1、l据统计：我国的工业污染在环境污染中占70%，工业污染的治理率很低，废水仅20%，废气和废渣还不到50%。l化学工业是环境污染最为严重的工业行业，从原料到产品，从生产到使用，都有造成环境污染的因素。现代化工的特点是量大和多样化。原料消耗量大、产品量大、废弃物也多。产品多样化、原料多样化、生产方法也是多样化。随着化工产品、原料和生产方法的不同所产生的污染物也多种多样。弄清这些污染物的来源和种类对于防治是必要的。l化工污染物的种类化工污染物的种类 按污染物的性质可分为：无机化工污染和有机化工污染；按污染物的形态可分为：废气、废水及废渣。l化工污染物是在生产过程和使用过程中产生的，其产生的原因和污染
2、环境的途径是多种多样的。l化工污染物主要来源可分为：化工污染物主要来源可分为：化工生产的原料、半成品及产品；化工生产过程中排放出的废弃物。1.1.化学反响不完全化学反响不完全 目前，所有的化工生产中，原辅料不可能全部转目前，所有的化工生产中，原辅料不可能全部转化为半成品或成品，其中有一个转化率的问题。未反化为半成品或成品，其中有一个转化率的问题。未反响的原辅料。虽有局部可以回收再用，但最终总有一响的原辅料。虽有局部可以回收再用，但最终总有一局部因回收不完全或不可能回收而被排放掉。假设化局部因回收不完全或不可能回收而被排放掉。假设化工原辅料为有害物质，排放后便会造成环境污染。化工原辅料为有害物质
3、，排放后便会造成环境污染。化工生产中的工生产中的“三废三废，实际上是生产过程中流失的原，实际上是生产过程中流失的原料、中间体、副产品，甚至是产品。如：农药行业的料、中间体、副产品，甚至是产品。如：农药行业的主要原料利用率为主要原料利用率为30-40%30-40%。对对“三废三废的有效处理和利用，既可创造经济效的有效处理和利用，既可创造经济效益，又可减少环境污染。益，又可减少环境污染。2.2.原料不纯原料不纯 化工原料也包括辅料有时本身纯度不够，其中含化工原料也包括辅料有时本身纯度不够，其中含有杂质。这些杂质因一般不参与化学反响，最后也要排放有杂质。这些杂质因一般不参与化学反响，最后也要排放掉，
4、而大多数杂质为有害的化学物质，对环境会造成重大掉，而大多数杂质为有害的化学物质，对环境会造成重大污染。有些化学杂质甚至还参与化学反响，而生成的反响污染。有些化学杂质甚至还参与化学反响，而生成的反响产物同样也是目的产品的杂质，也是有害的污染物。产物同样也是目的产品的杂质，也是有害的污染物。3.3.物料泄漏物料泄漏 由于生产设备、管道等封闭不严密，或者由于操作水由于生产设备、管道等封闭不严密，或者由于操作水平和管理水平跟不上，物料在储存、运输以及生产过程中，平和管理水平跟不上，物料在储存、运输以及生产过程中，往往会造成化工原辅料、产品的泄漏，习惯上称为往往会造成化工原辅料、产品的泄漏，习惯上称为“
5、跑、跑、冒、滴、漏冒、滴、漏现象，这一现象不仅造成经济上的损失，同现象，这一现象不仅造成经济上的损失，同时还可能造成严重的环境污染事故，甚至会带来难以预料时还可能造成严重的环境污染事故，甚至会带来难以预料的后果。的后果。4.4.产品使用不当及其废弃物产品使用不当及其废弃物 化肥使用不合理，会使土地板结，流入水体会产化肥使用不合理，会使土地板结，流入水体会产生生“富营养化富营养化问题；塑料制品用后废弃，会产生问题；塑料制品用后废弃，会产生“白色污染白色污染；氟利昂大量使用，会破坏臭氧层，都；氟利昂大量使用，会破坏臭氧层，都是众所周知的典型事例。是众所周知的典型事例。1.1.燃烧过程燃烧过程 化工
6、生产过程一般需要在一定压力和温度下进展，化工生产过程一般需要在一定压力和温度下进展，因此需要有能量的输入，从而要燃烧大量的燃料，但是因此需要有能量的输入，从而要燃烧大量的燃料，但是在燃料的燃烧过程中，不可防止地产生大量的废气和烟在燃料的燃烧过程中，不可防止地产生大量的废气和烟尘等有害物质，对环境造成危害。尘等有害物质，对环境造成危害。烟气中各种有害物质的含量与燃料的品种和燃烧条烟气中各种有害物质的含量与燃料的品种和燃烧条件有很大关系。件有很大关系。2.2.冷却水冷却水 化工生产过程中除了需要大量的热能外，还需要化工生产过程中除了需要大量的热能外，还需要大量的冷却水例：生产大量的冷却水例：生产1
7、t1t烧碱，大约需烧碱，大约需100t100t冷却冷却水。水。在生产过程中，用水冷却的方式一般有两种。在生产过程中，用水冷却的方式一般有两种。直接冷却：冷却水直接与被冷却的物料进展接触，使冷直接冷却：冷却水直接与被冷却的物料进展接触，使冷却水中含有化工物料，而成为污染物质；却水中含有化工物料，而成为污染物质；间接冷却：尽管冷却水不与物料直接接触，但在冷却水间接冷却：尽管冷却水不与物料直接接触，但在冷却水中常常参加防腐剂、防垢剂、杀藻剂等化学物质，排中常常参加防腐剂、防垢剂、杀藻剂等化学物质，排出后也会造成污染，即使没有参加有关的化学物质，出后也会造成污染，即使没有参加有关的化学物质，冷却水也会
8、对周围环境带来热污染问题。冷却水也会对周围环境带来热污染问题。3.3.副反响和副产品副反响和副产品 化工生产中，在进展主反响的同时，还经常伴随化工生产中，在进展主反响的同时，还经常伴随着一些人们所不希望的副反响及其产物。副产物虽然着一些人们所不希望的副反响及其产物。副产物虽然有的经过回收之后可以成为有用的物质，但由于副产有的经过回收之后可以成为有用的物质，但由于副产物的数量不大，而且成分较复杂，要进展回收存在许物的数量不大，而且成分较复杂，要进展回收存在许多困难，经济上不合理，所以往往将副产品作为废料多困难，经济上不合理，所以往往将副产品作为废料排弃，而引起环境污染。排弃，而引起环境污染。4.
