化工环境保护概论 第四章化工废气污染控制
第四章 化工废气治理2
: （一）粉尘的特性 （一）粉尘的特性: 除尘装置主要去除颗粒小于 100 μm 1、尘粒的大小： 、尘粒的大小：除尘装置主要去除颗粒小于 除尘装置主要去除颗粒小于100 100μ 以下的尘粒。 来表示各种粒径粒子的多少。 � 通常用分级分布曲线 分级分布曲线来表示各种粒径粒子的多少。 � 分级分布曲线： 1、表示每种粒径的粒子占全部粒子总数的分率与其 粒子的粒径之间的关系。 2、粒子的组成情况，反映大于某粒径的尘粒占全部 尘粒的分率与此粒径之间的关系。 3、频率分布曲线，标绘为某一粒度范围的尘粒质量 分率与其平均直径的关系。
4、电除尘
• 电除尘器 优点： • ①效率较高 • ②对气体的组成、 温度适应性强 • ③适用于低浓度气体 • ④能耗低 电除尘器 缺点： • ⑤自动化程度高, ①设备费用高 维修工作量小 ②维修费用高
③设备庞大, 占地面积大
除尘装置性能汇总表
分类 名称 原理 适用粒径 （μm ） η 除尘效率（ 除尘效率（η %）
旋风分离器
重力除尘器
利用液体所形成的液膜、液滴或气 湿式除尘器： 泡来洗涤含尘气体，使尘粒随液体 排出，气体得到净化。 泡沫除尘器 喷雾塔 填料塔 冲击式除尘器
湿式除尘器
文丘里洗涤塔
用多孔过滤介质 来分离捕 � 过滤式除尘器： 过滤式除尘器：用 多孔过滤介质来分离捕 集气体中的尘粒。 袋式过滤器 颗粒层过滤器
2、湿式除尘
• 湿式除尘器优点： ①效率较高 ②不受湿度、温度影响 湿式除尘器缺点： ①运转费用高 ②用水量大，二次污染 ③容易堵塞; ④压力损失大。
3、 过滤除尘
布袋除尘器优点： • ①效率较高 • ②使用方便 • ③适用于低浓 缺点： 度气体 ①运转费用高 ②滤布需常更换 ③容易堵塞 ④不适于腐蚀性气体 ⑤不适于湿、粘气体
化工企业废气污染治理与控制措施
化工企业废气污染治理与控制措施摘要：随着国家经济的不断发展进步，工业发展也迎来了较大机遇，在这样的发展形势下，工业发展中存在的弊端问题逐渐显露出来，如像废气污染就是一种较为严重的问题。
在工业发展的过程中，废气污染的情况会直接影响到生态环境的质量，也会对环境的安全性、人们的安全造成较大的威胁。
空气污染愈发严重，给人们的正常生活造成了很大影响。
在废气处理中，常用技术有活性碳法、催化氧化法、吸收法等。
基于此，本文分析了有机废气处理技术在环境工程中的应用，并且提出了一些意见和建议，以期促进环境保护工作的良好发展。
关键词：化工企业；废气；治理引言有机废气的来源非常广泛，涉及化工、制造、涂装、印刷等多个生产领域，如石油化工、建筑装饰、化学药品、塑料制造等，渗透人们生活的方方面面，有机废气影响时刻存在。
人体长时间暴露在有机废气中，可能会表现出健康异常状况如恶心、头晕、疲乏等，原因在于有机废气损害神经、肝脏，若长期忽视有机废气治理，将带来癌症、畸形等严重疾患。
所以，我们要加大对有机废气的重视程度，将其归于大气治理重点范畴，并善用先进的有机废气治理技术，常用的治理技术有如下几种。
1治理有机废气的必要性及治理现状从有机废气的危害环境来看，主要有室内危害与室外危害两种形式，其中室内危害会直接对人体的健康及生命安全造成威胁，而室外危害会影响人类整体的生产及生活环境，引发雾霾、空气污染超标、动植物生长秩序紊乱等问题。
研究表明，长期吸入有机废气会严重破坏人体BP神经系统，甚至导致昏迷或死亡，而长期受有机废气影响，动植物在生长速度、品质、产量等方面都不容乐观。
因此，为了创设更加美好的人居环境，促进社会经济与生态环境实现可持续发展，我们必须加强对有机废气的净化治理与回收。
早在21世纪初期，国家就加大了对有机废气排放的监管力度，制定了相应的废气排放标准，有机废气治理与回收技术获得了一定程度的发展，治理效果日益显著。
然而社会经济发展突飞猛进，传统有机废气治理技术已无法满足新时期有机废气的治理与回收需求，我们必须充分应用先进技术手段进行改进与优化，同时还要结合不同的有机废气类型制定科学的治理方案，实行个性化治理，并加强对有机废气治理与回收过程的环境监测。
