大气污染防治措施讲解.ppt

大气污染的来源 危害及其防治 大气的组成 2 大气的可变组分主要指CO2和H2O g 这些气体组分受不同地区气候 季节等多种因素的影响而发生变化 正常状况下 H2O g 约占0 4 CO2约占0 033 由恒定组分和可变组分所组成的大气称为洁净大气 2 大气的组成 3 大气的不定组分大气中的尘埃 硫化物 氮氧化物 硫氧化物等是大气中的不定组分 当它们进入大气后 成为大气污染的元凶 2 大气的组成 3 大气污染 1 大气污染的概念 由于人类活动或自然过程引起某种物质进入大气中 呈现出足够的浓度 达到了足够的时间并因此而危害了人 动植物及物体的现象 叫大气污染 一 大气污染现象和大气污染物 1 大气污染由于自然或人为的原因 大气圈中的原有成分被改变 而且增加了某些有毒有害的物质 致使大气质量恶化 影响了原有的生态平衡 严重威胁着人体健康和正常的工农业生产 并对建筑物及各种设备设施造成损害 这种现象称为大气污染 主要的大气污染物 按来源分为 一次污染物如NO CO CO2 H2S 二次污染物 按状态分为 颗粒物 气态污染物 总悬浮颗粒物 TSP 飘尘 降尘 常见大气污染物 二氧化硫 氮氧化物 粉尘 雾 降尘 飘尘等 说出其污染源 2 中国大气污染的特征 煤烟型污染是污染的普遍问题 主要污染物是烟尘和二氧化硫 汽车尾气污染明显增加 并逐渐上升为城市大气主要污染源 总悬浮颗粒物或可吸入颗粒是影响城市空气质量的主要污染物 2 中国大气污染的特征 酸雨分布区域性 季节性明显 污染物成分特点突出 多以硫酸酸雨为主 工业 三废 任意排放是目前大气污染的罪魁祸首 同时 农业引发的大气污染也不容忽视 大气污染按影响范围可分为 局部地区大气污染 区域性大气污染 广域性大气污染 全球性大气污染 指温室效应与全球气候变暖 酸雨 臭氧层空洞 6 大气污染分类 农业污染源主要是不当施用农药 化肥 有机粪肥等过程产生的有害物质挥发扩散 以及施用后期NOX CH4 挥发性农药成分从土壤中逸散进入大气等形成的污染源 交通运输污染源由汽车 飞机 火车和轮船等交通运输工具运行时向大气中排放的尾气 这类污染源属流动污染源 主要污染物是烟尘 碳氢化合物 NOX 金属尘埃等 是城市大气环境恶化的主要原因之一 生活污染源是指居民日常烧饭 取暖 沐浴等活动 燃烧化石燃料而向大气排放烟尘 SO2 NOX等污染物 这类污染源属固定源 具有分布广 排放量大 污染浓度低等特点 是一些城市大气污染不可忽视的污染源 但是 随着城市电气化的推进 城市生活污染源将从根本上得到遏制 按污染源存在的形式分为固定源和流动源两类 固定源 就是位置和地点固定不变的污染源 主要指工矿企业在生产中排放的大量污染物 冶金 钢铁 建材等工业企业都是对大气环境污染严重的固定源 流动污染源 是指交通工具在行驶时向大气中排放的有害气体而形成的污染源 6 大气污染分类 按排放空间高度分 高架源 在距地面一定高度排放污染物 如电厂烟囱等 低架源 在地面上或离地面高度很低的排放源 6 大气污染分类 按排放形式分 线源 沿着一条线排放污染物 如汽车 火车 轮船等 面源 在一个大范围内排放污染物 如煤田自燃的煤堆 密集而低矮的居民住宅烟囱群等 点源 集中在一点或在可当作一点的小范围内排放污染物 如烟囱等 6 大气污染分类 气态污染物 光化学烟雾 1 特征 棕黄或淡蓝色烟雾 夏季晴天发生 氧化型烟雾 刺激性 人为污染源 工业污染源生活污染源交通污染源 主要的大气污染 1 可吸入颗粒物 