9、4.生产事故造成的化工污染生产事故造成的化工污染 化工生产过程中比较经常发生的事故是设备事故，化工生产过程中比较经常发生的事故是设备事故，比较偶然的事故是工艺事故。比较偶然的事故是工艺事故。一、废气简介1 化工废气的来源 各种化工产品在每个生产环节都会产生并排出废气，造成对环境的污染。其来源有以下几个方面。化学反响中产生的副反响和反响进展不完全所化学反响中产生的副反响和反响进展不完全所产生的废气。产生的废气。在化工生产过程中，随着反响条件和原料纯度的在化工生产过程中，随着反响条件和原料纯度的不同，有一个转化率的问题。不同，有一个转化率的问题。原料不可能全部转化为成品或半成品，这样就形原料不可能
10、全部转化为成品或半成品，这样就形成了废料。成了废料。一般情况下，在进展主反响的同时，经常还伴随一般情况下，在进展主反响的同时，经常还伴随着一些不希望产生的副反响，副反响的产物有着一些不希望产生的副反响，副反响的产物有的可以回收利用，有的那么因数量不大、成分的可以回收利用，有的那么因数量不大、成分复杂，无回收价值，因而作为废料排出。复杂，无回收价值，因而作为废料排出。产品加工和使用过程中产生的废气以及产品加工和使用过程中产生的废气以及搬运、破碎、筛分及包装过程中产生的搬运、破碎、筛分及包装过程中产生的粉尘等。粉尘等。生产技术路线及设备陈旧落后，造成反生产技术路线及设备陈旧落后，造成反响不完全，生
11、产过程不稳定，从而产生响不完全，生产过程不稳定，从而产生不合格的产品或造成物料的不合格的产品或造成物料的“跑、冒、跑、冒、滴、漏。滴、漏。开、停车或因操作失误，指挥不当，管开、停车或因操作失误，指挥不当，管理不善造成废气的排放。理不善造成废气的排放。化工生产中排放的某些气体，在光或雨化工生产中排放的某些气体，在光或雨的作用下发生化学反响，也能产生有害的作用下发生化学反响，也能产生有害气体。气体。2 化工废气的分类化工废气的分类化工废气，按所含的污染物性质可分为三大类：化工废气，按所含的污染物性质可分为三大类：第一类为含有无机污染物的化工废气，这类废气第一类为含有无机污染物的化工废气，这类废气
12、主要来自氮肥、磷肥含硫酸、无机盐等行主要来自氮肥、磷肥含硫酸、无机盐等行业；业；第二类为含有有机污染的废气，主要来自有机原第二类为含有有机污染的废气，主要来自有机原 料及合成材料、农药、染料、涂料等行业；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，第三类为既含无机污染物又含有机污染物的废气，如胺基化工艺排放既有氨气、又有有机废气。如胺基化工艺排放既有氨气、又有有机废气。3化工废气的特点化工废气的特点1种类繁多种类繁多由于化学工业行业比较多，加上每个行业由于化学工业行业比较多，加上每个行业所用的化工原料千差万别，即使同一产所用的化工原料千差万别，即使同一产品
13、所用的工艺路线、同一工艺的不同时品所用的工艺路线、同一工艺的不同时间都有差异，生产过程化学反响繁杂。间都有差异，生产过程化学反响繁杂。因此，造成化工废气种类繁多。因此，造成化工废气种类繁多。(2)组成复杂组成复杂化工废气中常含有多种复杂的有毒成分。化工废气中常含有多种复杂的有毒成分。例如，农药、染料、氯碱等行业废气中，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，由于机化合物。此外，从原料到产品，由于经过许多复杂的化学反响，产生多种副经过许多复杂的化学反响，产生多种副产物，致使某些废气的组成变得更加复产物，
14、致使某些废气的组成变得更加复杂。杂。(3)污染物浓度高污染物浓度高不少化工企业由于缺乏改造的资金和技术，同时加上管理不善、操作工人素质不高、工艺设备陈旧等因素，导致产品陈旧，原材料流失严重，废气浓度中污染物浓度高。4污染面广，危害性大污染面广，危害性大遍布全国各地的中小企业大多工艺落后，设备陈遍布全国各地的中小企业大多工艺落后，设备陈旧，技术力量薄弱，防治污染所需要的技术、设旧，技术力量薄弱，防治污染所需要的技术、设备和资金难以解决。备和资金难以解决。特别是近几年，由于化工产品供不应求，各地盲特别是近几年，由于化工产品供不应求，各地盲目地建立了一大批乡镇企业，进一步扩大了污染目地建立了一大批乡