化工废气污染控制措施方案
化工废气污染控制措施方案1. 引言化工废气是指在化学工程生产过程中产生的有害气体排放物，其中包括有害物质和颗粒物等。
化工废气排放对环境和人体健康造成严重的危害，因此，制定科学有效的废气污染控制措施方案至关重要。
2. 废气污染控制技术2.1. 废气净化技术废气净化技术是针对化工废气的特性设计的一系列处理方法，包括物理、化学和生物性处理技术。
2.1.1. 除尘技术对于含有颗粒物的废气，可以采用静电除尘、布袋除尘和湿式除尘等技术进行处理。
静电除尘通过静电作用将颗粒物带电并分离，布袋除尘利用过滤材料将颗粒物截留，湿式除尘则采用水膜等方式将颗粒物溶解或捕集。
2.1.2. 吸附技术对于有机物等气相污染物，常采用活性炭吸附技术。
活性炭具有较大的比表面积和吸附能力，可有效去除有机物。
此外，还可以采用分子筛吸附、膜吸附等技术进行废气净化。
2.1.3. 催化技术若废气中存在一氧化碳、氮氧化物等气相污染物，可考虑采用催化氧化技术。
催化反应通过引入催化剂，使有害物质在催化剂的作用下转化为无害物质。
2.2. 废气回收利用技术废气回收利用技术是指将废气中的有用成分回收再利用的技术手段，既减少了废气对环境的污染，又降低了生产成本。
2.2.1. 余热回收在化工生产过程中，常会产生大量热量，可以通过余热回收技术将废气中的热量转化为可利用的能源，供生产环节使用。
2.2.2. 废气中有价金属回收废气中常含有有价金属，如汞、铅等。
可以通过提取、沉淀等方法将这些有价金属回收，既减少了废气中对环境的污染，又实现了资源的再利用。
3. 废气污染控制管理除了废气污染控制技术方面的措施外，还需要建立科学的管理体系来保证废气污染控制的有效实施。
3.1. 废气排放监测应建立废气排放监测系统，对废气排放进行定期监测和检测，确保排放达标。
3.2. 严格的排放标准制定严格的废气排放标准，确保废气排放符合环保要求。
同时，加强对化工企业的监管，督促其执行相关的废气控制措施。
第四章 化工废气污染控制
臭气性质
特殊的刺鼻味
三甲基胺
腐烂性鱼臭
硫化氢
腐烂性蛋臭
甲硫醇
腐烂性洋葱臭
硫化甲基
乙醛 二硫化甲基 苯乙烯
腐烂性卷心菜臭
鱼腥刺激臭 腐烂性卷心菜臭 乙醚臭
三、化工废气的特点
1．种类繁多
由于化学工业行业比较多，每个行业所用
的化工原料千差万别，即使同一产品所用的工
艺路线、同一工艺的不同时间都有差异，生产 过程化学反应繁杂。因此，造成化工废气种类 繁多。
几种颗粒物的区分
（a）粉尘（dust） 粒径1～200µm，主要机械作用或是土壤、岩石的风化形
成的，如粘土粉尘、煤粉等。
（b）烟（fume）
粒径0.01～1µm，主要由冶金过程熔融物质挥发后生成
的气态物质的冷凝灰（fly ash） 燃料燃烧产生的烟气排出的分散的较细的灰分。 （d）黑烟（smoke） 燃料燃烧产生的能见气溶胶。 （e）雾（fog） 粒径小于100m，气体中液滴悬浮体的总称，如水 雾、酸雾、油雾。
第四章 化工废气污 染控制
空气污染基本知识
一、大气、空气和空气污染
氮78.06%
氧20.95%
对人类有影响的： 距地面10km
氩0.93%
其他气体 <0.1%
地球 半径
大气 厚度
有害物质：
烟尘、二氧化硫、氮氧 化物、一氧化碳、碳氢 化合物等
大气污染源：
工业和交通迅速发展，城市人口高度集中，工厂 排放的浓烟，汽车、轮船、火车、飞机等排放的 大量有害气体和粉尘等造成大气污染的日益严重。
设备陈旧等因素，导致产品陈旧，原材料流失
严重，废气中污染物浓度高。
4．污染面广，危害性大
化工企业废气污染治理与控制措施
化工企业废气污染治理与控制措施摘要：随着我国经济的快速发展，工业发展也迎来了较大机遇，在这样的发展形势下，工业发展中存在的弊端问题逐渐显露出来，如像废气污染就是一种较为严重的问题。
