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废气处理

废气处理

废气处理范文第1篇

【关键词】涂装废气;污染控制;探讨

1.涂装废气来源

涂装是指对金属和非金属表面覆盖保护层或装饰层,是产品表面保护和装饰采用的最基本的技术手段。涂装工艺可以简单归纳为:前处理喷涂干燥或固化。前处理一般包括除油、除锈、钝化(磷化)工艺。针对不同的涂层及对抗腐蚀的要求,除油、除锈、磷化等处理方法要视工件原材料的状况来选择。在前处理除锈工艺中,喷砂、抛丸或打磨工艺,也在不同行业的不同部门按需择用。

随着涂装技术的飞速发展,涂装自动化生产有了明显的进步,静电喷涂、电泳涂漆、粉末喷涂技术得到了应用推广。但是,目前涂装所采用的还都是属于有机溶剂型涂料。

根据涂装生产工艺,涂装废气主要来自于前处理、喷涂、干燥过程,所排放的污染物主要为:前处理过程中产生的粉尘或酸雾,喷漆时产生的漆雾和有机溶剂,干燥挥发时产生的有机溶剂。漆雾主要来自于空气喷涂作业中溶剂型涂料飞散的部分,其成分与所使用的涂料一致。有机溶剂主要来自于涂料使用过程中的溶剂、稀释剂,绝大部分属挥发性排放,其主要的污染物为二甲苯、苯、甲苯等。涂装中排放的有害废气主要集中在喷漆生产线上,其中喷漆室、晾干室、烘干室是废气的主要发生源。

2.涂装废气治理措施

涂装废气的治理可分为防、治两条途径。防主要是减少废气的排放,治主要是对不可避免的排放气体进行净化治理。

2.1减少废气排放

2.1.1源头控制,减少有机溶剂的使用

为了减少涂装过程中的废气排放,可从源头着手,不用或少用含有有机溶剂的涂料,如采用粉末涂料、水性涂料、高固体成分涂料等。粉末涂料不使用有机溶剂,涂装过程中除产生涂料粉尘外,基本上不排放有害废气,因此,近年来发展迅速,应用范围大幅增加。水溶性涂料和高固体成分涂料同样可有效减少涂装过程中的有害废气排放,是涂料行业的发展趋势。在涂装过程中,选择高固体成分涂料或不用有机溶剂的涂料,虽然涂料价格较贵,但却减少了有机溶剂的排放,降低了废气处理的难度和处理设施的规模,符合清洁生产和节能减排的要求。

2.1.2提高涂料利用率,减少使用量

在涂装生产中,喷涂是常用的方法。但喷涂产生的漆雾较多,涂料会以漆雾形式挥发到空气中。

涂覆效率受到很多因素的影响,涂装大面积工件时,这些涂装方法的涂覆效率都很高。但只有大容量低压空气喷枪(HVLP)和静电喷涂才能满足60%的涂装效率。另外,采用机械手喷涂和旋转雾化方式,都能够提高涂料的利用率。

2.2排放废气的治理

对于涂装排放的废气,可采用适当的方法进行净化治理。净化治理存在两条途径,一条是将废气中的有机溶剂回收利用,另一条是将废气中的有机溶剂分解为CO2和H2O。

2.2.1有机溶剂的回收利用

涂装过程中产生的漆雾和挥发的有机溶剂,可进行回收利用的主要是有机溶剂。回收方法有活性炭吸附法、液体吸收法和冷凝法。

(1)活性炭吸附法。主要是利用活性炭比表面积(500-1200m2/g)大,具有优异的吸附性能,使有机溶剂蒸气吸附其表面,当加热烘干吸附介质时,被吸附的气体解析出来,经冷却成为液态,再经分离达到回收溶剂的目的。

活性炭吸附法,需设置过滤器和冷却器进行预处理,除去废气中的漆雾,并将废气降低至适当的温度,以保证活性炭不被堵塞,不会因废气温度过高而导致燃烧。由于活性炭吸附有机溶剂后,其吸附力将逐渐降低,为了保证吸附效率,需要脱附,使活性炭重新恢复活性。最常用的活性炭再生法是水蒸汽脱附法,脱附后的混合气体进入冷凝器冷却成液体,再进入分离器,使溶剂和水分离,达到回收溶剂目的,而分离水需经处理后才能排放。当前,活性炭吸附法有了新的发展,即以活性炭纤维代替通常使用的粒状或柱状活性炭,其使用寿命比普通粒状活性炭长3-4倍。国内也出现了以活性炭纤维(ACF)作为吸附介质,回收有机溶剂的装置。对于回收的溶剂有两种利用方法:重新分馏利用或燃烧产生热量。前者要视企业自身情况,可增加设备,自行分馏利用或委托溶剂生产厂家分馏利用。