15、镇企业，进一步扩大了污染面。乡镇企业生产吨产品的原料、能源消耗都很面。乡镇企业生产吨产品的原料、能源消耗都很高，排放的污染物大大超过大中型化工企业的排高，排放的污染物大大超过大中型化工企业的排放量，而得到治理的很少。放量，而得到治理的很少。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、人身平安与安康、及周围环境造成严重危害。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、人身平安与安康、及周围环境造成严重危害。4 主要大气污染物目前对环境和人类产生危害的大气污染物约有100种左右。其中影响范围广、具有普遍性的污染物有颗粒物、二
16、氧化硫、氮氧化物、碳氧化物、碳氢化合物等。5 废气中主要污染物的影响大气中的污染物对环境和人体都会产生很大的影响，历史上曾发生过著名的大气污染事件，八大公害中事件中有五大公害属于大气污染事件，如日本的四日市哮喘病事件，英国的伦敦烟雾事件，美国洛杉矶光化学烟雾事件等。大气污染不仅影响到其周围环境，而且对全球环境也带来影响，如温室气体效应、酸雨、南极臭氧空洞等，其结果对全球的气候、生态、农业、森林产生一系列的影响。l 大气污染物可以通过各种途径降到水体、土壤和作物中影响环境，并通过呼吸、皮肤接触、食物、饮用水等进入人体，引起对人体安康和生态环境造成直接的近期或远期的危害。6 大气污染物的治理技术大
17、气污染物的治理技术各种生产过程中产生的空气污染物，按其存在状态各种生产过程中产生的空气污染物，按其存在状态可分为两大类：其一是气溶胶态污染物，如粉尘、可分为两大类：其一是气溶胶态污染物，如粉尘、烟尘、雾滴和尘雾等颗粒状污染物，其二是气态烟尘、雾滴和尘雾等颗粒状污染物，其二是气态污染物，如污染物，如SO2、NOx、CO、NH3、H2S、有机、有机废气等主要以分子状态存在于废气中。废气等主要以分子状态存在于废气中。前者可利用其质量较大的特点，通过外力的作用，前者可利用其质量较大的特点，通过外力的作用，将其别离出来，通常称为除尘；后者那么要利用将其别离出来，通常称为除尘；后者那么要利用污染物的物理性
18、质和化学性质，通过采用冷凝、污染物的物理性质和化学性质，通过采用冷凝、吸收、吸附、燃烧、催化等方法进展处理。吸收、吸附、燃烧、催化等方法进展处理。以下各节拟就除尘技术和气体污染物的一般治理方以下各节拟就除尘技术和气体污染物的一般治理方法进展介绍。法进展介绍。1 粉尘的特性随着工业的不断开展，人类的各种活动越来越占主导地位，以致在气溶胶粒子的来源中人为来源所占的比例逐渐增加。l化学工业化学工业所排放出废气中的粉尘污染物，主要是含有硅、铝、铁、镍、钒、钙等氧化物及粒度在103m以下的浮游物质。这些物质都会污染周围的环境，为此，控制所排放出废气中的粉尘污染物的数量，是大气环境保护的重要内容。粉尘的物
19、理性质，对于确定采用的何种除尘方法有重要影响。粉尘性质中最重要的是粉尘颗粒尺寸和密度，此外还有比电阻率、附着性、粒子形状、亲水性、腐蚀性、毒性和爆炸性等。1粒子大小粉尘经常是由大小不同的粒子所组成，为了表示出其中各种粒径粒子的多少，通常以各种粒径的粒子在全部粒子中的分级分率来说明，即用分级分布曲线和积分分布曲线表示见图4-2。2尘粒的密度尘粒的密度对于重力除尘及离心除尘等装置的性能，有很大影响。由于粉尘往往是许多粒子的集合体，粒子之间有间隙存在，因此，粉尘的视比重比粒子的真比重要小得多，粉尘间隙的体积占总体积的分率，称为空隙率。空隙率大那么视比重小，视比重与真比重相差越大，粉尘也越容易飞扬。3
20、尘粒的电阻率尘粒的电阻率对于电除尘和过滤除尘装置的去除效率有很大影响。一般，工业尘粒的电阻率介于10-3 cm 炭黑和1014 cm 干石灰石粉之间。其中电阻率在104-2x1010cm的范围内，最适宜采用电除尘装置。电阻率太高或太低均不适宜采用电除尘方法，但可预先对尘粒进展适当预处理，改变其电阻率，使其保持在上述特定的范围内。改变尘粒的电阻率可以采用以下几种方法。l改变温度：大多数的电阻是随温度升高而增大，直到一最大值。l参加水分：尘粒吸附水分后可使外表导电率增加，引起电阻率降低。l添加化学药品：向含尘气体中添加化学药品可以调节尘粒电阻，例如，对于燃烧重油产生的粉尘由于其电阻率比较低，向其中
