14第九章气态污染物的治理

吸附法吸——附法的工艺设计
污染源的调查
弄清气态污染物的排放量、废气的成份、浓度、温度、排放规律等
吸附剂的选择
活性炭可用于有机气体的吸附，如苯、甲苯、二氯乙烷等；合成分 子筛可用于无机气体如SO2，NOx的吸附
工艺方法的确定
工艺方法的确定包括吸附装置的选择。操作条件的确定、再生方法 的选择等几个方面。
第六节 生物净化法
气态污染物的生物净化法主要有两种，即生物吸收法和生物 过滤法。 生物吸收法是先把气态污染物用吸收剂吸收，使之从气相转 移到液相，然后再对吸收液进行生物化学处理的办法。 生物过滤法是利用附着在固体过滤材料表面的微生物的作用 来处理污染物的方法
ห้องสมุดไป่ตู้
生物法的应用实例——微生物脱硫
该法常用的微生物是硫杆菌属中的氧化亚铁硫杆菌，这是一 种典型的化能自养细菌．它可利用一种或多种还原态或部分 还原态的硫化物为能源，并且还具有通过氧化Fe2+为Fe3+ 、 和不溶性金属硫化物而获得能量的能力，碳源为CO2. 在含FeSO4的培养液中，细菌氧化Fe2+ 的速度相当快(是无菌 时的50万倍)，氧化生成的Fe2(SO4)3立即与废气中的H2S反应 生成单质S沉淀出来．从而使废气得以净化。
塔
高浓 母液
液态SO2 硫酸
高浓母液
氨气
循环槽
去制酸系统 分 解 塔 空气
中和槽
硫酸铵
第二节 吸附法
吸附法净化气体污染物的设备与废水处理中的设备类似，也 可分为固体床，移动床、流动床三类
固定床吸附器：
有立式、卧式两种形式，内设吸附层可以是单层、双层或四层 固定床床层厚度一般为lm左右，适于高浓度废气的净化；其他形式
应
VOC催化燃烧 汽车尾气催化净化
2SO2 O2 V2 O52SO3 S O3 H2OH2S O4
第五节 燃烧法
燃烧法是利用燃烧过程将废气中可燃性气体、有机蒸气、微细的尘粒等 转变为无害或易除去物质的方法。
燃烧法可分为三类
直接燃烧法：将废气直接点火，在炉内或露天燃烧。该法所处理的废气必须 含有足够量可以自身燃烧的可燃性废气。如高浓度VOC的处理
注意防止二次污染
第三节 冷凝法
冷凝法：采用降低系统温度或提高系统压力的方法使气态污染物冷凝并
从废气中分离出来的过程。它尤其适用于处理含高浓度(一般在 10000ppm以上)有回收价值的有机气态污染物的气体
基本原理：气态污染物在不同的压力和不同的温度下具有不同的饱和蒸汽压。
因此降低温度和加大压力就可以使某些气态污染物凝结成液体，从而达到净化或 回收的目的
吸收法在SO2处理中的应用—氨—酸法脱除SO2
吸收塔：SO2与氨水接触反应，生成亚硫酸（氢）铵 分解塔：从循环系统中抽出部分高浓度吸收液送至分解工序，加入93 ％～95％以上的浓硫酸，亚硫酸（氢）铵分解为硫酸铵和SO2
中和：分解工序加入的过量酸必需在中和工序用氨中和，生成硫酸铵
排气
吸
附
废气
冷凝工艺和设备
冷凝法的应用实例
冷凝水同时吸收各种酸性污染物(大量HCl、部分SO2，NOx及除去重金属蒸气(如 Cd，Hg)，在后段洗涤塔中，烟气直接与呈微粒状的可溶性溶剂雾化层接触，使 酸性污染物有机物及重金属被进一步分离
第四节 催化转化
催化转化：是使待处理气态污染物通过催化剂床层，在催化剂的作用下 发生催化反应，使之转化为无害物质或易于处理和回收利用物质的方法
催化转化工艺及设备