后者需要在设备中增加催化燃烧室及热风循环系统,将从活性炭纤维上脱附的有机溶剂高温催化燃烧,并为设备的运行提供能量,因此不再需要蒸汽脱附有机溶剂,并且也不存在溶剂回收过程中对于分离水的处理要求。

现在国际上最新的发展,是采用活性炭纤维布(ACFC)作为吸附介质,通电加热脱附回收有机溶剂。

这种方法具有的优点:有机溶剂在固相和流体相之间的质量转移快,比粒状活性炭快2-20倍;ACFC使用寿命长;ACFC能够快速加热、不需要水蒸汽脱附,因而操作和维护简便,脱附的有机溶剂不需要除水,可以直接应用,并且不存在废水处理问题。

废气处理范文第2篇

【关键词】无组织废气 生物氧化

废水中含有大量石油类、挥发酚、氨氮、丙酮、非甲烷总烃等有毒有害、易挥发的物质,而污水处理站各处理单元多采半敞开式结构,主要有隔油池、气浮池、生化池等,尤其是气浮池和生化池均采用水中曝气的运行方式,造成剩余空气和污染物分解的有毒气体大量挥发,并积聚在炼油污水处理站附近,对本装置操作人员以及周边装置员工的人身安全具有一定的伤害作用,很容易发生各种急、慢性中毒,进而影响到安全生产。目前通过对各处理单元进行封闭,并将废气引入生物氧化装置处理,达标后排放。

1 无组织废气来源1.1 炼油污水概况

目前炼油污水处理系统在处理污水过程中,各处理单元中挥发出多种无组织废气,主要无组织废气有 H2S、NH3、NO2、丙酮、非甲烷总烃,对厂区周边大气环境及工人操作环境造成了一定程度的影响,还会对周围居民的日常生活带来严重的危害。为了完善炼油污水处理站的功能、创造良好的空气环境,续建炼油污水处理站无组织废气处理装置势在必行。

1.2 炼油污水处理站无组织废气来源

根据污水处理的过程,这些无组织废气产生源主要在隔油单元、气浮单元和生化单元,污水前处理部分(污水提升泵站、格栅、沉砂池)以及生物反应中的厌氧调节池和污泥处理部分(浓缩池、储泥池、脱水间等)是除臭的重点;曝气池负荷低,一般可不考虑除臭措施。

1.3 无组织废气成分

在污水处理工艺过程中产生气味的物质主要由碳、氮和硫元素组成。大多数的气味物质是有机物,只有少数的气味物质是无机化合物。据有关资料介绍,从成分来看氨的浓度最高,其次是硫化氢;而从臭气的强度来看甲硫醇最大,其次是硫化氢 (其臭气强度达到了强臭的程度 )。硫化氢是产生恶臭气味的主要物质之一。污水收集、输送和处理处置工程中主要的致臭气体列于下表。

1.4 废气处理工艺的对比

国内外现有污染气体的主要处理技术有:热氧化法、物理化学法、低温等离子法、植物提取液法、生物氧化法等。

2 生物氧化技术

2.1 生物氧化技术的反应机理

将人工筛选的特种微生物菌群固定于生物载体上,当污染气体经过生物载体表面初期,可从污染气体中获得营养源的那些微生物菌群,在适宜的温度、湿度、pH值等条件下,将会得到快速生长、繁殖,并在载体表面形成生物膜,污染气体中的有害成分接触生物膜时,被相应的微生物菌群捕获并消化掉,从而使污染物得到去除。

2.2 生物氧化技术处理污染物的转化过程

污染物去除的实质是微生物捕捉废气中污染物质作为营养物质,进行吸收、代谢及利用的过程。在这一过程中,微生物之间相互协调,发生复杂的物理、化学、物理化学以及生物化学反应。

污染物中的硫系物、氮氧化物将被氧化分解成硫(硝)酸盐和亚硫(硝)酸盐,沉集在系统的滤液中,定期或定量进行排放。

2.3 无组织废气处理装置工艺原理及工艺流程说明

需要处理的气流直接进入到系统的生物滴滤装置底部。在生物滴滤装置内,气流被抽送通过喷淋系统,借助于水喷淋可以捕获颗粒物和水溶性化学物质,这些物质滴入到滤液槽中,被滤液槽中的生物降解。一部分滤液则通过管线进入公司的污水处理系统。而滤液槽中通过加入新鲜水以保持适当的水位、PH值和电导率。然后气流从生物滴滤装置顶部通过除雾器,除去水滴,进入生物氧化除臭装置顶部,再向下经过滤床上含有微生物和菌类的滤球加以捕获并消耗大多数残留的有毒有害气体。处理好的气体从生物除臭装置底部排出。

