气态污染物的净化处理工艺

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1、气态污染物的净化处理工艺1.2.1吸收法吸收是重要的化工单元操作过程，也是气态污染净化的基本手段之一。在化工与化学处理工艺尾气和冶炼与燃烧烟气净化等方面有着广泛的应用。1.2.1.1基本原理吸收法是将气体混合物中一种或多种有害组分溶解于选定的吸收液中，或者进一步与吸收液中的组分发生化学反应，使有害气体组分从气相转移到液相，从而使气体得到净化。通常气体不发生显著的化学转化而以物理溶解为主的过程，称为物理吸收，如用水吸收C02、HC1等；伴有显著化学反应的吸收过程则称为化学吸收，例如，用碱溶液吸收S02、N0X,H2S、C02,或用各种酸吸收NH3等。用固体吸收剂与被吸收组分发生化学反应而将

2、其从气体中分离出来的过程，也属于化学吸收。物理吸收所能达到的吸收程度取决于气液平衡，只要气相中有害气体的分压大于液相则可吸收，当二者分压趋近平衡时，过程的推动力很小，吸收速度很慢，因而在工程设计中要求操作的气相分压大于液相的平衡分压。在化学吸收过程中，吸收质与液相组分发生化学反应，有效地降低了溶液表面上被吸收组分的分压，增加了吸收过程动力，既提高了吸收速度，又降低了气相分压。此外，物理吸收和化学吸收都受气相扩散速度(或气膜阻力）和液相扩散速度（或液膜阻力）的影响，工程上常用加强气液两相的扰动来消除阻力。在大气污染控制工程中，由于气态污染物的浓度很低，而去除率要求很髙，单纯的物理吸收一般不

3、能满足净化的要求，因而大量釆用化学吸收。1.2.1.2吸收剂吸收剂性能的高低从根本上决定了吸收操作效果的好坏，因而要求吸收剂具有以下性能：1)吸收剂被吸收的气体有较高的溶解性，以提高吸收速率、减少吸收剂用量、缩小设备体积和降低能耗。2)选择性好，对被吸收组分有良好的吸收能力，对其他组分不吸收或吸收能力甚小。3)挥发性低、无毒、不易燃烧、化学稳定性好、凝固点低、不发泡、易再生、黏度低、比热容小。4)不腐蚀或腐蚀性很小，可以减少设备费用。5)价格便宜，容易得到。完全满足上述要求的吸收剂是较难选到的，只能根据实际情况有所侧重地加以选择。从资源综合利用、避免或减轻二次污染角度来选择吸收剂，意义更

4、大。在工业废气净化中，最常用的吸收剂是水和碱溶液，其次是油类和某些价廉的溶剂等。1.2.1.3吸收设备为了强化吸收过程，降低废气处理设备运行费用，吸收设备应满足以下基本要求：1)气液间有较大的接触面积和一定的接触时间；2)气液间扰动强烈，吸收阻力小，吸收率高；3)操作稳定，要有合适的操作弹性；4)气流通过时的压降要小；5)结构简单，制作维修方便，造价低廉；6)针对具体情况，要求具有抗腐和防堵能力。最常用的吸收设备有填料塔板式塔、喷淋塔文丘里吸收器等。1.2.1.4吸收法应用吸收法净化气态污染物，现已成功地用于以下几个方面：1)硫氧化物的脱除。主要用于烟道气，硫酸尾气，有色金属冶炼尾气等二

5、氧化硫的脱除，脱除工艺多达近百种。2)氮氧化物的脱除。主要用于工业窖炉，硝酸生产、硝化过程、农药生产，金属表面硝酸处理等过程产生的氨氧化物的脱除。3)氟化物的脱除。用于电解铝和炼钢过程，化铁炉、磷肥生产玻璃烧制等工艺产生的氯化物的脱除。4)氯和氯化氢的脱除。5)除臭。1.2.2吸附法吸附法可以脱除气态污染物，在污染气体净化中占有重要地位。它可以单独使用，也可和冷凝、焚烧或吸收等方法联合使用，其优点是：对浓度低、毒性大的有害气体具有很髙的净化效率，并能有效地回收工艺原料，实现废物资源化。1.2.11基本原理(1)吸附的概念用多孔性的固体处理流体混合物，使其中所含的一种或几种组分浓集在固体表

6、面而与其他组分分开的过程称为吸附。被吸附的物质称为吸附质，吸附质所附着的物质称为吸附剂。根据吸附剂与吸附质之间作用力的性质，通常将吸附分为物理（范德华）吸附和化学（活性）吸附。物理吸附是由于吸附剂与吸附质分子之间存在范德华引力而发生的，温度越低，吸附作用越强，往往有几层气体分子牢牢地吸附在固体表面上，同时释放出一般为20kJ/mol左右的吸附热。物理吸附过程是可逆的，当系统的温度升高或被吸附气体的压力降低时，被吸附的气体将从固体表面逸出，而并不改变吸附剂及吸附质分子原来的性状，这一过程称为解吸。工业上的物理吸附操作正是利用这种可逆性进行吸附剂的再生和吸附质的回收。化学吸附是由吸附剂与吸附

7、质之间的化学键力所引起的，其吸附作用比物理吸附强，吸附热也高，一般为83.7〜417kJ/mol。化学吸附的速率随温度升高而显著加快，因而宜在吸附剂所能适应的较高温度下进行。受表面化学反应的影响，化学吸附对吸附质是不可逆的，有很强的选择性，吸附层总是单分子层或单原子层。(2)吸附过程吸附方法的广泛应用促进了吸附理论的发展，为了阐述吸附过程的实质，专家学者相继提出了各种理论和学说，如唯位势论、BET学说、毛细学说、凝聚学说、静电学说、