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废气处理技术

2017-11-13 点击数:122
  目    录 
1  概述... 1
1.1  空气污染及空气污染物... 1
1.2  空气污染物分类... 1
1.3  废气处理的基本方法... 1
2  大气环境标准... 2
2  通风与除尘... 3
2.1  通风... 3
2.1.1  局部排风罩的分类... 3
2.1.2  局部排风罩的设计原则... 3
2.1.3  设计实例... 3
2.2  除尘(分离法)... 3
2.2.1  粉尘的常用控制方法... 3
2.2.2  除尘系统的分类... 4
2.2.3  常用除尘器... 4
3  有害气体净化处理(转化法)... 7
3.1  常规废气净化工艺... 7
3.1.1  低浓度二氧化硫净化技术... 7
3.1.2  氮氧化物净化技术... 7
3.1.3  氟烟气净化技术... 7
3.1.4  铅烟气净化技术... 7
3.1.5  有机化合物净化技术... 8
3.1.6  酸雾净化技术... 8
4  废气净化系统维护管理... 9
4.1  风机... 9
4.2  除尘器... 9
4.3  净化塔... 9
4.3  系统故障处理... 9
 
 

1  概述
1.1  空气污染及空气污染物
(1)  空气污染的定义
根据国际标准化组织(ISO)给出的定义,“通常系指由于人类活动和自然过程引起某种物质进入大气中,呈现出足够的浓度,达到足够的时间,并因此而危害了人体健康、舒适感或环境”。
(2)  空气污染物的定义
按照ISO的定义,“空气污染物:系指由于人类活动或自然过程进入大气的并对人或环境产生有害影响的那些物质”。
 
1.2  空气污染物分类
按其存在状态分为气溶胶态污染物和气态污染物两大类。
(1)  气溶胶态污染物:
系指沉降速可以忽略的固体粒子、液体粒子在气体介质中的悬浮体。
分类:
粉尘、烟、飞灰、黑烟、液滴、轻雾、雾等。
(2)  气态污染物
大体有5个方面:
以二氧化硫为主的含硫化合物(SO2、H2S)、以氧化氮和二氧化氮为主的含氮化合物(NO、NH3)、碳的氧化物(CO、CO2)、碳氢化合物(CmHm、醛、酮等)、卤化合物(HF、HCL)。
 
1.3  废气处理的基本方法
从技术上基本可分为两类:分离法和转化法。
分离法:利用外力等物理方法将污染物从废气中分离出来。
转化法:使废气中污染物发生某些化学反应,然后分离或转化为其他物质。(直接燃烧、催化燃烧、吸收氧化、吸收还原、吸收法、催化还原等)

2  大气环境标准
(1)  环境质量标准(略)
环境空气质量标准(GB3095-1996)
保护农作物的大气污染物最高允许浓度(GB9137-1996)
(2)  污染物排放标准:
大气污染物综合排放标准(GB16297-1996)
锅炉大气污染物排放标准(GWPB3-1999)
工业炉窑大气污染物排放标准(GB9078-1996)
火电厂大气污染物排放标准(GB13223-1996)
炼焦炉大气污染物排放标准(GB16171-1996)
水泥厂大气污染物排放标准(GB4915-1996)
恶臭污染物排放标准(GB14554-93)
(3)  卫生标准
工业企业设计卫生标准(GBZ  1-2002)
工作场所有害因素职业接触限值(GBZ  2-2002)
 

2  通风与除尘
2.1  通风
用通风的方法改善室内空气环境,在局部地点或整个车间把不符合卫生标准的污浊空气排至室外,把新鲜空气或经过净化符合卫生要求的空气送入室内。
(1)  全面通风
全面通风可分为自然通风和机械通风。
(2)  局部送风(略)
工位送风、空气幕等
(3)  局部排风
局部排风系统是利用局部气流直接在有害物质产生地点对其加以控制或捕集,不使其扩散到车间作业地带。
2.1.1  局部排风罩的分类
密闭罩、柜式排风罩(通风柜)、外部吸气罩、接受式排风罩、吹吸式排风罩。
2.1.2  局部排风罩的设计原则
a.  尽可能包围或靠近有害物源,减少吸气范围,便于捕集和控制。
b.  吸气气流方向应尽可能与污染气流运动方向一致。
c.  已被污染的吸入气流不允许通过人的呼吸区。
d.  结构简单、造价低,便于安装维护。
f.  与生产工艺协调一致,不影响工艺操作。
g.  避免和减弱干扰气流和穿堂风、送风气流等对吸气气流的影响。
2.1.3  设计实例
 