21、参加适量的氨，便可以提高电阻值。除尘装置的主要性能是用除尘效率和压力损失来表示。3.2.2.1总除尘效率的计算1根据除尘器进口、出口管道内烟气的流量和烟尘浓度计算 除尘效率的定义，可以根据气体进、出除尘器时的含尘流量来确定。气体进除尘装置时的含尘流量为s1g/s，含尘浓度为c1g/m3标；除尘器出口气体的含尘流量为s2g/s，气体含尘浓度为c2g/m3标。那么通过除尘器所去除的尘量为s1-s2g/s。除尘器除尘总效率可由下式定义：某些尘粒在气体中到达一定浓度就可能引起爆炸，各种尘粒爆炸的最低浓度即爆炸浓度下限，见表4-3所示。3.2.4.1除尘设备的分类 根据各种除尘装置作用原理的不同，可以将
22、除尘装置大致分为四大类：即机械式除尘器、湿式洗涤式除尘器、电除尘器和过滤式除尘器四类。此外，声波除尘器亦是依靠机械原理进展除尘，但是，由于它还利用了声波的作用使粉尘凝集，故有时将声波除尘器另分为一类。l大气污染，是指由于有害的气态污染物进入大大气污染，是指由于有害的气态污染物进入大气，使大气在成分、气味、颜色和性质等方面气，使大气在成分、气味、颜色和性质等方面发生变化，危害生物生活环境，影响人体安康发生变化，危害生物生活环境，影响人体安康和动植物的生存。和动植物的生存。l化学工业所排放废气中的主要污染物有二氧化化学工业所排放废气中的主要污染物有二氧化硫、氮氧化物、氟化物、氯化物、碳化物及各硫、
23、氮氧化物、氟化物、氯化物、碳化物及各种有机气体等。近年，由于石油化工的迅速开种有机气体等。近年，由于石油化工的迅速开展和大量利用含硫燃料作为能源，使得二氧化展和大量利用含硫燃料作为能源，使得二氧化硫和氮氧化物对大气所造成的污染更为严重。硫和氮氧化物对大气所造成的污染更为严重。目前处理气态污染物的方法，主要有吸收、吸附、催化转化、冷凝和燃烧等方法。3.1吸收法3.1.1吸收法及分类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响，从而将有害组分从气流中别离出来的过程。吸收法用于治理气态污染物，技术上比较成熟，操作经历比较丰富，适用性比较强，各种气态污染物如：S
24、O2、H2S、HF、NOx等一般都可选择适宜的吸收剂和吸收设备进展处理，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。气体吸收可以分为物理吸收和化学吸收。1物理吸收，溶解的气体与溶剂或溶剂中某种成分并不发生任何化学反响。此时，溶解了的气体所产生的平衡蒸气压与溶质及溶剂的性质、体系的温度、压力和浓度有关。吸附过程的推动力等于气相中气体的分压与溶液溶质气体的平衡蒸气压之差。用重油吸收烃类蒸气或用水吸收醇类和酮类物质，属于物理吸附。2化学吸收，溶解的气体与溶剂或与溶剂中某一成分发生化学反响。一种快速发生的化学反响发生物质的转变，导致气体平衡蒸气压的降低，有利于吸收操作。双碱法脱硫属于
25、化学吸收。在溶剂中所发生复杂的反响，有可逆和不可逆之分。可逆反响中，溶剂中必然存在着一些溶解的气体，因此液面上必有平衡分压，其大小取决于温度、浓度和平衡常数。不可逆反响中，被吸收气体的平衡分压等于零，理论上吸收率可以到达百分之百，实际上由于溶剂中有效组分所能增加的吸收效率的程度不同，那么难以到达百分之百。吸收效率的大小取决于溶剂中有效组分和气体的浓度、溶质和溶剂的反响速率，以及体系的温度和压力。因此化学吸收比较复杂，设计往往借助于中间试验或实验室数据。3.1.2吸收液 在吸收操作中，选择适宜的吸收液是很重要的。有化学反响的吸收和单纯的物理吸收相比，前者吸收速率较大。1吸收液的选择，应从以下因素
26、考虑。为了提高吸收速度，增大对有害组分的吸收率，减少吸收液用量和设备尺寸，要求对有害组分的溶解度尽量大，对其余组分那么尽量小；为了减少吸收液的损失，其蒸气压应尽量低；为了减少设备费用，尽量不采用腐蚀性介质；粘度要低，比热不大，不起泡；尽可能无毒、难燃，且化学稳定性好，冰点要低；来源充足，价格低廉，最好能就地取材，易再生重复使用；使用中有利于有害组分的回收利用。2吸收液主要分为以下四种。水用于吸收易溶的有害气体，水吸收效率与吸收温度有关，一般随着温度的增高，吸收效率下降。当废气中有害物质含量很低时，水吸收效率很低，这时需采用其他高效的吸收液。水作为吸收液的优点是廉价易得，比较经济。碱性吸收液用于