3 无组织废气处理装置的运行情况3.1 生物氧化的处理过程及工艺特点3.1.1 生物氧化装置的处理过程

经收集和传输的污染气体首先进入系统的生物滴滤装置,气体由装置下部进入,与经过循环喷淋的生物滴滤介质进行充分的接触,废气中的部分成分,被附着在滴滤介质上的特定微生物群所捕获消化,这一过程可以对其中较少部分的污染物质进行降解,剩余的大部分污染物质则随着滴滤液,沉降到滤液池中,滤液池中含有大量丰富微生物的液体将对捕捉到的污染物质进行彻底的降解,在此过程中,对于水溶性的污染成分,如简单的醇类、醛类、硫化氢及许多胺类,将得到较高的去除,经加湿处理后的气体则从装置顶经由排出管道进入生物氧化装置。

在生物氧化装置中,来自生物滴滤装置的、已被加湿但未被处理的气体与定期喷淋加湿的生物介质球进行充分接触,被特定微生物群所捕获消化,对于有机硫及较大分子量、水溶性差的化合物在此部分进行最大化的降解,此过程在污染气体有足够停留时间的情况下(视气体成分和浓度的不同而不同),可实现对憎水性污染物质最大化的去除,处理后的气体由装置底排出管道经风机抽出送入排气筒排至大气。

不间断的循环喷淋滴滤过程是为对污染气体饱和性加湿设计的,同时增加滴滤液中的溶氧量,为滴滤液中丰富的好氧菌群的生存提供了保持活性和生存的前提条件,滤池中大量的滴滤液为微生物降解污染物质提供了足够的停留时间,是系统提高去除效果的关键环节。当滴滤液的PH值和盐度达到一定程度,需要对滴滤液进行一定量的排放,缺失的滴滤液可以用新鲜水(或工业中水)进行补充,滤池的液位可自动进行控制,也可通过人工进行手动控制。

间歇式的生物介质喷淋加湿过程是为生物介质提供适度的湿度,增加对水溶性污染物的吸收作用而设置的,其操作方法可由控制器自动根据时间和温度实现自动喷淋,也可以现场手动控制。

3.1.2 生物氧化装置特点

(1)后置的抽气风机设计,使整个系统运行时处于微负压工作状态,大大减少了系统运行中设备和工艺管线泄漏可能造成的安全隐患。

(2)生物滴滤、生物池滤、生物氧化过滤三位一体的设计,使处理装置可应对现场破坏性工况的危害。

(3)可组合的多级滴滤和多段生物氧化设计,为系统运行提供了高抗冲击和进一步提高去除率的手段。即使出现流量和浓度的较大波动,也能保证有较为理想的去除效果和较高的去除率。

3.1.3 非正常生产状态下载体的维护

(1)当系统处于闲置或睡眠状态时(即气流明显减少),应使介质保持一定的湿度以确保介质不会因干燥而死亡,每星期做一次喷淋,每次5分钟左右;每周一次或每月二次添放少量肥料为系统提供必要的营养物质。这样可使系统在重新启动时能有一个较短的反应期。

(2)或将系统全部关闭,排放出所有污水并将介质风干。在重新启动前的两周,

4 无组织废气处理装置存在的问题及措施

通过半年连续运行和调试,发现无组织废气处理装置还存在几下方面问题:

4.1 生化池上的集气管有个别地方存在漏点,冬季结冰严重

生化池上的集气管部分阀门和管道连接处,在安装过程中存在质量问题,有漏点,气温高的时候运行,不易发现,但在冬季运行期间由于集气管道中有大量的凝结水,在漏点处堆积成冰。这些漏点必须及时与于处理。

4.2 循环泵没有备用泵

原设计两台循环泵是两台,一台运行另一台备用,但通过调试发现一台循环泵无法保住装置内的喷淋水量和湿度,需两台泵同时运行才能保证生产需要,造成目前没备用泵的局面。在一下的整改过程中需要对循环泵进行更换,或者再增加一台。

4.3 观察窗质量差

构筑物上均用集气罩覆盖,以便收集废气,在集气罩的侧面开有观察窗,以便检查池内情况,但目前发现观察窗质量较差,部分损坏严重,一方面影响废气的收集,另一方面也影响日常的检查和维护。

4.4 排气烟囱上积冰严重

排气烟囱顶端设有一个挡板,在冬季运行过程中拦截大量的水蒸气冷凝后在烟囱侧面形成大量积冰,带来严重的安全隐患。需要对烟囱顶端的挡板进行拆处,使废气在高空排放过程中没有阻碍。