2.2  除尘(分离法)
2.2.1  粉尘的常用控制方法
湿法防尘(略)、尘源密闭(略)、除尘系统除尘
除尘系统防尘是最为有效的粉尘控制方式,目前应用最为广泛,能够满足严格的粉尘排放标准。
(1)  除尘系统组成
尘源密闭罩、除尘管道、除尘设备、除尘风机、电气控制系统和辅助系统等。
 
2.2.2  除尘系统的分类
(1)  按除尘系统的规模和配置特点分类:就地除尘系统、分散除尘系统、集中除尘系统。
(2)  按常用的除尘设备分类:干式除尘系统、湿式除尘系统。
(3)  按除尘设备的级数分类:单级除尘系统、多级除尘系统。
(4)  按除尘设备和风机位置分类:负压和正压除尘系统。
 
2.2.3  常用除尘器
(1)  惯性除尘器
利用物体都有保持其固有惯性的特点来把尘粒从气流中分离出来的装置。结构简单、维护方便、除尘效率低。多用作多级除尘的预除尘。
(2)  旋风除尘器
使含尘气流作旋转运动,利用作用在尘粒上的离心力,将尘粒从气流中分离出来的装置。结构简单、运行可靠、除尘效率较高、阻力中等。一般作为预除尘设备,当尘粒较粗、浓度较低时、可单独使用。除尘效率70~90%之间。
通用旋风、高效多管旋风等
(3)  湿式除尘器
主要通过含尘气流与液滴或液膜的接触,在液体与粗大尘粒的相互碰撞、滞留,细微尘粒的扩散、相互凝聚等净化机理的共同作用下,使尘粒从气流中分离出来。
主要分类:水浴除尘器、冲激式除尘器、立式旋风水膜除尘器(麻石水膜除尘器)、卧式旋风水膜除尘器、文丘里除尘器等。
 
2.2.3.1  过滤式除尘器(带式除尘器)
(1)  工作原理
工作原理:利用多孔的带状过滤元件从含尘气体中捕集粉尘的一种尺寸设备。
含尘气体通过滤料,依靠纤维的筛滤、拦截、碰撞、扩散和静电吸引五种效应,将粉尘阻留在滤料上,形成“一次粉尘”,一次粉尘比滤料具有更高的除尘效率。(建立在机织布的基础上)。
随着滤料的发展,针刺毡(三维滤料)具有更细小,分布均匀而且有一定纵深的孔隙结构,使粉尘深入滤料内部,有深层过滤的作用,因此可不主要依赖尘层的情况下,同样取得很好的除尘效果。
(2)  系统组成:过滤装置和清灰装置。
(3)  主要类型:
1、按清理灰方式分类:机械振动类、脉冲喷吹类
2、按滤袋形式分类:圆袋、扁袋
3、按过滤方向:外滤式、内滤式
脉冲喷吹、高压反吹多采用外滤式。机械振动、逆气流反吹多常用内滤式。
4、按除尘器内的压力:负压与正压
(4)  技术性能特点:
效率高,对细微粉尘可达99%以上
适应性强:各类性质、不受比电阻的影响、入口浓度高或低都能取得很好的效果。
规格多样、应用灵活:最小不足200m3/h,最大>5×106m3/h
回收物料方便,无二次污染。
使用温度范围广泛。
缺点:某些类型压力损失较大、设备庞大、滤袋易损坏、换袋困难、劳动条件差等。
(5)  滤料的技术发展
机织布(涤纶208等)――玻纤针刺毡――表面过滤材料(戈尔滤料)
(6)  主要的袋式除尘器
机械回转――MC系列中心喷吹――环隙喷吹――低压脉冲――低压长袋――离线清灰――气箱脉冲(PPC)
滤筒式除尘器(略)――主要用于空调、烟草行业。
(7)  脉冲除尘器发展
布袋除尘器的种类繁多,有机械振打除尘器、分室反吹风除尘器、机械回转反吹风除尘器、脉冲除尘器等。这些都是按除尘器的清灰方式分类的。机械振打和分室反吹风除尘器属弱能清灰,机械回转反吹风属中等清灰能力的除尘器,脉冲喷吹属强力清灰除尘器。机械振打类除尘器其清灰结构较为复杂、故障多、清灰能力弱、清灰机构对滤袋的磨损大,目前已很少使用,一般用于处理风量在10000m3/h以下的小型系统中。分室反吹风除尘器于70~80年代在国内应用普遍,主要用于大、中型系统,俗称“大布袋”,由于清灰能力弱,其过滤风速往往低于0.8m/min,固然处理单位废气量的建设费用高。机械回转反吹风除尘器常用于中、小型系统,80~90年代初比较流行,其顶部回转机构复杂,但由于是通用机械,工厂机械维修人员均能处理一般性故障。该除尘器的小型机使用较好,如24系列和72系列,但大型机(如144、240系列)故障较多,主要是反吹风量分布不均,回转机构故障,顶盖不能转动无法换袋等。脉冲类除尘器是50年代发展起来的清灰效果显著的布袋除尘器,它是利用压缩空气喷入袋内,在袋内产生瞬间体积膨胀,将袋子变形鼓起,使其剧烈振动,通过气振与反吹的联合作用清除滤袋上的粉尘,清灰能力强,效果极佳。因此近年来脉冲除尘器的应用十分广泛,是目前最流行的一种袋式除尘器。
(8)  静电除尘器
工作原理:利用静电力将气体中粉尘分离。排列数量众多、保持一定间距的金属集尘板(极板)与电晕极(极线),产生电晕、捕集粉尘。
组成:本体及直流高压电源两部分。
过程:
气体电离:电压达到足够高压时,电晕极周围极小范围内在高电场强度的作用下,气体电离,产生大量自由电子及正离子,电晕极较远区域电子附着于气体分子上形成大量负离子,正、负离子及电子各向异极性方向运动形成电流(电晕放电)。
粉尘荷电:离子及电子附着在粉尘上,大部分粉尘荷负电。
收尘:大量荷负电粉尘移向接地的集尘板。少量荷正电粉尘移向电晕极。
清灰:采用机械振打方式。灰斗收集。