PMl0 总悬浮颗粒物 空气中悬浮着无数固体颗粒的统称 可吸入颗粒物 指总悬浮颗粒物中去掉10微米以上的那些大颗粒 它是空气质量播报中一个重要参数 原因 人的的鼻毛 分泌物和黏膜可以将大多数大于10微米的粉尘过滤掉 只有小于10微米的颗粒物才会随气流进入气管和肺部 另 什么是空气污染指数 简称APl 概念 空气污染指数是目前世界上许多国家或地区评估空气环境质量状况的一种指标 它是将许多复杂的空气质量监测数据 经一定方法处理 变成公众易于理解和掌握的形式 空气质量的好坏取决于各种污染物中危害最大的污染物的污染程度 空气质量级别根据国家环保局统一规定划分为五级 二 大气污染的危害1 可吸入颗粒物的危害 A 如果吸入颗粒物过多或颗粒物中含有毒有害成分时 就可能出现免疫功能障碍 危害健康 B 颗粒物中如果含有较多病菌和病毒时 则可能引发传染病 长期吸入过量颗粒物 积聚在肺部 可能使人患 尘肺病 有些颗粒物沉积在肺部 还可能引起恶性病变 全球变暖 臭氧层遭破坏 酸雨危害 酸雨 概念 人们一般把pH值小于5 6的降水称为酸雨 说明 酸雨不单指 雨 也包括雪 雹 雾等各种酸性的降水形式 形成酸雨的大气污染物 主要有硫氧化物和氮氧化物等 对环境造成的危害 酸化 腐蚀 A 水生生态 使河湖水酸化 影响鱼类生长繁殖 乃至大量死亡 B 土壤生态 使土壤酸化 造成养分淋失 影响微生物的活性 使土壤肥力降低 导致农作物减产 C 植物生长 腐蚀树叶 使光合作用受阻 影响森林生长 林木成片死亡 D 建筑物 腐蚀石材 钢材 造成建筑物 铁轨 桥梁和文物古迹的损坏 A 特点 以煤炭为主要能源 随经济发展 酸雨分布范围亦有扩大的趋势 B 分布范围的变化 20世纪80年代西南地区90年代扩大到长江以南 青藏高原以东目前扩展到华北和东北地区 我国的酸雨 以硫酸型酸雨为主 光化学烟雾形成的条件 1 氮氧化物和碳氢化物在紫外线作用下产生的浅蓝色烟雾 2 逆温和不利于扩散的气象条件 3 地形 如河谷 盆地地形 4 光化学烟雾的危害a 有害成份 臭氧 PAN 醛 酮等二次污染物b 伤害特征 人及动物 眼睛和粘膜受到刺激 头痛 呼吸障碍 慢性呼吸道疾病恶化 儿童肺功能异常等 表皮褪色 呈蜡质状 色素发生变化 叶片上出现红褐色斑点 植物 三 大气污染预防 1 控制污染源 改进能源消费结构 开发无污染和低污染能源 集中供暖供热 降低危害 对燃料进行预处理 改进燃烧技术 使用消烟除尘技术 减少污染物的排放 2 植树造林 植树造林不仅能绿化环境 还能净化大气 吸附粉尘 吸收大气中的污染物等 5 机动车污染控制1 使用清洁燃料 无铅汽油汽油发动机清洁剂液化石油气 LPG 液化天然气 LNG 乙醇燃料2 使用清洁汽车 机内净化 电喷 电子点火 机外净化 后燃法 催化净化 3 执行配套法规和标准全国实施 欧洲一号 汽车尾气排放标准 北京 2003年1月1日起实施 欧洲二号 汽车尾气排放标准 北京 2008年起实施国四标准 欧洲 号 4 大力发展公交车 控制私家车 大气污染控制1 污染源控制 防治 主要来源 能源生产和消费 改进能源消费结构 开发无污染和低污染能源 集中供暖供热 降低危害 对燃料进行预处理 改进燃烧技术 使用消烟除尘技术 减少污染物的排放 煤烟型污染1 一次污染物 煤烟 二氧化硫矿物燃料 煤 石油 天然气2 二次污染物 硫酸 硫酸盐 酸雨1 什么是酸雨 酸雨 pH 5 6CO2 H2O H HCO3 3 16 10 4pH5 6酸性降水 雨 雪 霰 雹 露 