在工业发展的过程中，废气污染的情况会直接影响到生态环境的质量，也会对环境的安全性、人们的安全造成较大的威胁。
在这样的情况下，对化工废气污染的治理与控制就成为工业发展的一个重点问题。
基于此，主要对化工企业的废气情况、废气污染的治理技术以及控制处理技术进行分析与探讨。
关键词：化工企业；废气污染；污染治理；污染控制引言化工企业在生产过程中会产生大量的废气，废气的直接排放会对其周围地区的水环境和空气环境造成严重的污染，不少废气中还可能存在有毒有害化学物质。
基于此，化工企业的有关管理人员应特别注意对废气排放进行综合性的管理，以尽量减少废气污染带来的不良影响。
在对化工企业所排放的废气进行综合管理分析和调查研究的过程中，必须始终贯彻理论与实践相结合的方式，深入分析论证科学的工业废气处理控制措施，并综合运用各种现代化工业科学技术对工业废气中的各种污染因素等进行科学的分析研究，从而不断增强废气处理工作的规范化与科学化。
1工业废气的主要污染类型1.1含硫化合物目前化工企业生产中产生的含硫化合物主要是SO2和H2S，在没有严格处理操作情况下直接排放，会影响空气中含硫化合物的浓度，一旦超过某个限度就将影响到人们的身体健康。
此外，形成酸雨成分的主要来源就是两种含硫化合物，表现为严重的腐蚀性。
含硫化合物主要是化工生产中燃烧矿物产生的，常见于石油冶炼行业。
1.2颗粒、粉尘等固体污染物在生态学中，固态污染物可以被理解为漂浮于空气中的各种固体，或简写为气溶胶。
由于这些污染的主要特性不同，气溶胶污染又可以分成两种，即二次气溶胶污染和单一次气溶胶散射。
二次气溶胶污染一般都是指由污染源所排出的废气，在大气中进行了一些化学反应之后，污染源中的硫化氢和二氧化硫等小粒子经过大气氧化逐渐转变为硫酸钠分子。
环境工程第四章 化工废气污染控制-1
5. 静电分离
利用静电力，可用于分离 0.1～1.0μm低速粒子。静电分离有两种形式 ： ①自身带电粒子在捕尘体上沉降。自身带电有限。 ②电场力作用使荷电粒子在集尘极上发生沉降。
机理：针状（放电、电晕、负）电 极和平板（集尘、正）电极通较高 的直流电压，产生电场，自由电子 运动形成电流。自由电子撞击中性 气体分子使之电离，产生大量正、 负离子和自由电子，使极间电流急 剧增大，在电晕极附近发生电晕放 电。正离子与针状电极中和。负离 子和自由电子向集尘极移动，与粉 尘碰撞，使尘粒荷电向集尘极转移， 最后附着在集尘极上而与气流分 离。
M / M 100
%
频度分布：单位粒径间隔宽度(Δdp)时的频率分布
f / d p
% / m
筛上累积分布：大于某一粒径dp的全部粒子质量占粉尘试样总质量
的质量分数
dmax
dmax
Rs f d p
%
dp
dp
筛下累积分布：小于某一粒径dp的全部粒子质量占粉尘试样总质量的 质量分数
①改变温度：温度升高，电阻增大，直到一个最大 值；
②加入水分：粉尘吸附水后表面电阻率增加，引起 电阻率降低；
③添加化学药品：热油燃烧的粉尘加入氨，可以提 高电阻值。
第二节 除尘
二、除尘过程机理
除尘机理：含尘气流在某种力的作用下使尘粒相对气流产生一定的位移，最终 脱离气流沉降于捕集表面。
1. 重力分离
比电阻。导电性能，用电阻率来表示，Ω·cm。
容积比电阻—为粉尘依靠其内部的电子或离子进行的颗粒本体 的容积导电；
表面比电阻—粉尘表面因吸附水分或其他化学物质而形成的化 学膜进行表面导电。
环境工程第四章 化工废气污染控制-2
(2) 二氧化硫对人体健康有极大的危害：SO2对人体的呼吸器官 有很强的毒害作用，会造成鼻炎、支气管炎、哮喘、肺气肿、 肺癌等。
(3) SO2 会给植物带来严重的危害：(1~2)×10-6容积浓度的SO2 在几个小时内即可引起叶片组织的局部损坏；0.3×10-6容积 浓度以上的浓度能使某些最敏感的植物发生慢性中毒
Ca(HSO3)2＋1/2O2＋H2O→CaSO4·2 H2O＋SO2↑
二、石灰/石灰石法
污染气体 入口
搅拌器
烟气脱硫工艺
清洁气体 出口