4.5 设备腐蚀严重

生化池采用全封闭集气罩,安装集气罩后,生化池内的风线阀门处于高浓度废气的环境中,出现严重的腐蚀的情况,而且由于集气罩的增加,使池内各种阀门操作及为不便。

4.6 废气收集不平衡

炼油污水处理站无组织废气的收集全部依靠引风机的吸力,在风管内形成负压将废气吸入,由于引风机的位置相对生化池较近,距隔油池和气浮池较远,造成隔油池和气浮池废气吸力小,收集不足。

5总 结

(1)无组织废气处理装置的建设极大的改善了炼油污水处理站内及周边环境的大气质量,将污水处理场挥发出来的异味降到了最小化,并且对收集的废气得到了无害化处理,达到了国家《恶臭污染物排放标准》。

(2)虽然无组织废气处理装置处理后的废气达到了国家的排放标准,但并没有达到最初的设计要求,所以该装置还需要进一步改造和调整,逐步提高处理标准。

(3)无组织废气处理装置在全国投用并可参考的装置不多,所以在设计和施工过程中出现了很多预想不到的问题,尤其是要适应东北冬季寒冷季节的运行,提出很多要求,因此,下一步要逐步的对无组织废气处理装置进行完善,保证长周期平稳运行。

参考文献

[1] 郭静,等.污水处理厂恶臭污染状况分析与评价.中国给水排水,2002.18(2)

废气处理范文第3篇

关键词:工业;有机废气;处理方法

随着社会的发展和进步,人类在获得进步的同时,不可避免的产生各种工业废气及其他废气,如化工厂排放的废气、制药厂产生的废气、汽车尾气、发电厂产生的有机废气等,这些废气的产生给地球自然环境带来很大的压力,使得全球气候不断变暖,各种自然次生灾害不断发生,严重威胁人类的生存和工作生活环境。因此,本文研究有机废气的处理方法具有十分重要的意义。

一、有机废气的主要来源

现如今的全球大气污染比较严重,尤其是我国的中部地区,各种大气污染的严重形成了世上前所未有的“雾霾”,而这种情况的出现最为常见的一种大气污染形式就是:工业有机废气的排放。同时,人们在日常生活中所使用的交通工具排放的尾气,冬季取暖燃烧煤炭产生的气体,电厂生产所产生的废气等等,这些废气的排放都是有机废产生的主要来源,涵盖了人类生产生活的各个方面,对人们的生命安全带来了威胁,所以我们必须要做好废气排放的处理工作,保护环境。

二、有机废气处理技术分析

(一)热破坏技术。对于热破坏技术来说,主要适用于浓度较低的有机废气。根据处理流程,其燃烧方式有两类:一种是直接性的火焰燃烧,此种燃烧在温度和时间状态都合理的情况下,热处理效率超过90%。此方法的主要优势是处理充分且投资低,缺点是在有机物浓度偏低及缺乏辅助燃料的情况下,难以充分燃烧。另外一种方法是催化性的氧化燃烧。催化燃烧技术可以使有机物燃烧的初始温度得到有效减弱,在催化剂添加的条件下,基于气流当中针对有机物采取加热措施,便能够发生化学反应,进而使污染物得到有效清除。但同时此类方法也存在一些不足,比如对工艺要求较高,金属成本上也比较高,此外后续处理工作较为困难等。

(二)吸收技术。吸收技术的应用主要是在气态污染物的处理过程中,吸收技术的原理就是对有机废气与液体和吸收液之间的相似相容原理,进而实现有机废气的处理。而根据吸收流程的不同,又将吸收技术分为物理吸收和化学吸收两大种类。通常在吸收技术中的吸收剂采用的是液体的形态,并在一些混合剂一起运用的情况下(比如:液体石油、表面活性剂、水等),可以充分的吸收掉空气中的有机废气。研究表明,液体溶剂的吸收方法可以处理很多的气态污染物,是当前应用最为广泛的一种有机废气处理方法。

三、现代有机废气处理方法

(一)脉冲电晕法。脉冲电晕法是通过在高电压上加上一个脉冲电压,从而在常温常压下产生非平衡等离子体,产生高能电子、氧离子、氢氧根离子等活性粒子,从而对有害有机化合物进行氧化降解,从而达到净化有机废气的目的。实验表明,在常温常压下,该法能够取得较理想的效果。

(二)光分解法。利用光能将气态有机污染物进行氧化分解的处理方法即为光分解法。目前研究比较火热的是光催化降解技术,研究表明,绝大多数有机废气分子都能够发生光催化分解。但是此方法受催化剂的影响比较大,因此还不能应用于工业生产当中。

(三)等离子体净化技术。等离子体净化技术又叫放电等离子体净化技术,其主要是以高压放电的形式对一些有机废气进行处理。在放电等离子体净化技术的应用下,可以生成许多的高性能的电子和活性电子,这些电子和活性离子又可以形成等离子体,在解离平衡的作用下,等离子体可以将C-H与C-C的化学键进行断裂,进而达到净化空气的目的。这项技术的应用过程操作较为简单,并且节能性能较好,在处理有机废气中具有发展前景。

