制药工业废气处理

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O ❖ 2NaHSO3+CaCO3=Na2SO3+CaSO3·1/2H2O+1/2H2O
+CO2↑
❖ 再生中由于有氧气存在,Na2SO3可能部分被氧化成
工艺流程:
❖ 双碱法工艺组成:吸收和再生。
1.吸收塔;2.喷淋装置;3.除雾装置;4.吸收液槽;5.缓冲器;6.浓缩池;7.过滤 机;8.Na2CO3吸收液槽;9.石灰仓;10.中间仓;11.熟化器;12.石灰反应器
亚硫酸钠法工艺流程
吸收设备: ❖ 我国某厂采用的吸收设备为聚氯乙烯塑料板制的湍球塔,
液体在塔内停留时间为6s。吸收效率可达90%-95%。
❖ 亚硫酸钠法优点:工艺流程简单,操作方便,运行可靠,
基建投资及脱硫费用较低,吸收效果好,副产品亚硫酸钠 纯度高。
❖ 缺点:耗碱较高。 ❖ 使用:用于织物、化纤、造纸工业的漂白剂及脱氯剂等。
采用石灰或石灰石的浆液在洗 涤塔内吸收烟气中的二氧化硫
并产生副产品石膏
石灰-石膏法、石灰-亚硫酸钙法、抛弃法
• 吸收反应
SO2+Ca(OH)2
CaSO3·1/2H2O +1/2H2O
CaCO3+SO2+1/2H2O
CaSO3·1/2H2O +CO2
CaSO3·1/2H2O+SO2+1/2H2O
Ca(HSO3)2
工艺流程与操作
❖ 亚铵法工艺过程:吸收、中和与分离。
固体亚铵法工艺流程
❖ 吸收采用二段串联。 ❖ 在第一吸收塔中,控制吸收液的S/C为0.88~0.9,总亚
盐含量700g/L;
❖ 在第二吸收塔中,吸收液碱度控制在13~15Be,总亚盐 含量应控制在350g/L。
❖ 经二段吸收后的SO2浓度可降至200~300ppm,吸收效 率达95%以上。
❖ 根据工艺不同分类:亚硫酸钠法、亚硫酸钠循环法 及钠盐-酸分解法。
①钠盐循环法
❖ 亚硫酸钠循环法又称为威尔曼-洛德钠(Wellman-Lord) 法。
❖ 特点:净化效率高,处理烟气量大。
方法原理: ❖ 碳酸钠或氢氧化钠作吸收剂,在低温条件下吸收烟气中SO2
得到亚硫酸钠,Na2SO3继续吸收SO2得到NaHSO3; ❖ 将NaHSO3、Na2SO3混合液加热再生,放出高浓度SO2; ❖ 再生得到的Na2SO3结晶溶于水后返回吸收系统重新使用。
6.尾气风机;7.再加热器
(3)碱液吸收法
碱性溶液与NOx反应生成硝酸盐和亚硝酸盐,与 N2O3(NO+NO2)反应生成亚硝酸盐
氨水吸收法 挥发的NH3在气相与NOx和水蒸气反应生成铵盐。
缺点:铵盐是气溶胶微粒,不易被水或碱液吸收,逸出的铵盐 形成“白烟”,可能会发生剧烈的分解甚至爆炸。 工业上采用氢氧化钠和碳酸钠,尤其是以碳酸钠应用较多
工艺流程及操作:
钠盐循环法工艺流程
1.风机;2.洗涤器;3.吸收塔;4.再加热器;5.循环槽;6.母液槽;7,8.双效蒸发器; 9.蒸发器;10.吸收中间槽;11,12.加热器;13.副产品槽;14.分离机
烟气预洗涤 ❖ 第一个吸收塔作用:除去烟气中颗粒物质、氯化物和HF
等,特别SO3,减少Na2SO4。 吸收 ❖ 吸收过程采用二塔二级吸收。烟气经两段吸收除雾后排
使用较多; ❖ 泡沫塔:结构简单,投资省,吸收效率较高,也较多采用。
② 氨―亚硫酸铵法
❖ 氨―酸法治理低浓度SO2耗用大量硫酸。
原理 ❖ 吸收母液经中和、分离后,制成固体亚硫酸铵。
❖ 固体亚硫酸铵用途:可在制浆造纸中代替烧碱,
造纸废液又可作肥料使用。
❖ 吸收反应式: ❖ 2NH4HCO3+SO2=(NH4)2SO3+H2O+CO2 ❖ (NH4)2SO3+SO2+H2O=2NH4HSO3
❖ Na2SO3溶解度比NaHSO3低,中和生成的Na2SO3析出 Na2SO3·7H2O(结晶温度<33℃时)。固―液分离后,得 Na2SO3结晶产品。
❖ 吸收过程的主要副反应为氧化反应,生成的Na2SO4混在产品 中影响产品质量和吸收效果,在吸收液中加入一定量的对苯二
工艺流程及操作
亚硫酸钠法的工艺过程:吸收、中和、浓缩结晶及干燥 。
来自百度文库