水洗喷管
去湿器 浆液喷嘴
循环泵
氧化空气 入口
多孔板
典型工艺条件
烟气中的 SO2体积分数/10-6 浆液中的固体含量/% 浆液PH 钙/硫比
液/气比
气流速度/ms-1
氧化成硫酸铵。
四、钠碱法
以碳酸钠或者碳酸氢钠作为吸收剂吸收烟 气中的二氧化硫。
• 优点：固体吸收剂、非挥发性、溶解度大。 • 缺点：碱的成本相对较高。 • 方法：钠盐循环法、亚硫酸钠法、钠盐-氟铝
酸分解法
四、钠碱法
1、钠（钾）盐循环法 以亚硫酸钾或者亚硫酸钠为吸收剂，二氧化硫
的脱除率可达90%以上。吸收母液经冷却、结晶、 分离出亚硫酸氢钠（钾）。
煤的液化：通过化学加工转化为液态烃燃料或化工原料等液体产品；直 接液化和间接液化
烟气脱硫
一、原理
利用各种碱性的吸收剂或吸附剂捕集烟气中的二氧化硫，并将之转 化为较为稳定且容易机械分离的硫化合物或者单质硫。
二、应用
是目前技术最成熟，能大规模商业化应用的脱硫方式。由于处理的 烟气量大、SO2浓度低，其但投资和运行费用非常高，经济上中小型的 工业锅炉难以承受，大多数应用于电站锅炉。
环境工程第四章 化工废气污染控制-3
三、吸收法
2、稀硝酸吸收法
• 由于NO在12％以上硝酸中的溶解度比在水中大100倍以上，故可用硝
酸吸收NOx废气。
• 影响吸收效率的主要因素有：①温度。温度降低，吸收效率急剧增大。
温度从38℃降至20℃，吸收率由20％升至80％；②压力。吸收率随压 力升高而增大。吸收压力从0.11MPa升至0.29MPa时，吸收率由4.3％ 升至77.5％；③硝酸浓度。吸收率随硝酸浓度增大呈现先增加后降低 的变化，即有一个最佳吸收的硝酸浓度范围。当温度为20℃～24℃时， 吸收效率较高的硝酸浓度范围为15％～30％。
燃烧器等。在组织低NOx燃烧时，不仅要使NOx尽可能降低， 还要避免对燃烧设备产生负面影响，应根据不同的具体情况选 用不同的方法。
低NOx燃烧技术
1. 分级燃烧法
• 将燃烧所需的空气分成两级送入，使燃烧分两级完成。 • 一级空气与燃料一起送入燃烧室，燃煤、燃油时约为所需
空气总量的80％，燃气时约70％。由于燃料先在缺氧的富 燃料条件下燃烧，燃烧区内的燃烧速度和温度水平降低， 同时抑制了燃料型NOx和热力型NOx生成。
生成NO，CO2，H20，SO2，O2和灰分等；
• 再燃区送入其余(15～20)％的二次燃料，在＜1的还原性气氛下燃烧，
产生的碳氢基团CH与部分NO反应形成HCN、NH3等中间产物，中 间产物再与NO反应生成N2；
• 燃尽区将二级空气送入，完成全部燃烧，同时把残余的中间产物部
分还原成N2，部分氧化成NO。一般情况下，采用再燃烧法可使NO 的排放浓度降低50％以上。
四、催化还原法
2、非选择性催化还原法
是在贵金属铂、钯等催化剂作用下，反应温度为550～ 800℃时，用H2、CH4、CO或由它们组成的燃料气作为还 原剂，将废气中的NOx还原为N2，同时，还原剂发生氧化 反应生成CO2和H2O。该法NOx脱除率可达90％，但还原 剂耗量大，需采用贵金属催化剂和装设热回收装置，费用 高，以及还原剂发生氧化反应时导致催化剂层温度急剧升 高，工艺操作复杂，因此逐渐被淘汰，多改用选择性催化 还原法。
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大气污染物的治理技术
空气中的污染物，按其存在状态可分为：
气溶胶污染物： 粉尘、烟尘、雾滴和 利用外力分离，除尘
尘雾等颗粒状污染物。
气态污染物： 利用冷凝、吸收、 吸附、燃烧、催化 处理
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SO2、NOx、CO、NH3、 H2S、有机废气等
分子态污染物。
第二节 除尘技术
粉尘的特性
除尘效率及压力损失 各种尘粒爆炸浓度的下限 除尘装置
废气排放。
（5）化工生产中排放的某些气体。
3
化工废气的分类
按污染物性质的不同