霜酸沉降 湿沉降 干沉降 3 主要的酸 H2SO4 HNO34 危害 腐蚀建筑物和金属 危害森林和农作物 使湖泊 河流酸化 危害人体呼吸系统 眼睛 皮肤 5 来源 SO2 NOx 2 温室效应加剧3 温室气体CO2 CH4 O3 N2O CFCl3 CF2Cl2 大气中CO2浓度的增加的人为因素 主要有两个 化石燃料的燃烧 目前世界矿物能源的消耗大约占全部能源消耗的90 排放到大气中的主要是燃烧化石燃料产生的 据估算 化石燃烧所排放的CO2占排放总量的70 森林的毁坏 人们将森林比作地球的肺 森林中植物繁多 生物量最高 绿色植物的光合作用 大量吸收了大气中的CO2 全球绿色植物每年能吸收285 109吨 其中森林可吸收118 109吨 占总量的42 热带雨林的破坏 使大气中CO2增加2 左右 所以森林在地球上的减少是导致全球气温升高的又一重要原因 开源节流 研究开发洁净无污染的能源 如太阳能 地热 风力 水力 潮汐及氢燃料等 这些新能源的使用 一方面避免CO2等气体的产生 防止空气污染 另一方面又能充分利用资源 各国政府应鼓励发展低耗能 低污染产业 积极改善或淘汰高耗能 高污染产业 加强产业升级 引进相关技术 削减CO2排放量 2 空气污染指数API 3 首要污染物与空气质量级别 污染指数API空气质量级别空气质量描述0 50 优51 100 良101 150 1轻微污染151 200 2轻度污染201 250 1中度污染251 299 2中度重污染 300V重度污染 知识拓展 1 大气圈的结构根据大气在垂直方向上温度 化学成分 荷电等物理性质的差异 同时考虑到大气的垂直运动状况 可将大气圈分为对流层 平流层 中间层 热成层和逸散层 对流层 平流层 中间层 热成层 逸散层 电离层 1 对流层 主要成分 紧贴地面的一层 整个大气质量的3 4和几乎全部的水汽都集中在这一层 高度范围 从地面到12km 低纬度17 18km 高纬度8 9km 主要特点 气温随高度的增加而递减 平均递减率为0 6 100m 空气对流运动显著 天气现象复杂多变 2 平流层 主要成分 臭氧范围 对流层顶50 55km主要特点 下部为等温层 再向上随高度增加而温度升高 气流以平流运动为主 天气晴朗 能见度好 有利于飞机飞行 平流层臭氧是人类生存环境的天然屏障 3 中间层 主要成分 极稀薄大气范围 平流层顶以上 50 55km 距地面80km 主要特点 有强烈的垂直对流运动 气温随高度增加而下降 中间层顶的温度可降到190 15 160 15K 4 热成层 主要成分 下部主要分子氧 上部主要原子氧 范围 距地面800km 主要特点 受强烈的太阳和宇宙射线作用 气温随高度增加而急剧上升 热成层中气体分子大都被电离 故热成层也称作增温层或电离层 5 逸散层 范围 大气圈最外层 主要特点 从大气圈逐步过渡到星际空间 地球引力越来越小 大气质点由此可逃逸至外太空 故称为逸散层 散逸层 对流层 平流层 中间层 热成层 上冷下热高空对流 2 中国大气污染的特征 煤烟型污染是污染的普遍问题 主要污染物是烟尘和二氧化硫 汽车尾气污染明显增加 并逐渐上升为城市大气主要污染源 总悬浮颗粒物或可吸入颗粒是影响城市空气质量的主要污染物 2 中国大气污染的特征 酸雨分布区域性 季节性明显 污染物成分特点突出 多以硫酸酸雨为主 工业 三废 任意排放是目前大气污染的罪魁祸首 同时 农业引发的大气污染也不容忽视 3 大气污染对气候的影响 二 对全球气候的影响目前对地表气温上升的真正原因还未证实 