27、吸收那些能和碱起反响的有害气体，如二氧化硫、氮氧化物、硫化氢、氯化氢、氯气等，常用的碱性吸收液有：氢氧化钠、氢氧化钙、氨水、碳酸钠等。酸性吸收液可以增加有害气体在稀酸性吸收液可以增加有害气体在稀酸中的溶解度或发生化学反响。如一氧酸中的溶解度或发生化学反响。如一氧化碳和二氧化氮在一定浓度的稀硝酸中化碳和二氧化氮在一定浓度的稀硝酸中的溶解度比在水中大得多，浓硫酸也可的溶解度比在水中大得多，浓硫酸也可以吸收一氧化氮。以吸收一氧化氮。有机吸收液有机废气一般可以用有有机吸收液有机废气一般可以用有机吸收液，如洗油吸收苯和沥青烟，聚机吸收液，如洗油吸收苯和沥青烟，聚乙烯醚、冷甲醇、二乙醇胺等均可作为乙烯醚、
28、冷甲醇、二乙醇胺等均可作为有机吸收液，能去除一局部有害酸性气有机吸收液，能去除一局部有害酸性气体，如硫化氢、二氧化碳等。体，如硫化氢、二氧化碳等。3.1.3吸收塔 吸收法中所用的吸收设备主要作用是使气液两相充分接触，以便很好地进展传递。提供大的接触面，接触界面易于更新，最大限度地减少阻力和增大推动力。许多吸收设备与湿式除尘设备是根本相似的，这里就不再作详细介绍。各种吸收装置的性能比较见表4-7。用于净化操作的吸收器大多数为填料塔、筛板塔或喷淋塔。具体构造示意图见图4-12图4-14。1填料塔 填料塔属于微分接触逆流操作，塔内以填料作为气液接触的根本构件。填料塔内填充适当高度的填料有环形、球形、
29、旋桨形、栅板形等，以增加两种流体间的接触外表。用做吸附剂的液体由塔的上部通过分布器进入塔内，沿填料外表下降。需要净化的气体那么由塔的下部通过填料孔隙逆流而上与液体接触，气体中的污染物被吸附而到达气体净化的目的。2板式塔 板式塔属于逐级接触逆流操作，塔内以塔板作为气液接触的根本构件。筛板塔内装假设干层水平塔板，板上有许多小孔，形状如筛；并装有溢流管亦有无溢流管的。操作时，液体由塔顶流入，经溢流管，逐板下降，并在板上积有一层一定厚度的液膜。需要净化的气体由塔底进入，经筛孔上升穿过液层，鼓泡而出，因而两相可充分接触，气体中的污染物被吸收液所吸收而到达净化的目的。3喷淋塔 而喷淋塔内既无填料也无塔板，
30、所以又称之为空心吸收塔。操作时液体由塔顶进入，经过安装在塔内各处的喷嘴，被喷成雾状或雨滴状。而气体和前两种吸收塔一样由塔底部进入塔体，在上升过程中与雾状或雨滴状的吸收液充分接触，使液体吸收气体中的污染物，而吸收后的吸收液由塔底流出，净化后的气体由塔顶排出。3.2.1吸附原理与分类吸附原理与分类 气体混合物与适当的多孔性固体接触，利用固体表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外表上，这种别离气体混一组分或某些组分吸留在固体外表上，这种别离气体混合物的过程称为气体吸附。
31、合物的过程称为气体吸附。作为工业上的一种别离过程，吸附已广泛应用于化作为工业上的一种别离过程，吸附已广泛应用于化工、冶金、石油、食品、轻工及高纯气体制备等工业部工、冶金、石油、食品、轻工及高纯气体制备等工业部门。门。由于吸附法具有别离效率高、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，已成为治理环境污染物的主要方法之一。在大气污染控制中，吸附法可用于中低浓度废气的净化。根据吸附力不同，吸附可以分为物理吸附和化学吸附，其特点列于表4-8。这两类吸附往往同时存在，仅因条件不同而有主次之分，低温下以物理吸附为主，随着温度提高物理吸附减少，而化学吸附相应增多。吸附过程是放热过程，物理吸
32、附时吸附热约等于吸附质的升华热，化学吸附时吸附热与化学反响热相近。l使气体和固体吸附剂进展接触，以便气体中的可吸附局部被吸附在吸附剂上；l将未被吸附的气体与吸附剂分开；l进展吸附剂的再生，或更换新吸附剂。3.2.2吸附剂吸附剂 常用的气体吸附剂有骨碳、硅胶、矾土常用的气体吸附剂有骨碳、硅胶、矾土氧化铝、铁矾土、漂白土、分子筛、丝氧化铝、铁矾土、漂白土、分子筛、丝光沸石和活性炭等，其物理性质见表光沸石和活性炭等，其物理性质见表4-9所所示。示。由于硅胶、矾土、铁矾土、漂白土和分由于硅胶、矾土、铁矾土、漂白土和分子筛等都对水蒸气有很强的吸附能力，因此子筛等都对水蒸气有很强的吸附能力，因此他们主要用