(四)PSA技术和光催化氧化技术。1、PSA技术主要是以有机废气组成和吸附材料在吸附方面的差异性为依据,同时结合周期压力的改变,进而使有机废气被净化和分离。此种技术在实际的废气处理过程的应用中具有产本低、耗能小、自动化的特点,在科学技术飞速发展的今天具有很重要的应用价值。2、光催化氧化技术利用的是光能将气态有机污染物进行氧化分解,最终达到有机废气处理的目的。但是此项技术的应用必须是在光照的条件下进行的,并且在实际的应用过程中还要保证温度和压强在一定的规定范围之内,故此项技术可以在一定的条件下进行使用。

四、工业有机废气处理技术展望

在上述的处理技术和方法中,热处理方法和吸附处理技术是较为成熟的方法,成本较低,性能较好,所以能较大范围的使用,而等离子体净化技术、PSA技术和光催化氧化技术以及生物处理技术等,对于废气处理的更加彻底,效果更加明显,但是这些技术还不够成熟,不能够大范围的进行投入使用,需要有关的技术人员对其不断的进行研究和改造,所以它们会成为未来有机废气处理技术的有效方法,是有机废气处理未来展望的体现。

五、结语

榱擞行Т理各种废气,必须提高处理有机废气的力度,在提高有机废气处理效率的基础上达到减少投入的目的。在大力引进新技术的前提下,将其应用于工业生产。遇有含有多种成分的有机废气时,要采取多种处理工艺开展全面处理,争取处理全部有机废气,以更好的保护人类生存的环境,做到人与自然的有机融合,实现人与自然的和谐发展,实现人类社会的可持续发展。

参考文献:

废气处理范文第4篇

近些年,由于大气污染严重,因此国家对环境保护工作就越发重视,废水处理更是我国环保工作项目的重中之重。本文就石灰石湿法烟气脱硫技术的优点和缺点进行论述,并针对废水处理技术中存在的问题,与发电厂脱硫废水的实际相结合,进而提高脱硫废水的工艺处理水平。

关键词:

脱硫技术;废水处理;处理工艺

0引言

目前,由于许多大型燃煤电厂的开发建设,向空气中排放的二氧化硫也越来越多,所以越来越加重了大气污染状况。废水处理的含量指标是国家严格控制的指标,必须经过处理达标后方能外排。因此,在脱硫废水处理的设备和技术上需要进一步创新和提高。

1脱硫废水工艺现状分析

石灰石湿法脱硫技术是以石灰石的乳浊液作为吸收剂,进而吸收烟气中的二氧化硫,此项工艺对负荷变化和煤的种类都有很强的适应能力,所以在大容量机组和高浓度二氧化硫烟气的脱硫上被广泛应用。石灰石湿法烟气脱硫技术工艺具有适应性强、脱硫效率高等优点,但目前的废水处理工艺还存在严重不足,主要问题就是脱硫石膏浆液产生的废水中有金属离子和氯离子以及重金属离子。废水处理中存在的问题如下:

1.1常见的腐蚀问题

环境温度的升高使防腐材料的防腐作用降低,还有燃煤电厂烟气中含有二氧化硫、氯离子、氟离子等污染物以及塔内物质的化学反应等都加重了对金属的腐蚀作用。

1.2关于厢式压滤机自身缺陷问题

厢式压滤机的止推板在加工精度上有一定偏差,推板处还有漏液现象,从而加重了机脚和大梁等部位的腐蚀,并且维修起来较麻烦,降低了其压滤的效率。

1.3堵塞和结垢

废水、调节池、反应池、沉淀池、pH调和池、过滤、排放是传统废水处理工艺的净化流程,由于脱硫液的循环利用,使脱硫液中的氯离子和氟离子大量聚集,不但使脱硫液的pH值降低,加重了设备和材料的腐蚀,也增加了硫酸钙的结垢情况。

2石灰石湿法烟气脱硫废水处理工艺

烟气和脱硫剂是脱硫废水中杂质的主要来源,脱硫废水中含有氟化物、CaSO4、CaCl2、镉离子亚硫酸盐还有铅、汞、砷、灰尘等等,脱硫废水中的超标项目主要有悬浮物、COD、pH值、砷和铅等。脱硫废水水质具有含重金属、水质偏酸性、悬浮物和氯离子浓度高等特点。针对脱硫废液中含有溶解的重金属,一般脱硫废水以化学和物理机械方法中和进而对沉淀的物质进行分离处理。常见的处理工艺流程如下:脱硫废水→中和箱(加石灰乳)→沉降箱(加硫化物)→絮凝箱(加助凝剂)→浓缩池→出水箱(加氧化剂)→出水泵→排放或复用。对处理后的废水进行重新利用,就需要改造设备和提升工艺,从而实现脱硫废水的零排放,从以下七方面进行分析研究。