❖ 反应式: ❖ 2Na2CO3+SO2+H2O=2NaHCO3+Na2SO3 ❖ 2NaHCO3+SO2=Na2SO3+H2O+CO2↑ ❖ Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3
❖ 副反应: ❖ Na2SO3+1/2O2= Na2SO4
❖ 富集SO2反应: ❖ 2NaHSO3 = Na2SO3 + SO2↑+ H2O
(5)吸附法除二氧化硫
吸附剂:活性炭、活化煤、活性氧化铝、沸石、硅胶等
吸附能力: 合成沸石>活性炭>硅胶>活化煤
影响吸收因素: 废气中水和氧的含量 温度 添加剂 催化作用的金属盐溶液
2.硫化氢的处理
❖ 采用方法:
❖ 干法——固体氧化剂或吸附剂处理进而直接燃烧
湿法
溶液吸收法
溶液:碱性溶液(乙醇胺、氨水) 有机溶剂(甲醇、N-甲基-2吡咯烷酮)
“晶种”,沉淀过饱和硫酸钙。 ❖ 吸收SO2后的浆液,用硫酸调整pH值至4-4.5后,在氧化
塔内60-80℃,4.9×105Pa的压缩空气氧化。 ❖ 氧化塔出来的气体含有微量SO2,再送回吸收塔吸收;氧
化后浆液经增稠、脱水得石膏。 ❖ 滤液除去不溶杂质,送往石灰乳槽,洗液返冷却塔。 ❖ 生石灰在消石灰料浆调整槽内加水配成石灰料浆,用泵送
空。一段吸收作用:脱除烟气中大量的SO2,生成尽可 能多的NaHSO3;二段吸收利用再生后的吸收液,吸收 SO2能力强,使SO2大大降低,达到排放标准。 蒸发液处理 ❖ 蒸发后的浓缩浆液送至离心分离机,将亚硫酸钠结晶分 离,清液返回吸收塔。 ❖ 从溶液中排除Na2SO4方法: ❖ 直接排液法;石灰法;冷冻法。
用水净化NO时,气体净化效率有一定局限性,尤 其是含NO达95%的废气,不适宜于用水吸收。
但可采用强化吸收或延长吸收法以提高其NOx的 回收效率
(2)酸吸收法
原理:NO和NO2在硝酸中的溶解度比在水中大,用稀硝酸
吸收废气中的NOx。
稀硝酸吸收NOx废气的工艺流程 1.硝酸吸收塔;2.尾气吸收塔;3.加热器;4.冷却塔;5.尾气预热器;
强制循环双效蒸发系统用蒸发器
②亚硫酸钠法
基本原理:
Na2CO3或NaOH作吸收剂得到高纯度(96%)亚硫酸钠。 2Na2CO3+SO2+H2O=2NaHCO3+Na2SO3 2NaHCO3+SO2=Na2SO3+H2O+CO2↑ Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3 NaOH+SO2=Na2SO3+H2O
❖ 注意:当S/C=0.5时,溶液中全部为Na2SO3,吸
收能力最强;
❖ 当S/C=1.0时,溶液中的全部Na2SO3全部转化为 NaHSO3,不具备吸收能力;
❖ 实际操作中,当吸收液的S/C=0.9时,吸收液就送 去进行再生处理。
主要设备: ①常用的烟气预洗涤装
置为文丘里洗涤器, 净化效率>90%。 ❖ ②吸收中采用的吸收 设备为二段式泡沫吸 收塔,上、下段串联 使用。 ❖ ③吸收液再生采用的 蒸发器结构如图所示, 器内液体循环,采用 蒸汽外加热。
(4)双碱法
❖ Na2CO3或NaOH溶液为第一碱吸收SO2, ❖ 再用石灰石或石膏法作为第二碱处理吸收液,获得
副产品石膏。
方法原理: ①吸收反应 ❖ 2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O ❖ Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3 ❖ Na2CO3+SO2=Na2SO3+CO2↑
②用石灰再生Na2SO3和NaHSO3的反应: ❖ Na2SO3+Ca(OH)2=2NaOH+CaSO3↓ ❖ Ca(OH)2+NaHSO3=Na2SO3+CaSO3·1/2H2O+1/2H2
• 氧化反应
2CaSO3·1/2H2O +O2+3H2O
2CaSO4 ·2H2O
Ca(HSO3)2 +1/2O2+H2O
CaSO4 ·2H2O+SO2
工艺流程:排放烟气→冷却塔(洗涤、降温至60℃左右,增湿)→二级串联吸收塔 (石灰浆液洗涤脱硫)→除雾→加热器升温(140℃左右)→烟囱→排入大气
❖ 冷却塔采用空塔,吸收塔采用栅条填料塔; ❖ 为防止结垢堵塞,采用高液气比,同时在浆液内加入石膏