提得较多的是 温室效应 的确 人类的活动已使得大气中二氧化碳的含量有所升高 因此不得不引起人们的高度重视 5 大气污染物对臭氧层的破坏 1 NOx对臭氧层的破坏作用平流层中破坏臭氧层的主要NOx是NONO O3 NO2 O2NO2 O NO O2总反应为 O O3 2O2平流层中NO的来源有N2O及超音速飞机排放的NOx 二 大气污染的危害程度及趋势 大气污染物的种类繁多 排放量大 污染范围广 对人体健康的危害是多方面的 如呼吸道疾病 中枢神经系统受损 癌症等 大气污染对人体健康的影响与污染物的种类 性质 暴露时间及个体敏感性有关 1 大气污染对人体的危害 二 大气污染的危害 引起空气污染事故 造成急性中毒事件 慢性健康影响 慢性气管炎 气喘病 肺癌等 1 大气污染对人体的危害 二 大气污染的危害 大气污染对农作物 森林 草地等植物 对水产及陆地动物都有严重危害 大气污染可损坏建筑物 流体输送管道等物质材料 2 大气污染对环境的危害 三 大气主要污染物及其转化规律 1 大气主要污染物 一 颗粒物 二 含硫化合物 三 氮氧化物 四 碳氧化物 五 光化学氧化剂 六 碳氢化合物 1 大气主要污染物特性 一 颗粒物 1 颗粒物是指大气中弥漫着的固态和液态物质 成份较复杂 1 总悬浮颗粒物 用标推大容量颗粒采样器在滤膜上所收集到的颗粒物的总质量 通常称为总悬浮颗粒物 用TSP表示 其粒径多在100um以下 尤以10um以下的为最多 2 飘尘 颗粒物粒径小于10um的颗粒物称为飘尘 它们能长时间地悬浮于大气中而不沉降下来 3 降尘 颗粒物粒径大于10um的颗粒物叫降尘 它们在重力的作用下能很快降落到地面 4 可吸入粒子 易于通过呼吸过程而进入呼吸道的粒子 目前目际标准化组织建议将其定为粒径 10um 大气飘尘的危害 1 影响大气的物理性质 2 使建筑物 金属制品等受到腐蚀 3 对人 动植物产生危害 4 与其它大气污染物协同作用形成大气污染 时间飘尘浓度SO2浓度死亡人数 mg m3 mg m3 1952 124 463 84000多19563 251 61000多19572 401 84001962 122 84 1750 近年来 人们认识到大气悬浮颗粒中的可吸入颗粒物对人体健康的危害远比粗颗粒大 而且是引起城市大气酸雨 光化学烟雾 能见度降低的重要因素 许多研究已经揭示出PM10 飘尘 对人体健康的严重危害和对气候的重要影响 流行病学研究 DDC 表明 PM10每上升10 g m3 每日总死亡率上升1 呼吸系统疾病上升3 4 心血管病上升1 4 哮喘病上升3 肺功能下降0 1 二 含硫化合物 污染大气的含硫化合物有H2S SO2 SO3 硫酸酸雾及硫酸盐气溶胶等 但在大气中主要是SO2 大气中的SO2主要来源于矿物燃料的燃烧 据估计 全世界每年由于人类活动排放到大气中的SO2可能超过一亿五千万吨 其中2 3来自于煤的燃烧 1 3来自石油的燃烧 矿物燃料燃烧时 主要生成SO2 所以人类活动排放到大气中的硫氧化物主要是SO2 SO2是无色 有刺激性和窒息性的气体 对呼吸道有刺激作用 能引起呼吸道和心血管疾病 值得注意的是SO2与飘尘的协同作用将使其毒性大大增强 使得大气污染加剧 大气中的SO2可以通过均相或非均相氧化生成SO3 SO3一经形成 便迅速与大气中的水蒸气作用生成硫酸 因此大气中SO3的含量十分低微 生成的硫酸是严重危害健康的物质 其毒性远大于SO2 三 氮氧化物 对流层中危害较大的氮氧化物是NO和NO2 