腐蚀性介质;
④黏度要低,比热容不大,不起泡;
2、气态污染物,如SO2、NOx、CO等分子态污
染物。可利用其物理性质和化学性质,通过 采用冷凝、吸收、吸附、燃烧、催化等方法 进行处理。
化工废气处理原则
环境空气质量标准 大气污染物综合排放标准
第二节
一、粉尘的特性
除尘技术
粉尘本身固有的各种物理、化学性质叫 做粉尘特性。与防尘方法关系最密切的有颗 粒尺寸和密度,此外还有比电阻率、粘附性、 粒子形状、亲水性、腐蚀性、磨损性、爆炸 性、毒性等等。

体颗粒的分离。
四、除尘装置的选用
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