制药工业废气处理

❖ 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。
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
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，
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
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
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
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。
（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
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。
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%）
❖ 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。
❖ 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 。
“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。
❖ 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。
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
❖ 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
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（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）
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
• 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
❖ 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；