2.1水质调节

以某电厂监测报告为依据,脱硫废水处理的进出水质。经处理后的脱硫废水各污染物的浓度满足《火电厂石灰石湿法脱硫废水水质控制指标》的限值要求,并且对进入水槽废水的水量水质进行均化。

2.2除氟反应

在氢氧化铬沉淀物生成后,添加铝酸钙粉使其发生化学反应,添加氯化铁使发生絮凝反应,从而使氟的含量降低。

2.3重金属离子的化学反应

在脱硫废水中一般含有汞、铜等重金属离子,反应箱中加入有机硫或Na2S溶液,离子态的重金属和硫化物发生化学反应,生成细小的络合物。

2.4澄清及中和反应

脱硫废水一般都偏酸性,在脱硫废水进入隔槽时添加石灰浆液,然后不断搅拌,使pH值由5.4左右升到9以上。废水处理在除氟后进行澄清,在控制盐酸度情况下进行中和反应。

2.5滤砂处理

废水是从下向上进行过滤的,过滤掉水中大的杂质,让排出的水达到标准。因为从下向上的滤砂处理装置,始终在底部的砂层设备,使得底部的洗砂污水可以直接进行澄清处理,保证了进入排水槽的为合格净水,从而进行排放。

2.6脱硫废水的回收利用

脱硫废水处理后的废水含盐量较大,浓缩机分离后把较干净的水再送回水箱,在回水泵的工作下送到锅底冲刷灰渣,形成二次循环利用脱硫废水。

2.7烟道蒸发处理工艺

在处理脱硫废水时,在空气预热器和静电除尘器之间的烟道内,利用雾化喷嘴将脱硫废水喷入,通过高温烟气蒸发,废水形成固体颗粒而被除尘器脱除的烟道蒸发技术能很好地处理掉脱硫废水。

3结束语

目前,国家实施节能减排战略和加快培育发展新兴产业,扩大污水处理厂的建设规模和服务范围。我国污水处理建设市场进入快速发展阶段,未来我国燃煤工业锅炉烟气脱硫技术的发展趋势是,在现有的基础上完善和提高、自动化、设计及制造规范化,烟气脱硫设备将成为我国燃煤工业锅炉烟一种不可缺少的辅机装置。

作者:陈继昌 单位:华润电力(六枝)有限公司

参考文献

[1]刘兴祥.湿法烟气脱硫废水处理工艺分析探讨[J].冶金动力,2013,(3):45-47.

废气处理范文第5篇

【关键词】不锈钢酸洗;NOx废气;SCR法;脱硝;低温催化剂

中图分类号: TF764+.1 文献标识码: A 文章编号:

2005年,我国NOx排放总量约为1.94×107t。随着国民经济继续发展、人口增长和城市化进程的加快,2020年和2030年,我国NOx排量将分别达到3.00×107t和3.54×107 t[1]。在不锈钢表面处理的生产过程中,广泛采用HF+HNO3混酸酸洗,也会产生高浓度的NOx废气,由于其中NO2的含量较高,一般表现为烟囱“冒黄龙”现象。据中国特钢企业协会不锈钢分会统计,2006年起,我国不锈钢粗钢产量及钢材产量已居世界第一。2004年至2011年的八年之间,我国不锈钢粗钢产量从236.4万吨飙升至1259.1万吨,净增1022.7万吨,年均增长达127万吨,这在世界不锈钢发展史上也是没有过的。面对如此严峻的NOx废气排放形势,必须采取切实可行的方法予以处理。

目前,针对高浓度NOx废气的处理方法主要有干法、湿法和干湿连用技术。湿法主要以各种吸收剂溶解在水中,然后再采用喷淋的方法来吸收NOx并与之反应,最终达到降低NOx浓度的目的[2-5]。湿法实际上是一种“污染转移”的处理方式,并未彻底解决污染治理的问题。干法即SCR法,是指在催化剂存在的条件下,采用NH3、CO或碳氧化合物等作为还原剂,将烟气中的NOx还原为N2和H2O;其中NH3-SCR技术较为成熟可靠,目前已在全球范围,尤其是发达国家中得到广泛应用[6-10]。王海林等[11]详细对比了液体吸收法和SCR法的优缺点,得出结论:采取何种形式的处理方法,一方面取决于废气中NOx的含量和气体组分,另一方面,取决于废气的排放制度。

