廢氣處理工藝

（1）活性炭吸附

a）原理

利用活性炭微孔能吸收有機性物質(zhì)的特性，把有機性廢氣中的有機溶劑吸附到活性炭中并濃縮，經(jīng)吸附凈化后的氣體達標直接排空，其實質(zhì)是一個物理的吸附濃縮的過程。活性炭吸附飽和以后，定期更換。

b）特點

①吸附效率高，適用面廣；

②維護方便，無技術(shù)要求；

③能同時處理多種混合廢氣。

c）適用范圍

有機廢氣活性碳吸附塔廣泛用于家具木業(yè)、化工涂料、金屬表面處理等噴涂、噴漆、烘干等產(chǎn)生有機廢氣及異味場所，采用優(yōu)質(zhì)吸附活性碳作為吸附媒介，有機廢氣通過多層吸附層進行過濾吸附，從而達到凈化廢氣的目的。

（2）噴淋塔洗滌

a）原理

根據(jù)臭氣的成分利用強酸（硫酸）、強堿（氫氧化鈉）、強氧化劑（次氯酸鈉）作為洗滌噴淋溶液與氣體中的臭氣分子發(fā)生接觸，使氣相的臭味成分轉(zhuǎn)移至液相，并借助化學(xué)藥劑與臭味成分中和、氧化反應(yīng)去除臭味物質(zhì)。

b）特點

1）處理能力強，多種混合有機廢氣處理效果理想；

2）操作簡便易行，自動化智能控制系統(tǒng)，安全高效，免維護；

3）封閉式塔體結(jié)構(gòu)，室內(nèi)外皆可使用；

4）吸收去除效率高，設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，維護管理簡單方便；

5）設(shè)備運行平穩(wěn)，低噪音，能耗小，運行成本低。

c）適用范圍

1）各種有害氣體如H2S、SOx、NOx、HCI、NH3、CI2等氣體的處理；

2）垃圾中轉(zhuǎn)站、污水處理場的除臭裝置；

3）半導(dǎo)體光電業(yè)的排氣處理；

4）垃圾填埋場的滲出水、貯留池廢氣處理；

5）焚化爐及工業(yè)爐等排放的廢氣處理。

 

 

（3）光氧催化

a）原理

光氧催化設(shè)備是利用UV紫外線燈管進行有機廢氣處理的一種設(shè)備，能夠有效的將化工廢氣中的惡臭物質(zhì)通過光化學(xué)降解方式凈化。光催化氧化反應(yīng)裝置可有效改善廠區(qū)臭味，以及周圍的空氣環(huán)境。

b）特點

1）高效除惡臭。

2）無需添加任何物質(zhì)。

3）適應(yīng)性強。

4）運行成本低。

5）設(shè)備占地面積小，自重輕。

c）適用范圍

光氧催化設(shè)備廣泛用于煉油廠、橡膠廠、皮革廠、印刷廠、化工廠、中西藥廠、金屬鑄造廠、塑料再生廠、噴涂溶劑等有機和無機物惡臭氣體的脫臭凈化處理、餐飲業(yè)、噴漆車間、油墨印刷、噴涂車間、化工、醫(yī)藥、橡膠、食品、印染、造紙、釀造等生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的有毒有害廢氣。

 

（4）低溫等離子體

a）原理

當外加電壓達到氣體的放電電壓時，氣體被擊穿，產(chǎn)生包括電子、各種離子、原子和自由基在內(nèi)的混合體。低溫等離子體降解污染物是利用這些高能電子、自由基等活性粒子和廢氣中的污染物作用，使污染物分子在極短的時間內(nèi)發(fā)生分解，以達到降解污染物的目的。

b）特點

1）凈化效率高。

2）安全、可靠性強。

3）維修方便。

4）能耗低、噪音小

c）適用范圍

1）可治理污染源有：GMP無菌車間、燃燒廢氣源、污水處理廠、車間環(huán)境、倉儲環(huán)境、噴漆工藝廢氣、化工罐區(qū)、壓濾機房、反應(yīng)釜源等。

2）廣泛應(yīng)用于：石油化工、造紙業(yè)、紡織印染、制革業(yè)、化纖行業(yè)、橡膠行業(yè)、飼料加工、化學(xué)合成、化學(xué)助劑、生物化酵等行業(yè)和領(lǐng)域。

 

 