催化转化工艺流程一般包括预处理、预热、反应、余热回收等几个步骤
预处理： 一是去除固体杂质或液体颗粒，防止它们覆盖在催化剂表面而使 活性降低；二是去除所含的催化剂毒物
预热： 是体系加热至活性温度 反应： 催化反应的主体，反应器多为固定床
1. 过滤 2. 风机 3. 热交换 4. 预热 5. 反应
的固定床床层厚度为0.5m左右，适用于低浓度废气的净化 空塔气速一般可控制在0.2～0.55m/S，空塔气速过小，则处理能力低，
若气速过大，则阻力损失明显增大，还可能影响吸附层的气流分布， 吸附效率也会下降 固定床的操作是间歇操作过程。对连续生产，常用双塔式装置。
固定床的再生方式有多种，如用清洁气体或溶剂冲洗床层、加热床 层。降低系统压力进行真空脱附等。最常用的方法是通入水蒸汽将 吸附质赶走
焚烧法：也称热力燃烧，它是利用燃料燃烧产生的热量将废气加热至高温， 使其中所含的污染物分解、氧化。此法必须保证燃烧完全，否则形成的燃烧 中间产物危害可能更大。因此，必须有充足的氧，足够高的温度和适当的停 留时间
催化燃烧法：在催化利存在下使燃烧在较低温度下进行，一般200～400℃即 可，这样可使燃烧过程所需热量自给或只需少量补充。催化剂多用贵金属。 适宜低浓度废气处理，以免温度超过催化剂的承受温度。含油漆溶剂的气体， 化工厂的恶臭气体部可用催化燃烧法，但不能处理含有机氯化物或含硫化合 物的废气，因为它们会形成有毒的HCl和SO3气体同时电使催比剂中毒
催化转化法的应用实例
催化氧化法脱除SO2
以V2O5为催化剂，将SO2转化为SO3，并进一步制成硫酸
催化还原法去除NOx
是利用还原剂在一定的温度和催化剂作用下将NOx还原为无害的N2和 H2O
以H2和CH4为还原剂，在Pt催化下反应 或以NH3、H2S等为还原剂，在Pt、Cu、Cr、V、Co、Ni等催化下反
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8 热沙 用于活 性炭的 再生
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吸附法
流化床吸附器
为塔式设备。内设若干层筛板，吸附 剂在筛板上呈沸腾状态，故称流化床。
特点是气固两相达到充分接触，因而 吸附速度快，处理能力大，特别适于 连续性，大气流量的污染源治理。
和固定床相比，流化床所用的吸附剂 粒度较小，空塔气速也比固定床大得 多(一般为3～4倍)，装置较为复杂， 吸附剂的损耗也较大。
冷凝工艺和设备：分为接触冷凝器和表面冷凝器两种
接触冷凝器：
被冷凝的有机污染物和冷却水混在一起，不易分离，易造成二次污染。 多用于不回收有机物的场合。它的优点是有利于传热，防腐问题易解 决
表面冷凝器：
也称间接冷凝器．冷却壁面把废气和冷却介质隔开，因而被冷凝的液 体很纯，可以直接回收利用，常用的表面冷凝器有列管冷凝器，翅管 空冷冷凝器及螺旋板冷凝器
吸附法
移动床吸附器
是气固两相均以恒定速度通过的设备。气体与吸附剂保持连续接 触，—般采用逆流操作，亦可采用错流操作
优点是操作连续进行，处理能力大。适用于稳定、连续、量大的气 体净化。
缺点是吸附剂磨损大，动力消耗也大。 1
入气
出气
1. 吸附器；2. 脱附器； 3. 筛分机 4. 活性炭冷却器； 5. 活性炭提升装置 6. 皮带运输机； 7. 燃烧炉； 8. 沙子提升立管