33、于气体枯燥或处理枯燥气体。他们主要用于气体枯燥或处理枯燥气体。在大气污染控制方面应用最广的吸附剂是活性炭。良好的吸附剂应满足如下要求：吸附量大，特别是保持吸附量大；选择性好；解吸容易；机械强度高，化学稳定和热稳定性好；阻力小；吸附剂便于再生；廉价。其中最重要的条件是吸附量大。其中最重要的条件是吸附量大。3.2.3吸附装置 根据吸附器内吸附剂床层的特点，可将气体吸附器分为固定床、移动床和流化床固定床、移动床和流化床三种类型。1固定床吸附装置 吸附层静止不动的装置称为固定床吸附装置。固定床吸附器多为立式或卧式的空心容器，其中装有吸附剂。吸附过程中气体流动，而吸附剂固定不动。这种装置的构造简单，工艺
34、成熟，性能可靠，目前应用较多。图4.15为卧式固定床吸附器示意图。2移动床吸附装置 而在流动床吸附器中，需要净化的气体和吸附剂那么各以一定的速度作逆流运动进展接触。吸附剂有塔顶进入吸附器，依次经吸附段、精馏段、解吸段进入塔底的卸料装置，并以一定的流速排出，然后由升扬鼓风机输送至塔顶，再进入吸附器，重新开场上述的吸附循环。需 净化的气体从吸附段底部进入吸附器，与吸附剂逆流接触后，从吸附段的顶部排出。移动床示意图见4-16图3流化床吸附塔图4-17为流化床吸附塔示意图，塔内吸附剂与净化气体逆流运动，吸附剂在筛板上处于流化状态。全塔分为两段，上段为吸附段，下段用热气流进展加热再生。再生后的吸附剂用空
35、气提升至吸附塔顶进展循环使用。3.3.1催化作用与分类催化作用与分类催化法净化气态污染物是利用催化剂的催化作用，将催化法净化气态污染物是利用催化剂的催化作用，将废气中的气体有害物质转化为无害物质或转化为易废气中的气体有害物质转化为无害物质或转化为易于去除的物质的一种废气治理技术。于去除的物质的一种废气治理技术。催化法与吸收、吸附法不同，应用催化法治理污染物催化法与吸收、吸附法不同，应用催化法治理污染物过程中，无需将污染物与主气流别离，可直接将有过程中，无需将污染物与主气流别离，可直接将有害物质转变为无害物，这不仅可防止产生二次污染，害物质转变为无害物，这不仅可防止产生二次污染，而且可简化操作过
36、程。此外，由于所处理的气体污而且可简化操作过程。此外，由于所处理的气体污染物的初始浓度都很低，反响的热效应不大，一般染物的初始浓度都很低，反响的热效应不大，一般可以不考虑催化床层的传热问题，从而大大简化了可以不考虑催化床层的传热问题，从而大大简化了催化反响器的构造。催化反响器的构造。由于上述优点，促进了催化法净化气态污染物的推广和应用。目前此法已成为一项重要的大气污染治理技术。所处理的主要污染物有二氧化硫、硫化氢、CO、苯、甲苯和氮氧化物等。催化转化法分为催化氧化法和催化复原法。催化氧化法是使有害气体在催化剂的作用催化氧化法是使有害气体在催化剂的作用下，与空气中的氧气发生化学反响，转化下，与空
37、气中的氧气发生化学反响，转化为无害气体的方法。为无害气体的方法。例如：利用催化法使废气中的碳氢化合物例如：利用催化法使废气中的碳氢化合物转化为二氧化碳和水，二氧化硫转化为三转化为二氧化碳和水，二氧化硫转化为三氧化硫后加以回收利用等。氧化硫后加以回收利用等。催化复原法是使有害气体在催化剂的作用催化复原法是使有害气体在催化剂的作用下，和复原性气体发生化学反响，变为无下，和复原性气体发生化学反响，变为无害气体的方法。害气体的方法。例如：氮氧化物能在催化剂作用下，被氨例如：氮氧化物能在催化剂作用下，被氨复原为氮气和水。复原为氮气和水。催化转化法具有效率高，操作简单等优点。采用这种方法的关键是选择适宜的
38、催化剂，并延长催化剂的使用寿命。催化法的缺点是催化剂价格较高，废气预热需要一定的能量，即需添加附加的燃料使得废气催化燃烧。3.3.2 催化剂固体催化剂外表一般只有厚度为20-30nm起催化作用。为了节约催化剂，提高催化剂的活性、稳定性和机械强度，通常把催化剂附载在有一定比外表积的惰性物质上，这种惰性物质称为载体，而所附载的催化剂称为活性组分。绝大多数气体净化过程中所用的催化剂一般为金属盐类或金属，主要有铂、钯、钌、铑等贵金属以及锰、铁、钴、镊、铜、钒等的氧化物。根据活性组分的不同，催化剂可分为贵金属催化剂和非贵金属催化剂两大类。典型的载体为氧化铝、铁矾土、石棉、陶土、活性炭和金属丝等。载体可为