HCl、HF、NH3；
（1）无机污染物废气，SO2、H2S、CO、NO2、Cl2、
（2）有机化合物废气，非甲烷烃、苯系物、酚、醛、
醇、卤代苯、丙烯腈、氰化物、环氧化合物。
（3）既含无机物又含有机物的废气，石油炼制和石油
化工废气，氯碱、炼焦、医药废气。
主要气态污染物
二氧化硫、氮氧化物、氟化物、
氯化物及各种有机气体。
处理气态污染物的主要方法
吸收、吸附、催化转化、冷凝和燃烧等。
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吸收法
原理
利用气体混合物不同组分在吸收剂中溶解度不
4
化工废气的特点
种类繁多 组成复杂、具有一定毒性 污染物浓度高
污染面广、危害性大
废气污染物难以治理
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6
化工废气主要污染物
目前大气污染物约有100种左右
（1）颗粒物 （2）二氧化硫 （3）氮氧化物
（4）碳氢化合物
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颗粒物
颗粒物是指除气体之外的包含于大气中的物质， 包括各种各样的固体、液体和气溶胶。 其中固体有灰尘、烟尘、烟雾，液体有云雾和 雾滴，粒径范围200－0.1 μm 。 按粒径差异分
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（2）根据除尘器进/出口烟气流量、烟尘浓度和除尘 灰斗收集的尘量计算：
（3）两级除尘时总效率计算：
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分级除尘效率 除尘效率与处理烟气量的关系
实际处理气量Q 气体的含尘浓度C
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多台同类型除尘装置串联使用时，总除尘效率 可以用下式计算：
压力损失：除尘器进出口压强差，该值越小， 则动力消耗越小，操作费用越低。
最适宜采用电除尘方法除尘。
改变电阻率的方法有：
（1）改变温度：大多数电阻随温度的升高而增加。
（2）加入水分：增加导电率，降低电阻率。
（3）添加化学药品：加入氨，可提高电阻。
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除尘效率及压力损失
除尘装置的主要性能是用除尘效率和压力损失来 表示。
总除尘效率的计算
（1）根据除尘器进出口管道烟气的流量和烟尘浓度计算：
除尘器的性能指标：
在选择除尘器时，要根据气体污染源的具体要 求，通过分析比较来确定除尘方案和选定除尘 装置。
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根据含尘气体的特性，可从以下几个方面考虑 除尘装置和组合。（P91)
（1）粒径大小
（2）含尘浓度
（3）尘粒的黏附性
（4）尘粒的电阻率
（5）气体的温度
（6）含易燃易爆气体
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第三节 气态污染物的治理技术
第四章 化工废气污染控制
4.1 化工废气的来源、分类及特点
4.2 除尘技术
4.3 气态污染物的治理技术
4.4 二氧化硫废气的治理
4.5 氮氧化物废气的治理 4.6 有机废气的治理
1
第一节 化工废气的来源、分类及特点
化工废气：从各种化工及其有关过程中排放的 含有污染物质的气体，统称为化工废气。
包括
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粉尘的特性
化学工业的粉尘污染物，主要包括含硅、铝、铁、镍、 钒、钙等氧化物及粒径在103μm以下的颗粒。
控制废气中粉尘的排放,是化工环境保护的重要内容。