依据酸洗NOx废气的低温、低尘、高氧化度、高浓度等特点,本文尝试采用“喷淋吸收+预热+换热+加热+SCR反应+换热”的工艺,对某钢厂酸洗线产生的高浓度NOx废气进行工程实际处理,结果显示脱硝效果优异,大大减少了NOx废气的排放,由此可产生巨大的环境效益和一定的经济效益,因此该工艺可以作为示范工程,应用于NOx废气的处理领域。

1. 工艺选择

1.1. NOx废气排放要求

排放烟囱数据应符合《大气污染物综合排放标准》GB16297-1996中的新污染源大气污染物排放限值二级排放标准。NOx排放浓度

1.2. 工艺的选择

1.2.1 混酸酸洗NOx废气和燃煤烟气的区别

混酸酸洗NOx废气和燃煤烟气存在许多不同点,表1是混酸酸洗NOx废气和燃煤烟气的对比表。

表1混酸酸洗NOx废气和燃煤烟气的区别

结合表1中混酸酸洗NOx废气和燃煤烟气的各项比较参数的区别,将会在NOx废气的实际处理工艺上体现差异。

1.排气温度

酸洗NOx废气的排气温度一般最高不会超过60℃,这就决定了需要通过加热NOx废气的方式来达到SCR的反应温度区间。因此,应该尽量选择具有低温催化性能的催化剂,这样,可以最大限度的节省加热及换热设备投资。而燃煤烟气的排放温度区间正好是V/Ti系催化剂的反应区间,因此,无需额外的增加能耗既能够让SCR反应持续。

2.含尘量

酸洗时,脱硝系统收集的废气主要来源于外环境中渗入酸洗槽的空气和酸洗液本身挥发及反应后分解产生的废气,所以,废气中的尘含量与外环境大气中的尘含量基本相当。因此,在酸洗NOx废气脱硝系统的设计时一般不用考虑催化剂的防尘性能。所以,催化剂的节距可以设置的更小。

而在燃煤烟气中,煤质燃烧产生大量的粉尘,这些粉尘和废气一并进入到脱硝系统。因此,在燃煤烟气的脱硝系统设计时,第一层的催化剂一般需要坚硬化或者锐化处理,在SCR反应器内还需要设置吹灰装置,同时,蜂窝催化剂的节距一般都比较大,这样才能基本确保催化剂不被堵塞。

3.NOx浓度

在酸洗NOx废气的排放中,根据酸洗对象的不同,产生的NOx废气浓度可能忽高忽低或持续在高位。因此,在设计脱硝设备时,需要针对NOx废气排放的浓度特征进行针对性的考虑。而在燃煤烟气的排放实例中,燃煤持续的在比较均匀的燃烧环境中燃烧,因此,排放的NOx废气浓度也是比较稳定的。

4.废气中的组分

酸洗NOx废气的组分一般比较简单,主要是HF、NOx、HNO3等。在系统设计时,HF和HNO3在进入SCR系统之前就需要基本完全去除,而SCR系统将被设计为专门去除NOx。

燃煤烟气中除了有NOx之外,还有SOx、CO等其他多种组分。由于SO2和CO等均有可能对NOx的SCR反应进行干扰,严重的甚至可以引起催化剂的中毒。因此,在催化剂的设计时,也要采用针对性的措施,确保NOx催化反应的顺利进行。

5.NOx氧化度

酸洗废气中的NOx氧化度常规在50%左右,最高可达90%以上,这是金属及其氧化物与酸液在一个强氧化环境下发生反应的必然结果。

在燃煤燃烧过程中,NOx的生成机理非常复杂。但是,从总的趋势来看,由于气体的温度比较高,NO2容易分解为NO,同时,N的“争氧”能力也不如C、CH等。综合各种因素之后,最终导致燃煤烟气中的NOx氧化度一般只有10%左右。

1.2.2酸洗NOx废气SCR处理的设计要点

1.酸洗NOx废气中其他污染物的去除

在酸洗NOx废气中,除NOx这个主要污染因子外,还有HF、HNO3(g)等对环境有害的污染物。酸洗NOx废气中产生的HF浓度在1000mg/m3以下,HNO3(g)浓度在2000mg/m3以下。而两种气体都极易溶解于水。因此,常规的处理工艺都是采用水或者稀碱液来吸收以上两种污染物,去除率可高达99%以上。一般采用填料洗涤塔来吸收HF和HNO3。填料洗涤塔的空速控制在0.8~1.8m/s左右,填料可选用高比表面积的规整填料,比表面积最高可达500m2/m3,理论塔板数可达4~4.5m-1,可节省塔体高度,提高吸收能力。