（5）蓄熱式燃燒

a）原理

蓄熱式燃燒設(shè)備（Regenerative Thermal Oxidizer，簡稱RTO）是一種用于處理中高濃度的揮發(fā)性有機廢氣的節(jié)能環(huán)保裝置，由陶瓷蓄熱床、自動控制閥、燃燒室和控制系統(tǒng)等組成。蓄熱床底部的自動控制閥分別與進氣總管和排氣總管相連，蓄熱床通過換向閥交替換向，將由燃燒室氧化來的高溫氣體的熱量蓄留，并預(yù)熱進入蓄熱床的有機廢氣；預(yù)熱到一定溫度（約760~850℃）的有機廢氣在燃燒室發(fā)生氧化反應(yīng)，生成二氧化碳和水，得到有效凈化。

b）特點

1）可選方案多：RTO蓄熱燃燒設(shè)備可以有兩床式、三床式及旋轉(zhuǎn)式等多種可選工藝；

2）適用范圍廣：RTO可處理絕大多數(shù)成分的VOCs廢氣，由于沒有使用催化燃燒設(shè)備的催化劑，因此不存在催化劑中毒等情況發(fā)生，適應(yīng)性好；

3）去除效率高：三室RTO蓄熱燃燒設(shè)備的廢氣凈化率最高可達到99%以上，適用不同工況；

4）運行更平穩(wěn)：熄火保護、超溫報警及PLC系統(tǒng)等多項設(shè)施實現(xiàn)多重實時監(jiān)測，可實現(xiàn)故障自檢排除功能，確保設(shè)備運行更安全；

5）經(jīng)濟效益高：可按需配置余熱裝置，實現(xiàn)余熱充分分配和利用，使設(shè)備的熱交換和熱回收效率更高，大大節(jié)約運行成本。

c）適用范圍

1）適用有機廢氣種類：烷烴、烯烴、醇類、酮類、醚類、酯類、芳烴、苯類等碳氫化合物有機廢氣。

2）有機物低濃度(同時滿足低于25%LEL)、大風量。

3）廢氣中含有多種有機成分、或有機成分經(jīng)常發(fā)生變化。

4）含有容易使催化劑中毒或活性衰退成分的廢氣。

 

（6）布袋除塵

a）原理

含塵煙氣由進風口經(jīng)導(dǎo)流系統(tǒng)進入各單元灰斗，大顆粒粉塵由于慣性碰撞、自然沉降等作用直接落入灰斗，其余粉塵隨氣流進入中箱體過濾區(qū)，粉塵積附在濾袋外表面，過濾后的潔凈氣體透過濾袋經(jīng)上箱體、排風管排出。

b）特點

1）除塵效率高，一般在99%以上，除塵器出口氣體含塵濃度在數(shù)十mg/m³之內(nèi)，對亞微米粒徑的細塵有較高的分級效率。

2）處理風量的范圍廣，小的僅1min數(shù)m³，大的可達1min數(shù)萬m³，既可用于工業(yè)爐窯的煙氣除塵，減少大氣污染物的排放。

3）結(jié)構(gòu)簡單，維護操作方便。

4）在保證同樣高除塵效率的前提下，造價低于電除塵器。

5）采用玻璃纖維、聚四氟乙烯、P84等耐高溫濾料時，可在200℃以上的高溫條件下運行。

6）對粉塵的特性不敏感，不受粉塵及電阻的影響。

 

c）適用范圍

袋式除塵器是一種干式濾塵裝置。廣泛應(yīng)用于各個工業(yè)部門中，用以捕集非粘結(jié)非纖維性的工業(yè)粉塵和揮發(fā)物，捕獲粉塵微?？蛇_0.1微米。

 

（7）脫硝技術(shù)

1、SNCR技術(shù)

a）原理

選擇性非催化還原（Selective Non-Catalytic Reduction，以下簡稱為SNCR）技術(shù)是一種成熟的商業(yè)性NOx控制處理技術(shù)。SNCR方法主要在800～1250℃下，將含氮的藥劑噴入煙氣中，將NO還原，生成氮氣和水，如下圖所示。

b）特點

1）脫硝效果滿足要求：SNCR技術(shù)應(yīng)用在大型煤粉鍋爐上，長期現(xiàn)場應(yīng)用一般能夠達到50％以上的NOx脫除率。

2）還原劑多樣易得：SNCR技術(shù)中使用的脫除NOx的還原劑一般均為含氮化合物，包括氨、尿素、氰尿酸和各種銨鹽（醋酸銨、碳酸氫銨、氯化銨、草酸銨、檸檬酸銨等）。其中，實際工程應(yīng)用最廣泛，效果最好的是氨和尿素。