39、球状、圆柱状、丝状、网状、蜂窝状等。由于存在于气流中的杂质作用而引起的丧失催化活性的现象通常称为催化剂中毒催化剂中毒。工业催化剂不仅必须具有所要求的活性和抗中毒的能力，还必须具有一定的强度，特别是在连续流动的过程中使用时更是这样。其次，还要控制催化剂的形状和大小，以降低通过床层的压力降，这点也是重要的。3.4.1燃烧法原理与分类 燃烧法是通过热氧化燃烧或高温分解的原理，将废气中的可燃有害成分转化为无害物质的方法，又称焚化法。例如含烃废气在燃烧中被氧化成无害的CO2和H2O。此外燃烧法还可以消烟、除臭。燃烧法已被广泛应用于石油化工、有机化工、食品化工、涂料和油漆的生产、金属漆包线的生产、纸浆和造
40、纸、动物饲养场、城市废物的枯燥和燃烧处理等主要含有有机污染物的废气治理。通过燃烧法处理废气中的污染物有：碳氢化合物、甲烷、苯、二甲苯、一氧化碳、硫化氢、恶臭物质、黑烟含炭粒和油烟。燃烧法又可分为：直接燃烧rto、直燃炉和催化燃烧rco两种方法。直接燃烧和催化燃烧的特点列于表4-10。3.4.2 燃烧装置燃烧法工艺简单、操作方便，而且有机废气浓度越高越有利。并可回收热能。但处理可燃组分含量低的废气时，需预热耗能。采用这种方法时，还必须注意控制燃烧温度和燃烧时间，不然，有机物会炭化成颗粒，以粉尘形式随烟气外排，造成二次污染。图4-19是一种常见催化燃烧装置的示意图。3.5.1冷凝法原理冷凝法是利用
41、物质在不同温度下具有不同饱和蒸气压这一性质，采用降低系统温度或提高系统压力，使处于蒸气状态的污染物冷凝并从废气中别离出来的过程。该法特别适用于处理污染物浓度在10000cm3/m3以上的有机废气。冷凝法在理论上可以到达很高的净化程度，但对有害物质要求控制到百万分之几，那么所需要的费用很高。所以冷凝法不适宜处理低浓度的废气，常作为吸附、燃烧等净化高浓度废气的前处理，以便减轻这些方法的负荷。如炼油厂、油毡厂的氧化沥青生产中的尾气，先用冷凝法回收，然后送去燃烧净化；氯碱及炼金厂中，常用冷凝法使汞蒸气变化成液体而加以回收；此外，高湿度废气也用于冷凝法使水蒸气冷凝下来，大大减少气体量，便于下步操作。冷凝
42、法对有害气体的去除程度，与冷却温度和有 害成分的饱和蒸气压有关。冷却温度越低，有害成分越接近饱和，其去除程度越高。冷凝法有一次冷凝法和屡次冷凝法之分。前者多用于净化含单一有害组分的废气。后者多用于净化含多种有害成分的废气或用于提高废气的净化效率。冷源可以是地下水、大气或特制冷源。3.5.2冷凝器冷凝法设备简单、操作方便，并容易回收较纯产品。冷凝器分为外表冷凝器和接触冷凝器两大类。外表冷凝器又可分为列管冷凝器、翅管空冷冷凝器、淋洒式冷凝器、螺旋板冷凝器；接触冷凝器分为喷淋式接触冷凝器、喷射式接触冷凝器、填料式接触冷凝器、塔板式接触冷凝器四大类。图4-20和图4-21列出了两种典型的冷凝器。3.3
43、.6.1生物法废气的生物法处理是利用微生物的生命活动过程把废气中气态污染物转化成少害甚至无害的物质。自然界中存在各种各样的微生物，因而几乎所有无机和有机的污染物都能被微生物所转化。生物处理不需要再生过程和其他高级处理，与其他净化方法相比，其处理设备简单、费用又低，并可以到达无害化目的。因此生物处理技术广泛地被应用于废气治理工程中，特别是有机废气的净化，如屠宰场、肉类加工厂、金属铸造厂、固体废物堆肥化工厂的臭气处理。该法的局限性在于不能回收污染物质，只适用于污染物浓度很低的情况。危险工艺环保知识废水篇 化工生产过程一般需用大量的水，同时会排出相当数量的废水。化工厂一般多集中在江、河、湖、海附近，
44、生产废水就近排入水域，对水域造成污染。据统计，我国化工行业排出的废水量占全部废水量的22%，居第一位。事实上，化工废水对水系（包括地面水和地下水）的污染是许多地方最严重的环境污染现象，是进行环境治理的首要目标。1.1.1化工废水的种类化工废水的种类 化学工业是一个多品种多行业的工化学工业是一个多品种多行业的工业部门。业部门。狭义化学工业包括化学矿山、石油狭义化学工业包括化学矿山、石油化工、煤炭化工、酸碱工业、化肥工业、化工、煤炭化工、酸碱工业、化肥工业、塑料工业、医药工业、染料工业、涂料塑料工业、医药工业、染料工业、涂料工业、橡胶工业、炸药和起爆药工业、工业、橡胶工业、炸药和起爆药工业、感光材