统称为总氮氧化物 NOx 1 当矿物燃料高温燃烧时 空气中的N2与O2结合而生成NO 温度越高 生成NO的速度和量越大 由这种方式生成的NOx称为热NOx 三 氮氧化物 2 因燃料中含有吡啶 氨基化合物等含氮化合物 在燃烧的过程中生成了NOx 这种方式数生成的NOX称为燃料NOx 3 一些工厂 如生产硝酸或使用硝酸 氮肥厂等 的生产过程中排放到大气中的NOx NO是无色 有刺激性气味不活泼的气体 它能与血红蛋白结合生成亚硝基血红蛋白而引起中毒 并可产生缺氧症状和中枢神经受损 NO氧化后生成红棕色 有刺激性的NO2 它的毒性较强 能迅速破坏肺细胞 可能是引起肺气肿和肺癌的病因 NO2又是一种吸光物质 易发生光化学反应 是形成光化学反应的元凶 由此产生的二次污染物的危害更大 NO是无色 有刺激性气味不活泼的气体 它能与血红蛋白结合生成亚硝基血红蛋白而引起中毒 并可产生缺氧症状和中枢神经受损 NO氧化后生成红棕色 有刺激性的NO2 它的毒性较强 能迅速破坏肺细胞 可能是引起肺气肿和肺癌的病因 NO2又是一种吸光物质 易发生光化学反应 是形成光化学反应的元凶 由此产生的二次污染物的危害更大 四 碳氧化物 1 一氧化碳大气中CO来源于燃料的燃烧 而由汽车尾气中的CO造成的大气污染已引起世界各国的重视 值得注意的是一氧化碳的另一人工源是吸烟排出的烟气 吸烟者吸入的CO远高于不吸烟者 尤其是吸过滤嘴香烟的人 CO的主要危害是妨碍体内氧气的传输 它与血红蛋白的亲和力比氧大二百多倍 而生成的羰基血红蛋白的解离速度比氧合血红蛋白小三千六百多倍 因此一旦生成羰基血红蛋白就很难解离 导致输氧能力降低 造成机体缺氧 危害人体健康 体内缺氧时对所有的器官都有影响 而最敏感的是中枢神经系统和心肌 2 CO2CO2是无色 无毒的气体 目前由于人类活动排放到大气中的CO2的量不断增加 而吸收CO2的森林反遭到严重破坏 使得大气中CO2的浓度不断增加 据测定 一个世纪前 大气中CO2的含量约为284ppm 目前已达到390ppm 浓度增加几乎达到三分之一 CO2浓度的继续增加 将会对全球的气候产生灾难性影响 因而是目前环境科学上颇为注意的问题之一 主要大气污染物的来源 部分 中国污染物排放强度高 单位GDPNOX排放量是美国的6 1倍德国的16 6倍日本的27 7倍单位GDPSO2排放量是美国的6倍德国的26 4倍日本的68 7倍 五 光化学氧化剂 1 光化学反应和光化学烟雾在太阳紫外线作用下 大气中的某些污染物发生反应 生成新的污染物 这种反应叫光化学反应 由此产生的烟雾称为光化学烟雾 2 光化学烟雾形成的条件 1 充足的阳光 无风 2 出现逆温 3 大气含有一定浓度的NO2和碳氢化合物 3 光化学反应机理 1 污染空气中NO2的光解是光化学烟雾形成的起始反应NO2 hv 430nm NO2 NO2 NO OO O2 M O3 MO3 NO O2 NO2 2 碳氢化合物与O O3 OH NO 等自由基作用生成醛 酮 酸以及RO2 HO2 RCO 等自由基 3 过氧自由基引起NO向NO2转化 并导致O3和过氧乙酰硝酸酯 PAN 等生成 4 光化学烟雾的危害 1 对人体健康的影响光化学烟雾最明显的危害是对人眼的刺激作用 出现眼流泪 发红 俗称红眼病 除眼外 对鼻 咽 气管和肺均有明显的刺激作用 对老人 儿童和体弱多病者尤为严重 2 对植物的伤害光化学烟雾能使植物叶片受害变黄以致枯死 据资料记载 仅加利福尼亚州1959年由于光化学污染引起的农作物减产损失就达800万美元 