3）無二次污染：SNCR技術(shù)是一項清潔的脫硝技術(shù)，沒有任何固體或液體的污染物或副產(chǎn)物生成。

4）經(jīng)濟性好：由于SNCR的反應(yīng)熱源由爐內(nèi)高溫提供，不需要昂貴的催化劑系統(tǒng)，因此投資和運行成本較低。

5）系統(tǒng)簡單、施工時間短：SNCR技術(shù)最主要的系統(tǒng)就是還原劑的儲存系統(tǒng)和噴射系統(tǒng)，主要設(shè)備包括儲罐、泵、噴槍及其管路、測控設(shè)備。由于設(shè)備相對簡單，SNCR技術(shù)的安裝期短，小修停爐期間即可完成爐膛施工。

6）對鍋爐無影響：SNCR技術(shù)不需要對鍋爐燃燒設(shè)備和受熱面進行改動，也不需要改變鍋爐的常規(guī)運行方式，對鍋爐的主要運行參數(shù)不會有顯著影響。

c）適用范圍

適用于鍋爐、鏈條爐、循環(huán)流化床、回轉(zhuǎn)窯爐等煙氣脫硝。

 

2、SCR技術(shù)

a）原理

選擇性催化還原（Selective Catalytic Reduction，以下簡稱為SCR）技術(shù)是目前降低NOx排放量最為高效，且是國內(nèi)外應(yīng)用最多最成熟的技術(shù)，脫硝率可達80％以上。SCR煙氣脫硝系統(tǒng)采用氨氣作為還原介質(zhì)。SCR DeNOx裝置的主要組成部分包括一個裝催化劑的反應(yīng)器，一個氨儲罐和一個還原劑注入系統(tǒng)，國外較多使用無水液氨。其基本原理是把符合要求的氨氣噴入到煙道中，與原煙氣充分混合后進入反應(yīng)塔，在催化劑的作用下，并在有氧氣的條件下，氨氣選擇性地與煙氣中的NOx（主要是NO、NO2）發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成無害的氮氣（N2）和水（H2O）。主要反應(yīng)化學(xué)方程式為：

4NO + 4NH3 + O2  →  4N2 + 6H2O

6NO2 + 8NH3  →  7N2 + 12H2O

NO + NO2 + 2NH3  →  2N2 + 3H2O

選擇性反應(yīng)意味著不發(fā)生NH3與SO2的反應(yīng)，但在催化劑的作用下，煙氣中的少量SO2 會被氧化成SO3，其氧化程度通常用SO2/SO3轉(zhuǎn)化率表示。在有水的條件下，SCR中未反應(yīng)的的氨與煙氣中的SO3反應(yīng)生成硫酸氫氨(NH4HSO4) 與硫酸氨(NH4)2SO4等一些對反應(yīng)有害的物質(zhì)。

b）特點

1）脫硝效率高，一般可達80%以上，最大脫硝率可大于90%。

2）工藝設(shè)備緊湊，運行可靠。

3）還原后的氮氣放空，無二次污染。

4）煙氣成分復(fù)雜，某些污染物可使催化劑中毒。

5）煙氣中的粉塵微粒可覆蓋催化劑的表面，使其活性下降；

6）系統(tǒng)中存在一些未反應(yīng)的NH3和煙氣中的SO2作用，生成易腐蝕和堵塞設(shè)備的(NH4)HSO4或(NH4)2SO4。

7）投資和運行費用較高。

c）適用范圍

適用于溫度適宜的鍋爐、鏈條爐、循環(huán)流化床、回轉(zhuǎn)窯爐等煙氣脫硝。

 

 

3、臭氧技術(shù)

a）原理

臭氧脫硝過程中對NO 的氧化機理進行了研究，對臭氧在煙道的投放、布氣方式、氣相混合方式，溫度控制影響、粉塵影響等做了全面的模擬實驗，總結(jié)了煙構(gòu)建出O3與NOX之間詳細的化學(xué)反應(yīng)機理，該機理比較復(fù)雜。在實際試驗中，可根據(jù)低溫條件下臭氧與NO 的關(guān)鍵反應(yīng)進行研究。

