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第五章 主要行业的环境影响及环境知识 第一节(2)

2009-10-21 11:17:00
2、气态污染物治理技术

1)一般气态污染物治理技术

a、吸收法

吸收是利用气体混合物中不同组分在吸收剂中溶解度的不同,或者与吸收剂发生选择性化学反应,从而将有害组分从气体中分离出来的过程。吸收法治理气体污染物技术上比较成热,使用性强,各种气态污染物如SO2、H2S、NOx等一般都可选择适宜的吸收剂和设备进行处理,并可回收有用产品。因此,该法在气态污染物治理方面得到广泛应用。

b、吸附法

气体混合物与适当的多孔性固体接触,利用固体表面存在的未平衡的分子引力或化学键力,把混合物中某一组分或某些组分吸留在固体表面上,这种分离气体混合物的过程为气体吸附。利用这一原理的吸附法,  由于具有分离效率高、能回收有效组分,设备简单,操作方便,易于实现自动控制等优点,  已成治理环境污染物的主要方法之一。在大气污染控制中,吸附法可用于低浓度废气净化。例如用吸附法回收或净化废气中有机污染物,治理含低浓度二氧化硫(烟气)和氮氧化物等。

c、催化法

催化法净化气态污染物是利用催化剂的催化作用,将废气中气体有害物质转变为无害物质或转化为易于去除的物质一种废气治理技术。应用催化法治理污染物过程中,无需将污染物与主气流分离即可将有害物去除,不仅可避免产生二次污染,且可简化操作过程。例如利用催化法使废气中的碳氢化合物转化为二氧化碳和水;氮氧化物转化成氮;二氧化硫转化成三氧化硫后加以回收利用;有机废物和臭气催化燃烧,以及汽车尾气的催化净化等。该法的缺点是催化剂价格较高,废气预热需要一定的能量。

d、燃烧法

燃烧法是通过热氧化作用将废气中的可燃有害成分转化为无害物质的方法。

e、冷凝法

冷凝法是利用物质在不同温度下具有不同饱和蒸气压的性质,采用降低系统温度或提高系统压力,使处于气态的污染物冷凝,从废气中分离出来的方法。

f、生物法

废气的生物处理法是利用微生物的代谢活动过程把废气中的气体污染物转化为少害甚至无害的物质。生物处理不需要再生过程和其他高级处理,与其他净化法相

比,其处理设备简单、费用也低,并可以达到无害化目的,因此,生物处理技术被广泛地应用于有机废气的净化,如屠宰厂、肉类加上厂、金属铸造厂、固体废物堆肥、化工厂的臭氧处理等。该法的局限性在于不能回收污染物质,只使用于处理浓度很低的污染物。

g、膜分离法

混合气体在压力梯度作用下,透过特定薄膜时,由于不同气体只有不同的透过速度,从而可使不同组分达到分离的效果。根据构成膜物质的不同,分离膜有固体膜利液体膜两种,目前在一些工业部门实际应用的主要是固体膜。膜法气体分离技术的优点足过程简单,控制方便,操怍弹性大,并能在常温下工作,能耗低(因不耗相变能)。该法已用于合成氨气中回收氢,天然气净化,  空气中氧的收集,  以及CO2的去除与回收等得到广泛应用。

2)脱硫技术

二氧化硫是一种危害严重的大气污染物,也是我国列为主要控制的污染物之一。其净化治理途径主要有:

a、燃料脱硫,如煤炭洗选、煤炭转化(气化或液化)、重油(催化剂)脱硫等;

b、硫化床燃料脱硫;

c、烟气脱硫,如石灰(石灰石)洗涤、氨吸收、喷雾干燥吸收等;

d、活性炭吸附净化低浓度二氧化硫。

(五)典型行业废气污染

1、石油化学工业废气特点

a、装置废气排放量大:石化企业装置排气量较大。企业装置密集,占地面积较大,对所在地区环境影响较严重。

b、成分复杂,治理难度大:石油化学工业产品种类繁多,生产工艺各不相同,同一工艺又由于原料性质的差异所排放的污染物质也个相同,废气中所含污染物各种各样,性质复杂。所以有些废气治理难度大,  目前一般采用高空排放的方法。

c、污染物质具有一定的毒性:在生产过程中不仅由于原料中所含有害物质裂解后进入废气,而且在生产过程中添加的各种化学药剂、溶剂也有部分进入废气中,使得废气中含有各种有机、无机化合物,石油工业轻质产品本身挥发进入空气,污染环境。

2、化学工业废气污染

化学工业主要包括20多个行业的基本完整的生产体系,其中氮肥、磷肥、无机盐、氯碱、有机原料及合成材料、农药、染料、涂料、炼焦等行业的废气排放量大,组成复杂,对大气环境造成较严重的污染。