❖ 第一吸收塔引出的NH4HSO3富液,在中和器与固体 NH4HCO3反应,生成(NH4)2SO3·H2O因过饱和而析出, 通过离心机分离,得到(NH4)2SO3·H2O白色晶体,包装 成为产品。
③ 氨―硫铵法
❖ 氨―硫铵法:用氨水吸收SO2,吸收液(NH4)2SO3-NH4HSO3
用氨水中和后,使吸收液中全部的NH4HSO3转变为 (NH4)2SO3,以防SO2从溶液逸出,吸收液再经过氧化,最 终获取硫铵。
单、操作方便等。 ❖ 广泛用于硫酸生产的尾气治理。
基本原理 ❖ 氨—酸法脱硫工艺由吸收、分解、中和三步:
❖ 吸收:SO2在吸收塔内与氨水反应生成(NH4)2SO3,再
与SO2反应生成NH4HSO3,不再有吸收SO2的功能。不 断补充NH3使其生成(NH4)2SO3。
❖ 分解:吸收液达到一定浓度时,抽出部分送至分解工序,
❖ 采用方法:
❖ 干法——将石灰石直接喷入锅炉炉膛内; ❖ 湿法——将石灰石等制成浆液洗涤含硫废气
①石灰/石灰石直接喷射法 ❖ 石灰石或石灰粉直接喷入锅炉炉膛内进行脱硫。 方法原理:
CaCO3→CaO+CO2(高温) CaO+SO2→CaSO3 CaSO3+1/2O2→CaSO4
②石灰/石灰石湿式洗涤法
吸收氧化法
微生物法
二、含氮氧化合物(NOx)
1.液体吸收法
❖ 吸收液:水或酸、碱、盐的水溶液。 ❖ 特点:吸收剂种类较多,来源广,适应性强,广泛
应用。
❖ 分类:水吸收法、酸吸收法、碱吸收法、氧化—吸
收法、还原—吸收法和络合吸收。
(1)水吸收法 H2O + 2N02 HNO3 + HNO2 3HNO2 HNO3 + 2NO + H2O
第二节 制药工业生产中各种废 气处理技术
一、含硫化合物废气处理
1.二氧化硫的处理 石灰石/石灰法(石灰/石灰石直接喷射法、石灰/石灰石湿式
洗涤法) 氨法(氨―酸法、氨―亚硫酸铵法、氨―硫铵法) 钠碱法(钠盐循环法、亚硫酸钠法) 双碱法 吸附法
(1)石灰石/石灰法
❖ 石灰/石灰石法:石灰石、石灰或白云石等作为脱硫 剂,脱除废气中SO2。(国内外占80%)
❖ 为提高吸收效果,采用二段法吸收流程。
❖ 第一段为浓缩段,此段控制的吸收液S/C值较高,可获 得较多副产品,提高经济效益;
❖ 第二段为净化段,采用的吸收液碱度较高(S/C值低), (NH4)2SO3含量较高,具有较强吸收SO2的能力,保证 较高吸收率,达到净化要求。
设备 ❖ 填料塔或泡沫塔。 ❖ 填料塔:操作稳定,操作弹性大,即对气量波动适应性强,
❖ 与以上方法区别:加入催化氧化物质,如活性炭、锰离子等, 促进氧溶解和亚硫酸盐氧化,得更多硫铵产品。
❖ 优点:不消耗酸,没有SO2副产品产生,方法简便,所用设
备较少,投资较省。
❖ 缺点:硫铵肥料市场不看好,在脱硫生产氮磷复合肥料上多
探索。
(3)钠碱法
❖ 钠碱法:采用Na2CO3或NaOH等吸收烟气中SO2。
2.固体吸附法
(1)分子筛吸附法 ❖ 最有利用前途的一种方法,国外已用于净化硝酸尾气。
❖ 作吸附剂的分子筛:氢型丝光沸石、氢型皂沸石、脱铝丝
光沸石、BX型分子筛等。 a.原理
❖ 吸附:丝光沸石分子筛呈笼型孔洞,脱水后具有很高的比
加入浓硫酸使(NH4)2SO3、NH4HSO3分解出SO2 ,回 收SO2制酸或制成液体SO2 。
❖ 中和:分解工序加入过量的酸用氨中和,制取硫酸氨,
做化肥使用。
工艺流程
氨-酸法回收硫酸尾气工艺流程图 1-尾气吸收塔;2-母液循环槽(NH4)2SO3-NH4HSO3;3-母液循环泵;4-母液高
位槽;5-浓硫酸高位槽;6-混合槽;7-分解塔;8-中和槽;9-硫酸铵泵
到吸收塔。 ❖ 石灰-石膏法脱硫率>90%,可副产含水5%-10%的优质
石膏。
(2) 氨法
❖ 氨法:用氨水或铵盐洗涤烟气脱除SO2,获取(NH4)2SO3
或(NH4)2SO4。
❖ 优点:反应速度快,吸收效率高,不容易结垢堵塞。 ❖ 成熟方法:氨―酸法、氨―亚硫酸铵法和氨―硫铵法。
①氨―酸法
❖ 氨-酸法:吸收SO2后的吸收液用酸分解的方法。 ❖ 酸解用酸:硫酸、硝酸和磷酸等,分解产物不同。 ❖ 优点:应用开始于1930s,工艺成熟、方法可靠、设备简
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