低溫條件下，O3與NO 之間的關(guān)鍵反應(yīng)如下：

NO+O3→NO2+O2  

NO2+O3→NO3+O2 

NO3+NO2→N2O5  

2NO+O2=2NO2

4NO2+O2+2H2O=4HNO3

2NO+O2=2NO2

4NO2+O2+2H2O=4HNO3

2HNO3+Ca(OH)2=Ca(NO3)2+2H2O

與氣相中的其他化學(xué)物質(zhì)如 CO，SOx 等相比，NOx 可以很快地被臭氧氧化，這就使得 NOx 的臭氧氧化具有很高的選擇性。因為氣相中的 NOx 被轉(zhuǎn)化成溶于水溶液的離子化合物，這就使得氧化反應(yīng)更加完全，從而不可逆地脫除了 NOx，而不產(chǎn)生二次污染。經(jīng)過氧化反應(yīng)，加入的臭氧被反應(yīng)所消耗，過量的臭氧可以在噴淋塔中分解。除了 NOx之外，一些重金屬，如汞及其他重金屬污染物也同時被臭氧所氧化。煙氣中高濃度的粉塵或固體顆粒物不會影響到 NOx 的脫除效率。

b）特點

1）更靈活。

2）施工便捷。

3）易于維護、操作管理簡單。

4）可以隨鍋爐負荷的變化調(diào)整發(fā)生量，降低能耗。

c）適用范圍

臭氧氧化脫硝可應(yīng)用于：以煤、焦炭、褐煤為燃料的公用工程鍋爐；以燃氣、煤、重油為燃料的工業(yè)鍋爐；鉛、鐵礦、鋅/銅，玻璃、水泥加工、生產(chǎn)的各種爐窯；用于處理生物廢料，輪胎及其他工業(yè)廢料以燃氣、煤、重油為燃料的工業(yè)鍋爐；鉛、鐵礦、鋅/銅，玻璃、水泥加工、生產(chǎn)的各種爐窯；用于處理生物廢料，輪胎及其他工業(yè)廢料

 

 

 

 

（8）脫硫技術(shù)

1、石灰石膏法

a）原理

采用石灰石或石灰作為脫硫吸收劑，石灰石經(jīng)破碎磨細成粉狀與水混合攪拌成吸收漿液，當采用石灰為吸收劑時，石灰粉經(jīng)消化處理后加水制成吸收劑漿液。在吸收塔內(nèi)，吸收漿液與煙氣接觸混合，煙氣中的二氧化硫與漿液中的碳酸鈣以及鼓入的氧化空氣進行化學(xué)反應(yīng)從而被脫除，最終反應(yīng)產(chǎn)物為石膏。

b）特點

1)脫硫效率高達95%以上，有利于地區(qū)和電廠實行總量控制。

2)技術(shù)成熟，設(shè)備運行可靠性高(系統(tǒng)可利用率達98%以上)。

3)單塔處理煙氣量大，SO2脫除量大。

4)適用于任何含硫量的煤種的煙氣脫硫。

5)對鍋爐負荷變化的適應(yīng)性強(30%～100%額定蒸發(fā)量)。 ．

6)設(shè)備布置緊湊，減少了場地需求。

7)處理后的煙氣含塵量大大減少。

8)吸收劑(石灰石)資源豐富，價廉易得。

9)脫硫副產(chǎn)物(石膏)便于綜合利用，經(jīng)濟效益顯著。

 

2、雙堿法

a）原理

基本化學(xué)原理可分為脫硫過程和再生過程兩部分。鈉-鈣雙堿法[Na/Ca]采用純堿啟動，鈉堿吸收SO2、石灰再生的方法。其基本化學(xué)原理可分脫硫過程和再生過程。

脫硫過程：

Na2CO3 + SO2 → Na2SO3 + CO2     (1)

2NaOH + SO2 →Na2SO3 + H2O     (2)

Na2CO3 + SO2 + H2O → NaHSO3    (3)

（1）式為吸收啟動反應(yīng)式；

（2）式為主要反應(yīng)式，pH＞9（堿性較高時）

（3）式為當堿性降低到中性甚至酸性時（5＜pH＜9）

再生過程：

2NaHSO3 + Ca(OH)2 → Na2SO3 + +CaSO3↓ + 2H2O   (5)