3 有害气体净化处理(转化法)
最为常用的主要有燃烧法、吸附法、吸收法等。
 
3.1  常规废气净化工艺
3.1.1  低浓度二氧化硫净化技术
(1)  湿法烟气脱硫
最为常用的为湿式石灰石膏法。
(2)  半干法烟气脱硫
(3)  干法
3.1.2  氮氧化物净化技术
难点:NO稍溶解于水,可缓慢氧化为NO2
(1)  催化还原法:利用NH3作还原剂,在较低温度和催化剂的作用下,NH3将NOx还原成N2。
(2)  液体吸收法:水吸收(主要适合于NO2的废气)、酸吸收(稀HNO3,浓硫酸)、氨-碱吸收。
(3)  吸收还原法:
(4)  氧化吸收法:硝酸氧化――碱液吸收
(5)  络合吸收法:络合剂吸收,反应生成络合物。
3.1.3  氟烟气净化技术
主要来源:炼铝和磷肥工业。
(1)  稀释法:高空排放,污染转移他处
(2)  除尘法:仅对固态颗粒有效。
(3)  吸收法:水、碱性溶液、盐类溶液等作为吸收剂。
(4)  吸附法:氟化物、氧化物、氢氧化物、碳酸盐、氯化物、金属无机化合物等。
3.1.4  铅烟气净化技术
(1)  干法:采用袋式除尘器,主要针对对铅尘铅烟(机械加工类)。
(2)  吸收法:针对铅蒸汽,采用稀醋酸、氢氧化钠。
3.1.5  有机化合物净化技术
常见笨、甲苯、二甲苯。
吸附法:
燃烧法:
液体吸收法:
3.1.6  酸雾净化技术
液体吸收法、固体吸附法(络合物)、其他(铬雾净化器)
 

4  废气净化系统维护管理
4.1  风机
(1)  启停方式:
(2)  运行状态:平稳、电流正常。轴温正常
(3)  轴承座定期注油
(4)  故障判定与处理:
抖动:检查联轴器、轴承、风机叶轮。
 
4.2  除尘器
旋风除尘器检查卸灰阀。
布袋除尘器检查上花板,有无漏灰现象,脉冲控制仪是否正常,脉冲阀的运作、卸灰装置。定期卸灰。
 
4.3  净化塔
液位、喷淋系统出口压力。
 
4.3  系统故障处理
(1)  抽风效果不好:
检查阀门、管路是否堵塞、布袋除尘器布袋板结、净化塔内部堵塞等。
(2)  净化效果不好:
净化设备漏风,设备故障(电压、电极等),吸收液浓度、吸附剂更换或再生等。
 
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