造成大片树木枯死 葡萄减产60 以上 柑橘也严重减产 对光化学烟雾敏感的植物还有棉花 烟草 甜菜 番茄 菠菜 某些花卉和多种树木 四 大气污染综合治理 1 减少污染物的排放量 改革能源结构 逐步用二次能源代替一次能源 开发无污染能源 对燃料进行脱硫处理 改革燃烧装置和燃烧方式 提高热效率 采用无污染或低污染生产工艺 利用余热 余气 提高能源利用率 2 治理主要污染物 3 种植树木草坪 4 掌握气象变化规律 充分利用环境自净能力 5 加强城镇规划 搞好环境功能分区 1 治理主要污染物 一 颗粒物的治理 大气中的颗粒物主要来自于矿石燃料的燃烧 因此减少颗粒物的方法主要有两种 一种是改变能源结构或对燃煤进行加工利用 另一种是在废气排放前先将颗粒物处理掉 处理方法通常有以下几种 废气排放控制一般模式 二 烟气中颗粒物的消除 1 除尘器分类 1 机械力除尘器 包括重力沉降室 惯性沉降室和旋风除尘器 2 过滤式除尘器 包括袋式除尘器和颗粒层除尘器 3 静电除尘器 包括干式静电除尘器和湿式静电除尘器 4 湿式除尘器 包括喷雾塔 填料塔 文丘里洗涤器等 重力沉降室 重力沉降示意图 重力沉降室的性能与特点 a 结构简单 造价低 耗能小 便于维护管理 b 可以处理高温气体 处理最高温度一般为350 550 c 阻力一般为50 130Pa d 体积大 除尘效率较低 一般为80 90 只能去除粒径大于40 50 m的颗粒 重力沉降室的分类水平气流沉降室和竖直气流沉降室两种 重力除尘装置原理 是使含尘气体中的尘埃借助重力作用使之沉降而达到除尘的目的 这种方法简便 投资少 缺点是占地面积大 对粒径较大的尘埃具有较好的作用 而对较小的尘粒的去除率低 除尘效率约为50 60 因此只能作为初级除尘手段 旋风除尘器 性能与特点 a 结构简单 造价低 便于维护管理 b 除尘效率一般为85 左右 高效旋风除尘器效率可达90 c 只能去除粒径大于10微米的颗粒 对于粒径小于5微米的颗粒没有去除能力 该法是通过使含尘气体在装置中进行高速旋转而使气体中的尘粒产生较大的离心力 从而与气体分离 这种方法设备简单 费用较低 维护方便 除尘效果也较重力除尘高 80 90 但对细小的尘粒 5um 去除效果较低 惯性力除尘装置该方法是利用粉尘与气体在运动时的惯性力不同 通过使含尘气体冲击挡板或使气流急剧改变流向 然后借助尘粒的惯性力将尘粒从气流中分离而达到分离除尘的目的 这种方法设备简单 但其除尘效果也较低 约为50 70 对粒径较小的尘粒 10um 效果较差 袋式除尘器 电除尘器 静电除尘装置这种方法利用特高压直流电源 40000V 产生的不均匀电场 通过电晕放电 使尘粒带电而向电极迁移 在电极上电荷被中和 尘埃聚集在电极上而达到除尘的效果 这种方法的适用范围广 除尘效率高 且能耗低 但设备投资大 设备庞大 占地面积大 静电除尘装置这种方法利用特高压直流电源 40000V 产生的不均匀电场 通过电晕放电 使尘粒带电而向电极迁移 在电极上电荷被中和 尘埃聚集在电极上而达到除尘的效果 这种方法的适用范围广 除尘效率高 且能耗低 但设备投资大 设备庞大 占地面积大 洗涤塔除尘这种方法使利用液体所形成的液滴 液膜 雾膜等洗涤含尘气体而达到除尘的目的 1 除尘机理 用水或其它液体与含尘废气相互接触 从而实现分离和捕集尘粒和吸收有害气体 2 湿式除尘器的性能与特点优点 a 耗能相同的情况下 除尘效率比干式除尘器的效率高 b 可以处理高温 高湿 高比电阻 