Na2SO3 + Ca(OH)2 → 2NaOH + CaSO3↓            (6)

b）特點

1）投資省、脫硫效率高；

2）技術(shù)成熟，運行可靠性高；

3）對操作彈性大，對燃燒煤種含硫量的變化適應(yīng)性強；

4）再生和沉淀分離在塔外，大大降低塔內(nèi)和管道內(nèi)的結(jié)垢機會；

5）鈉堿循環(huán)利用，損耗少，運行成本低；

6）灰水易沉淀分離，可大大降低水池的投資；

7）鈉堿吸收劑反應(yīng)活性高、吸收速度快，可降低液氣比，從而既可降低運行費用，又可減少水池、水泵和管道的投資；

3、鎂法脫硫

a）原理

氧化鎂濕法脫硫工藝（簡稱：鎂法脫硫）與石灰-石膏法脫硫工藝類似，它是以氧化鎂（MgO）為原料，經(jīng)熟化生成氫氧化鎂（Mg(OH)2）作為脫硫劑的一種先進、高效、經(jīng)濟的脫硫系統(tǒng)。在吸收塔內(nèi)，吸收漿液與煙氣接觸混合，煙氣中的二氧化硫與漿液中的氫氧化鎂進行化學(xué)反應(yīng)從而被脫除，最終反應(yīng)產(chǎn)物為亞硫酸鎂和硫酸鎂混合物。如采用強制氧化工藝，最終反應(yīng)產(chǎn)物為硫酸鎂溶液，經(jīng)脫水干燥后形成硫酸鎂晶體。

反應(yīng)過程

1、熟化

MgO+H2O —>Mg(OH)2

2、吸收

SO2 + H2O—> H2SO3

SO3 + H2O—> H2SO4

3、中和

Mg(OH)2+ H2SO3 —> MgSO3+2H2O

Mg(OH)2+ H2SO4 —> MgSO4+2H2O

Mg(OH)2+2HCl—> MgCl2+2H2O

Mg(OH)2+2HF —>MgF2+2H2O

4、氧化

2 MgSO3+O2—>2MgSO4

5、結(jié)晶

MgSO3+ 3H2O—> MgSO3·3H2O

MgSO4+ 7H2O —>MgSO4 ·7H2O

b）特點

1、反應(yīng)性好，脫硫效率高

2、運行可靠性高

3、造價低

4、運行費用低

5、副產(chǎn)品回收的經(jīng)濟效益高

 

4、氨法脫硫

a）原理

該工藝利用氨液吸收煙氣中的SO2生成亞硫酸銨溶液，并在富氧條件下將亞硫酸氨氧化成硫酸銨，再經(jīng)加熱蒸發(fā)結(jié)晶析出硫酸銨，過濾干燥后得化肥產(chǎn)品。主要包括吸收過程、氧化過程和結(jié)晶過程。

(1)吸收過程

在脫硫塔中，氨和SO2在液態(tài)環(huán)境中以離子形式反應(yīng)： 2NH3+H2O+SO2 → (NH4)2SO3 (NH4)2SO3+H2O+SO2 → 2NH4HSO3

隨著吸收進程的持續(xù)，溶液中的NH4HSO3會逐漸增多，而NH4HSO3已不具備對SO2的吸收能力，應(yīng)及時補充氨水維持吸收濃度。

(2)氧化過程

氧化過程主要是利用空氣生成(NH4)2SO4的過程： (NH4)2SO3+O2 → (NH4)2SO4 NH4HSO3 +O2 → NH4HSO4 NH4HSO4 +NH3 → (NH4)2SO4

(3)結(jié)晶過程

氧化后的(NH4)2SO4經(jīng)加熱蒸發(fā)，形成過飽和溶液，(NH4)2SO4從溶液中結(jié)晶析出，過濾干燥后得到化肥產(chǎn)品硫酸銨。

b）特點

1)脫硫效率高：在液汽比為2.5時，脫硫效率就可達95%以上；

2)工程投資、運行費用較低，為石灰-石膏工藝的40%左右；

3)工藝流程簡單，系統(tǒng)設(shè)備少，從而提高了系統(tǒng)的可靠性，降低了維護和檢修費用；

4)占地面積小，且系統(tǒng)布置靈活，非常適合現(xiàn)有機組的改造和場地緊缺的新建機組；

5)氨法煙氣脫硫煙氣脫硫設(shè)備能源消耗低，如電耗、水耗等；

6)對鍋爐負荷變化的適用性強，負荷跟蹤特性好，啟停方便，可在40%負荷時投用，對基本負荷和調(diào)峰機組均有很好的適用性；

7)對燃煤硫分的適應(yīng)性強，可用于0.3%～6.5%的燃煤硫分。且應(yīng)用于中高硫煤(≥2%)時，副產(chǎn)物價值可以超過運行成本，其經(jīng)濟性非常突出；

8)氨法煙氣脫硫煙氣脫硫設(shè)備通過科學(xué)設(shè)計，使系統(tǒng)做到完全水平衡，無脫硫廢水排放，不會造成二次污染。