2.防结露与废气预热及加热

由于酸洗NOx废气的排放温度一般在常温(20~60℃)之间,而SCR反应的温度区间则在200~400℃之间,因此,一般通过换热器预升温后,再通过燃气升温或者电加热升温即可达到反应温度。换热器内的高温气体来自SCR反应器处理后的尾气。

板式换热器的换热元件一般采用波纹板,板厚在0.6~1.5mm之间,板间距在3~41mm之间自由选择,总压损一般在1~3 KPa之间。在同等换热能力下,板式换热器的体积和重量均只有管壳式换热器的1/3左右。

一部分SCR反应器处理后的高温尾气引入到吸收塔后、换热器前的管道上,将进入换热器的温度提高10~30℃左右,从而避免废气的湿度饱和,也有效的阻止了结露。

3.还原剂的选择

还原剂一般采用氨基,目前,市面上主要有液氨、氨水和尿素三种还原剂。

表2 液氨、氨水和尿素的比较表

注:(1)还原剂价格为2012年9月份上海市场价,氨水价格因地区差异变动较大。

(2)折合氨单价未考虑原料含杂质情况。

通过上表可以看出,液氨的使用要求和管理要求均较高,初始投资也较高,但是运行费用较低。然而,液氨在使用时一般不允许用尽,所以当液氨采用现场储罐形式供应时,液氨的使用成本是较低的。而采用液氨钢瓶供应时,钢瓶内经常残留部分液氨,该部分液氨不允许回收。同时,液氨对于环境安全的要求非常高,操作人员也需要具备特种作业人员的资质。因此,在实际项目中,尿素已经逐步成为一种主流的还原剂,广泛应用于各种SCR场合。

4.催化剂的选择

SCR系统中,催化剂是最关键的核心部分。由于酸洗NOx废气具有低温、微尘、不含SO2及CO等、浓度高或者浓度波动大、氧化度高等特点,在催化剂的选择上,需要尽量选择低温型的催化剂,同时,不用过多的考虑飞灰、SO2等带来的不利影响。在催化活性上,也要更加倾向于NO和NO2的联合去除。

目前商用的催化剂类型主要是蜂窝式催化剂。而蜂窝式又可分为两种,一种是燃煤电厂经常使用的V/Ti系催化剂,一类是上海同济科蓝环保设备工程有限公司生产的具有低温特性的GJ-HC型催化剂。下表是两种催化剂的对比。

表3 两种蜂窝式催化剂的比较

从表3中可以得出,在酸洗NOx废气的SCR处理中,由于无需考虑飞灰影响,因此可选用较低节距的金属氧化物蜂窝陶瓷催化剂,提高反应空速,降低使用量。同时,与V/Ti系催化剂相比,金属氧化物催化剂的最佳反应区间整整降低了100℃,极大的节省了废气加热所需的能源,同样的,低温反应也相应的延长了设备的使用寿命。

2. 工艺流程及说明

2.1 工艺设计

根据某不锈钢厂的设计要求、工程设计规范、能源介质条件,并考虑当地的气候条件进行工艺设计。

2.2 设计工艺流程

酸洗NOx废气从酸洗槽中通过收集管道集中到一根总排管道中,进入SCR处理系统。工艺流程图如图1所示:

酸洗槽排出的NOx废气首先进入填料洗涤塔内,去除大部分的HF和HNO3之后,通过酸雾风机送入前置预热器内进行预热,随后进入气气换热器中进行换热升温,升温后的废气再通过燃气烧嘴加热到反应温度,此时,尿素喷入尿素喷射混合器内,迅速雾化成细微颗粒,并在高温环境下热解为NH3和CO2,再与NOx废气在四阶段混合器内进行充分的混合之后,继而进入SCR反应器内进行SCR反应。反应后的尾气一部分进入气气换热器内放热,一部分直接回到前置预热器内与进气混合。放热后的尾气排入烟囱。

图1 NOx废气SCR法处理工艺流程图

3. 运行效果及处理成本说明

3.1 运行效果

在SCR系统运行时,当地环境监测部门对该项目进行了监测,主要监测项目为排气温度、标干排气量、NOx浓度及排放速率、HF浓度及排放速率、NH3浓度及排放速率等,结果见表4。

表4 各监测指标的监测结果

注:ND,未监测到。

3.2 处理成本说明

SCR系统运行时,运行费用见表5,NOx处理费用见表6:

表5运行费用分析表

表6处理费用分析表

4.结论

1.由脱硝系统运行工况和实际运行效果来看,脱硝效率及各种相关参数都符合设计要求。

2.本SCR脱硝系统设计成熟,系统运行可靠,稳定性较好,脱硝效率较高。

3.本项目实施的意义:大大减少了NOx废气的排放,减轻了其对环境的危害,产生了优异的环境效益;减少了因NOx废气产生的污染而花费的治理费用,间接的产生了一定的经济效益。

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