易燃易爆的含尘气体 c 除尘的同时 可以去除有害气体污染物 缺点 a 沉渣需处理 否则易造成二次污染 b 用水量大 c 净化含腐蚀性气态污染物时 洗涤水具有腐蚀性 d 能耗较大 湿式除尘器的分类 a 重力喷雾除尘器 b 旋风水膜除尘器 c 贮水式冲击水浴除尘器 d 板式塔除尘器 e 填料塔除尘器 f 文丘里除尘器 g 机械动力洗涤除尘器 常见七种湿式除尘器工作示意图 过滤式除尘装置 这种方法是使含尘气体通过多孔滤料 把气体中的尘粒截留下来而达到除尘的目的 这种方法的除尘率高 99 以上 且对细粉有很强的捕集作用 因而广泛用于各种工业废气除尘中 但它不适用于处理含水 含油及粘结性粉尘 另外不适合处理高温气体 二 二氧化硫的治理 从排烟中除去SO2的技术称为 排烟脱硫 这类技术已相当多 但总起来可分为湿法和干法两大类 湿法是利用SO2为酸性氧化物这一特点 干法是利用SO2的还原性 湿法排烟脱硫 1 钠法 氢氧化钠或亚硫酸钠吸收法这种方法是以NaOH Na2CO3 Ca2CO3 或Na2SO3作为吸收剂吸收SO2 因为这种方法吸收速度快 管道和设备不易堵塞 所以应用较广泛 石灰石 石膏湿法烟气脱硫工艺 主要反应为 2NaOH SO2 Na2SO3 H2ONa2CO3 SO2 Na2SO3 CO2 CaCO3 SO2 CaSO3 CO2 Na2SO3 SO2 H2O 2NaHSO3 吸收剂处理后可获得副产品 主要回收方法有a 中和法 NaHSO3 NaOH Na2SO3 H2O2Na2SO3 O2 2Na2SO4b 直接利用将含有的吸收液直接供造纸厂代替烧碱蒸煮纸浆 C 回收Na2SO3吸收液经浓缩 结晶 脱水后回收Na2SO3晶体 d 回收石膏法在含NaHSO3的吸收液中加入石灰 使其生成CaSO3 再经氧化后生成石膏 2NaHSO3 Ca OH 2 CaSO31 2H2O Na2SO3 3 2H2OCaSO31 2H2O 1 2O2 3 2H2O CaSO42H2O e 回收硫法将吸收液中的加热生成高浓度的 再用于生产硫酸或硫2NaHSO3 Na2SO3 SO2 H2OSO2 2H2S 3S 2H2O 2 氨法 以氨水作吸收剂2NH3H2O SO2 NH4 2SO3 H2O NH4 2SO3 SO2 H2O 2NH4HSO3吸收液经处理后可进行回收 a 回收 NH4 2SO4法吸收液中加入氨水 使NH4HSO3转化为 NH4 2SO3 再经空气氧化后生成硫酸铵 浓缩结晶 NH4 2SO3 1 2O2 NH4 2SO4 b 回收石膏法若将上法回收的硫酸铵溶液中加入石灰 就可回收石膏 而生成的氨用水吸收后又可作为吸收剂 NH4 2SO4 Ca OH 2 CaSO42H2O 2NH3 3 钙法利用石灰石 生石灰等的乳浊液作吸收剂 2 干性排烟脱硫法 1 活性炭法利用活性炭的活性及较大的比表面积 使烟气中的SO2在活性炭表面上与氧及水蒸气作用生成硫酸 2 接触氧化法对于高浓度的SO2烟气的治理 可采用工业接触制硫酸类似的方法进行 排烟脱硫的方法很多 在选择时应从下面几个方面考虑 1 净化效率高 经济效果好 2 装置能长期稳定运行 3 易于操作 维修和检查 4 不应造成二次污染 炉内喷钙尾部烟气增湿活化脱硫技术 LIFAC 1 工艺流程 2 过程化学 1 工艺流程 LIFAC工艺可以分步实施第一步 通过石灰石粉喷入炉膛可得到约25 35 的脱硫率 第二步 进行烟气增湿和脱硫灰再循环 使脱硫率可达到75 2 