工业生产中酸雾的控制技术

工业生产中酸雾的控制技术

王艳磊1李坚李依丽金毓峑

（北京工业大学环境与能源工程学院，北京100022）

摘要：介绍了现代工业生产中酸雾的主要来源、排放特点和造成的危害，重点介绍了液体吸收法、固体吸附法、过滤法、静电除雾法、机械式除雾法和覆盖法等酸雾控制技术。

关键词：酸雾控制技术大气污染

Controlling technologies of acid mist in industrial process Wang Yanlei, Li Jian, Li Yili, Jin Yuquan.（College of Environmental and Energy Engineering, BJUT, Beijing 100022）

Abstract:The paper introduces the origin of acid mist, its discharging characteristics and its harm to human being. Modern control technologies, such as solid absorption, liquid adsorption, filtration, electrostatic precipitation, mechanical means and cladding process are presented.

Keywords: Acid mist Controlling technology Air pollution

1 酸雾的来源

通常所说的酸雾是指雾状的酸类物质。在空气中酸雾的颗粒很小，比水雾的颗粒要小，比烟的湿度要高，粒径为0.1~10 μm，是介于烟气与水雾之间的物质，具有较强的腐蚀性[1]。

酸雾主要产生于化工、电子、冶金、电镀、纺织(化纤)、机械制造等行业的用酸过程中，如制酸、酸洗、电镀、电解、酸蓄电池充电等。另外，在一些科学研究的过程中，也会使用到不同的酸[2]。因为这些用酸工艺过程中使用的往往是多种酸的混合物，所以排放出的废气也大多是多种酸雾的混合。

2 酸雾的形成机理

酸雾的形成机理主要有两种：一种是酸液表面蒸发，酸分子进入空气，与空气中的水分凝并而形成雾滴；另一种是酸溶液内有化学反应，形成气泡上浮到液面后爆破，将液滴

带出[3]。另外，伴随酸雾排放过程不可避免地会有呈分子态的酸性气态污染物如SO

2和NO

X

等的排放，所以其排放过程和排放物成分比较复杂。

3 酸雾的危害

导致大气酸化的首要污染物是化石燃料在燃烧过程中排放出来的二氧化硫和氮氧化物，而酸雾的排放也不容忽视，因为和燃烧烟气相比较，酸雾的腐蚀力更强、毒性更大。例如就硫酸雾来讲，它的毒性比二氧化硫高约10倍之多。

酸雾的排放会造成工作场所的空气中酸雾和酸性气体弥漫，排入大气后又会造成大气1第一作者：王艳磊，女，1972年生，博士，主要从事大气污染控制的研究。

环境中的酸沉降。它不仅危及工人及厂房周围居民的身体健康[4,5]，腐蚀厂房设备及精密仪器，造成生产和生活的损失，而且还会对农作物及其他动植物的生存带来不良影响[6～9]，造成对建筑物、文物古迹等的损坏等[10]。

因此，人们在加强对燃煤烟气、汽车尾气等进行治理的同时，也迫切需要采取得力措施控制酸雾的排放，以遏制大气环境的酸化和酸雨的发展。

4 去除酸雾的方法

现今控制酸气排放的方法主要有：液体吸收法、固体吸附法、过滤法、静电除雾法、机械式除雾法及覆盖法等。下面对这几类方法进行简要介绍。

4.1 液体吸收法

液体吸收一般包括水洗法和碱液中和法。碱液吸收常用的吸收剂有10％的Na

2CO

3

、

4%~6%的NaOH和NH

3

等的水溶液。所采用净化处理设备主要有洗涤塔、泡沫塔、填料塔、斜孔板塔、湍球塔等[11，12]。其主要净化机理是使气、液充分接触，酸、碱中和，从而提高净化效率。

液体吸收法的优点是设备投资较低，工艺较简单。缺点是[13]：⑴耗能耗水量大、运行费用高；⑵容易带来二次污染；⑶在北方的冬天还容易因结冰而导致设备无法正常运行；⑷由于硝酸雾中含有不易溶于水的NO，因此液体吸收法对硝酸雾的净化效率比较低。

4.2 固体吸附法

常用的吸附剂有活性炭、分子筛、硅胶、含氨煤泥等。北京工业大学研制成功一种可以治理多种酸雾的吸附剂——SDG吸附剂，曾被国家环保总局列为1992年最佳实用技术和1995年可行实用技术[14]。目前该吸附剂已在多个行业中得到成功的应用。它可以净化硫酸、硝酸、盐酸、氢氟酸、醋酸、磷酸等各种酸气(雾)。尤其适用于浓度小于1000 mg/m3的间歇排放的酸洗操作场所。

与现有的其他吸附剂相比，SDG酸雾吸附剂具有以下优点：⑴吸附剂原料及制作成本低；⑵吸附效率高，吸附容量大；⑶吸附过程以化学吸附为主，形成的产物性质稳定，所以吸附完成后的吸附剂可以直接抛弃，无需再生，节约了相应的工艺和设备消耗。吸附法净化设备有固定床吸附器、移动床吸附器、回转式吸附器等[15]。

吸附法净化酸雾的优点是：⑴能比较好地去除伴随硝酸雾产生的氮氧化物的污染；

⑵设备简单，操作方便；⑶干式工艺，不产生二次污染。其缺点是：由于吸附剂的吸附容量有限，造成设备庞大，且过程为间歇操作。因此，吸附法仅适用于净化处理酸雾浓度较低的废气[3]。

4.3 过滤法

酸雾过滤器的滤层主要包括板网、丝网和纤维三种型式。板网除雾器的滤层通常由聚氯乙烯材料制作，交错叠置于设备内。丝网除雾器中的丝网一般由聚乙烯或耐腐蚀不锈钢

材料制作而成。纤维除雾器的纤维材料则以聚丙烯和玻璃纤维居多。图1和图2分别为塑料板网和除雾丝网[1]。图3[3]为文丘里丝网除雾器。图4

[16]为筒式纤维除雾器的一只筒式元

件。

图1 塑料板网 图2 除雾丝网

图3 文丘里丝网除雾器 图4 筒式纤维除雾器之筒式元件

过滤法的除雾机理是：不同粒径的酸雾滴悬浮在气流中，由于互相碰撞而凝聚成较大的颗粒，在经过丝网、板网或纤维层时，通道弯曲狭窄，在惯性效应和钩住效应(咬合效应)作用下，附着在丝网、板网或纤维上。不断附着的结果使细小的酸液滴增大并降落下来，最后流入集液箱回用[2]。

过滤法对密度较大、易凝聚的酸雾如硫酸雾、铬酸雾的净化效果较好，但对雾滴较小的酸雾去除效果不够理想，对气态污染物则几乎没有去除能力。

4.4 静电除雾法

酸雾静电捕集器是静电收尘器系列产品中的一个种类，静电收尘成为专利技术后，第一次成功的实际应用便是1907年用于硫酸雾的捕集 [17]。

静电除雾技术的工作原理[18]如图5所示。