45、料等。化工生产离不开水，在目感光材料等。化工生产离不开水，在目前技术和经济条件下化工生产很难铲除前技术和经济条件下化工生产很难铲除废水产生。废水产生。l化工废水总的特点：化工废水总的特点：l 是量大、有害种类多，居各工业系统之首，废水中污染成分随产品品种、生产工艺等不同而千变万化。l化学工业废水按成分可分为三大类：化学工业废水按成分可分为三大类：含有机物的废水 含无机物的废水 含有机物和无机物的混合废水 l按废水中所含主要污染物分：按废水中所含主要污染物分：含氰废水 含酚废水 含硫废水 含氟废水 含铬废水 含有机磷化合物废水 含有机物废水1.1.2化工废水污染的特点化工废水污染的特点 1.有毒
46、害性有毒害性 2.生化需氧量生化需氧量BOD)和化学需氧量和化学需氧量COD 均较高均较高 3.pH超标超标 4.营养化物质多营养化物质多 5.废水温度较高废水温度较高 6.恢复比较困难恢复比较困难1.1.3废水处理原那么废水处理原那么1.1.3.1水污染指标水污染指标 水污染指标是衡量水体被污染程度的数水污染指标是衡量水体被污染程度的数值标示，也是控制好检测水处理设备运行状值标示，也是控制好检测水处理设备运行状态的重要依据。其中，最常用的水污染指标态的重要依据。其中，最常用的水污染指标有有8个：个：生化需氧量生化需氧量BOD：表示在有饱和氧：表示在有饱和氧条件下，好氧微生物在条件下，好氧微生
47、物在20,经一定天数经一定天数降解每升水中有机物所消耗的游离氧的降解每升水中有机物所消耗的游离氧的量，常用单位量，常用单位mg/L，常以，常以5日为测定日为测定BOD的标准时间，以的标准时间，以BOD5表示。表示。化学需氧量化学需氧量COD：表示用强氧化剂：表示用强氧化剂把有机物氧化为把有机物氧化为H2O和和CO2所消耗的相所消耗的相当氧量。常用的氧化剂为重铬酸钾或高当氧量。常用的氧化剂为重铬酸钾或高锰酸钾，分别表示为锰酸钾，分别表示为CODCr或简写或简写COD和和CODMn也称耗氧量，简也称耗氧量，简称称OC，单位为，单位为mg/L。总需氧量总需氧量TOD：当有机物完全被氧化时，：当有机物
48、完全被氧化时，C、H、N、S分别被氧化为分别被氧化为CO2、H2O、NO、SO2时所消耗的氧量，单位为时所消耗的氧量，单位为mg/L。总有机碳总有机碳TOC：表示水中有机污染物的总：表示水中有机污染物的总含碳量，以碳含量表示，单位为含碳量，以碳含量表示，单位为mg/L。悬浮物悬浮物SS：水样过滤后，滤膜或滤纸上截：水样过滤后，滤膜或滤纸上截留下来的物质，单位为留下来的物质，单位为mg/L。pH：表示污水的酸碱性。：表示污水的酸碱性。有毒物质：有毒物质：表示水中所含对生物有害物质的含量，如氰化物、砷化物、汞、镉、铬、铅等，单位为mg/L。大肠杆菌数：大肠杆菌数：指每升水中所含大肠杆菌的数目，单位
49、为个/L。1.1.3.2废水处理的方法分类 针对不同污染物的特征，开展了各种不同的废水处理方法，特别是对化工废水的处理，这些处理方法可按其工作原理划分为4大类，即物理处理法、化学处理法、物料化学处理法和生物处理法。1物理处理法：物理处理法：通过物理作用，以别离、回收废水中不通过物理作用，以别离、回收废水中不溶解的呈悬浮状态污染物质包括油膜溶解的呈悬浮状态污染物质包括油膜和油珠的废水处理法。根据物理作用和油珠的废水处理法。根据物理作用的不同，又可分为重力别离法、离心别的不同，又可分为重力别离法、离心别离法和筛滤截流法等。离法和筛滤截流法等。属于重力别离法的处理单元有沉淀、上属于重力别离法的处理单
50、元有沉淀、上浮气浮、浮选等，相应使用的处理浮气浮、浮选等，相应使用的处理设备是沉砂池、沉淀池、除油池、气浮设备是沉砂池、沉淀池、除油池、气浮池及其附属装置等。池及其附属装置等。2化学处理法：化学处理法：通过化学反响去除废水中呈溶解、通过化学反响去除废水中呈溶解、胶体状态的污染物质或将其转化为无害胶体状态的污染物质或将其转化为无害物质的废水处理法。如以投加药剂产生物质的废水处理法。如以投加药剂产生化学反响为根底的处理方法化学反响为根底的处理方法混凝、混凝、中和、氧化复原等。化学处理法各处理中和、氧化复原等。化学处理法各处理单元所使用的处理设备，除相应的池、单元所使用的处理设备，除相应的池、罐、塔