粉尘中的物理性质，对于选定除尘方法有重要 的影响。 粉尘性质中最重要的参数是粉尘颗粒尺寸和密 度，电阻率等。
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1. 粒子大小
人为源产生的硫主要是SO2。 SO2是无色、有刺激性的不可燃气体，主要大 气污染物之一，酸雨的主要形成因素。
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氮氧化物
氮氧化物（NOx）种类很多，主要4、N2O5等。
天然源的NOx主要来源于土壤和有机物的分解。
人为源大部分来自石化燃料的燃烧过程，也有
硝酸、氮肥等工厂。
NOx是酸雨的主要形成物质之一，也是大气光
化学烟雾和臭氧消耗的重要原因。
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碳氢化合物
碳氢化合物包括烷烃、烯烃和芳烃等。 碳氢化合物的天然源为植物分解物。 人为源主要是石油燃料的不充分燃烧和石油类 的蒸发。
它是形成光化学烟雾的主要成分。
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化工废气中主要污染物的影响
粉尘的视密度：粉尘是许多粒子的集合体，粒
子之间有空隙存在，因此视密度比粒子的真密 度小很多。 粉尘的空隙率：粉尘间隙的体积占总体积的分 率。
空隙率大，则视密度小，视密度与真实密度相
差越大，粉尘越容易飞扬。
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3. 尘粒的电阻率
尘粒的电阻率对于电除尘和过滤除尘有很大影
响。电阻率在104－2×1010 cm的范围内，
粒子大小通常用分级分布曲线或积分分 布曲线来表示。 分级分布曲线是表示每种粒径的粒子占全部
粒子总数的分率f与其粒子的粒径x之间关系的 曲线，即f曲线。
积分分布曲线表示大于某粒径的粒子占全部
尘粒的分率R与此粒径x之间关系的曲线，即R
曲线。
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2. 尘粒的密度
尘粒的密度对于重力除尘及离心除尘的影响很 大。
直接从生产装置中排放的气体；
间接的与生产过程有关的燃料燃烧、物料贮存、
装卸等操作散发的气体。
2
化工废气的来源
废气。
（1）副反应和化学反应进行不完全所产生的
（2）产品加工和使用过程中产生的废气。
（3）生产技术路线及设备陈旧造成的不合格
产品或物料的“跑、冒、滴、漏”。
（4）开停车或因操作失误，管理不善造成的
压力损失的原因：气体黏滞性造成的流动阻力； 器壁粗糙度造成的流动阻力；气体在除尘器内 流动速度变化产生的涡流等。
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各种尘粒爆炸浓度的下限
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除尘装置
除尘设备的分类
机械式除尘器 湿式（洗涤式）除尘器 电除尘器 过滤式除尘器
根据作用原理的不同
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除尘器的除尘机理及使用范围
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除尘装置的选择和组合
总悬浮颗粒物（TSP）：粒径<100 μm的微小 固体颗粒和液粒。 降尘：粒径>10 μm，在重力作用下可以降落 的颗粒状物质。 飘尘：粒径<10 μm的煤烟、烟气和雾在内的 颗粒状物质。
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硫化物
硫常以SO2和H2S的形态进入大气。 大气中2/3的硫来自天然源，以细菌活动产生的 H2S最重要。