化工废气,按所含污染物性质可分为三大类,第一类为含无机污染物的废气,主要来自氮肥、磷肥(含硫酸)、无机盐等行业;第二类为含有机污染物的废气,主

要来自有机原料及合成材料、农药、染料、涂料等行业;第三类为既含无机污染物又含有机污染物的废气,主要来自氯碱、炼焦行业。

化学工业废气特点:

a、种类繁多:化学工业行业多,每个行业所用原料不同,工艺路线也有差异,生产过程化学反应繁杂。因此,造成化工废气种类繁多。

b、组成复杂:化工废气中常含有多种有毒成分。例如,农药、染料、氯碱等行业废气中,既含有多种无机化合物,又含有多种有机化合物。此外,从原料到产品,由于经过许多复杂的化学反应,产生多种副产物,致使某些废气的组成非常复杂。

c、污染物浓度高:不少企业工艺设备陈旧,原材料流失严重,因此废气排放量大,污染物浓度高。

d、污染面广,危害性大:我国有6000多个化工企业,其中中、小型化工企业约占90%,遍布全国各地。这些中、小型企业大多工艺落后,设备陈旧,技术力量薄弱,防治所需要的技术、设备和资金难以解决。其单位产品的原材剌和能源消耗都很高。

化工废气常含有致癌、致畸、致突变、恶臭、强腐蚀性及易燃、易爆性的组分,对生产装置、人身安全与健康、及周围环境造成严重危害。

3、冶金工业废气污染

钢铁工业开发的主要对象,是多种黑色金属和非金属矿物。黑色金属包括铁、锰、铬。钢铁工业二氧化硫排放量仅次于电力工业。钢铁企业的烧结、球团、炼焦、化学副产品、炼铁、炼钢、轧钢、锻压、金属制品与铁合金、耐火材料、炭素制品以及动力等生产环节,拥有排放大量烟尘的各种窑炉。冶炼加工过程中,消耗大量的矿石、燃料和其他辅助原料。

钢铁工业废气的特点:

a、废气排放量,污染面广:在全国40个行业中,废气年排放量占全国总排放量的18%(1985年),居第二位。废气污染源集中在炼铁、炼钢、烧结、焦化等冶炼工业窑炉。设备集中,规模庞大。

b、烟尘颗粒细,吸刚力强:钢铁企业冶炼过程中排放的多为氧化铁烟尘,其粒径在1um以下的占多数。由于尘粒细,表面积大,吸附力强,易成为吸附有害气体的载体。

c、废气温度高,治理难度大:冶金窑炉排出的废气一般为400~C-1000℃,最高可达1400℃-1600‘C。在钢铁企业中,有1/3烟气净化系统处理高温烟气,处理烟气量占整个钢铁企业总烟气量的2/3,  高温烟气的治理直接关系到钢铁企业烟尘控制的水平。

d、烟气阵发性强,无组织排放多;钢铁企业中,高炉出铁、出渣、开堵铁口,转炉铁水、吹氧冶炼、出钢以及浇注钢锭等冶炼过程,其烟气的产生具有阵发性,

而且随冶炼过程的不同,散发烟气量也不同,波动极大。一般净化系统主要是控制烟气最大的冶炼过程(即一次烟气),而对一次集尘系统未捕集到的和其他辅助工艺过程中所散发的烟气(即二次烟气),形成了无组织地通过厂房或天窗外逸。通常一次烟气中的烟尘约占总烟尘量的90%-93%,而二次烟气中的烟尘虽占7%-10%左右。但其尘粒细、分散度高,对环境的污染影响更大。

e、废气具有回收价值:钢铁生产排出的废气中,高温烟气的余热可以通过热能回收装置转换为蒸汽或电能;炼焦及炼铁、炼钢过程中产生的煤气,已成为钢铁企业的主要燃料,并可外供使用;各废气净化过程中所收集的尘泥,绝大部分含有氧化铁成分,可采用各种方式回收利用。

钢铁企业产生的废气直接危害人体的健康和农作物的生长,并腐蚀金属器材和建筑物。废气中除含有尘和二氧化硫外,还含有致癌物质,如多环芳烃和苯并(a)芘,游离二氧化硅粉尘使长期工作的人易患“矽肺”。氟的污染对附近地区植物的生长、牲畜和人体骨骼都会产生不良影响。

4、有色金属工业废气污染

有色金属是除铁、锰、铬以外的所有金属的总称。在我国,列入有色金属范围的有64种金属。按照它们的物理和化学性质的不同,又可分为重有色金属(指相对密度在4.5以上的有色金属,包括铜、铅、锌、镍、钴、锡、锑、汞、镉等)、轻有色金属(指相对密度在4.5以下的有色金属,包括铝、镁、钾、钠、钙等)、贵有色金属(包括金、银、铀、铑、钯等)、半有色金届(包括砷、硅、硼、硒、碲等)和稀有金属(主要指有在地壳上含量稀少,分散、不易富集成矿和难以冶炼提取的一类金属,包括钨、钼、矾、钛;铍、锂、镓、锗、铷、铯、铟等)五类。有色金属工业废气是指在有色金属采矿、选矿、冶炼和加工生产及其相关过程中,因凿岩、爆破、矿石破碎、筛分和运输,金属冶炼和加工,燃料燃烧等产生的含污染物质的有毒有害气体。

有色金属工业废气按其所含主要污染物的性质大体上可分为三大类:第一类为含工业粉尘为主的采矿和选矿工业废气;  第二类为含有有害气体(含氟、硫、氯)与尘为主的有色金属冶炼废气;第三类为含酸、碱和油雾为主的有色金属工业废气。有色金属工业废气特点:

a、排放量较大,污染面较广:有色金属冶炼厂废气排放量占全国工业废气总排放量的11%(1990年)。另外,我国现有500多座有色金属矿山,在矿山的开发和生产中产生的各种含粉尘的废气对周围大气环境影响的范围也是相当广的。

b、废气成分复杂,治理难度较大:有色金届产品种类繁多,


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