过程化学LIFAC工艺的化学过程分为二个阶段 第一阶段是在炉膛中进行的化学反应 第二阶段是在活化反应器中进行的反应 在活化器内通过喷入雾化水 使烟气增湿 烟气中未反应的CaO与水反应生成在低温下有很高活性的Ca OH 2 Ca OH 2与烟气中剩余的SO2反应 生成CaSO3 接着部分被氧化成CaSO4 CaO H2O Ca OH 2Ca OH 2 SO2 CaSO4 H2OCaSO4 2H2O 1 2O2 CaSO4 2H2O 三 氮氧化物的治理 氮氧化物的工业来源主要是硝酸制造厂 使用硝酸的工厂以及工厂燃料燃烧排放的废气等 从燃烧装置中排放的氮氧化物主要是NO NO比较稳定 不易溶于水 也不与水反应 目前对它的处理主要有催化还原 吸收等 烟气脱硝 选择性催化还原 SCR 烟气脱硝技术 SCR工艺流程 1 催化还原法在催化剂存在下 用甲烷 氢气 氨等还原性气体将NO还原成N2的方法 它又分为选择性催化还原和非选择性催化还原法 1 催化还原法通过选择合适的催化剂 反应温度可以降低 并且可以扩展到适合电厂实际使用的290 430 范围 催化剂有贵金属催化剂和普通金属催化剂之分 贵金属催化剂由于它们和硫反应 并且昂贵 实际上不予采用 而普通催化剂效率不是太高 也比较贵 并且要较高的温度 300 400 最常用的金属基含有氧化矾 氧化钛 1 非选择性催化还原法在催化剂存在下 通入的还原性气体不仅与NO作用 而且可与O2作用的方法称为非选择性催化还原法 还原气体可用甲烷 氢气 一氧化碳等 催化剂用Pt等 反应温度在400 500C 这种方法适合于废气中O2含量较少的废气 2 选择性催化还原法在催化剂存在下 还原性气体仅与氮氧化物作用的方法称为选择性催化还原法 A 氨选择性催化还原法此法以氨作还原剂 铂作催化剂 在150 2500C发生反应 4NH3 6NO 5N2 6H2O8NH3 6NO2 7N2 12H2O当有微量O2时 NO的去除率更高些4NO 4NH3 O2 4N2 6H2O 但必须严格控制温度 温度过高时发生下列反应 生成NO4NH3 5O2 4NO 6H2O温度越高 氨越是优先与氧作用 B 硫化氢选择性催化还原法NO H2S S 1 2N2 H2O该法同时可除去SO22H2S SO2 3S 2H2O C 氯 氨选择性催化还原法该法以木炭作为催化剂 温度在500C时反应 2NO Cl2 2NOCl2NOCl 4NH3 2NH4Cl 2N2 2H2O D 一氧化碳催化还原法该法以铜铝钒土作催化剂 在5380C反应 可同时除去SO22NO 2CO N2 2CO2SO2 2CO S 2CO2NO2 CO NO CO2 选择性非催化还原烟气脱硝技术 SNCR 选择性催化还原脱除NOx的运行成本主要受催化剂寿命的影响 一种不需要催化剂的选择性还原过程或许更加诱人 这就是选择性非催化还原 selectivenon catalyticreduction SNCR 脱除NOx技术 该技术是把含有NH3基的还原剂 喷入炉膛温度为800 1100 的区域 该还原剂迅速热分解成NH3并与烟气中的NOx进行SNCR反应生成N2 SNCR工艺流程示意图 过程化学 在炉膛900 1100oC这一狭窄的温度范围内 在无催化剂作用下 NH3或尿素等氨基还原剂可选择性地还原烟气中的NOx 基本上不与烟气中的O2作用 据此发展了SNCR法 过程化学 在900 l100oC范围内 NH3或尿素还原NOx的主要反应为 NH3为还原剂4NH3 4NO 02 4N2 6H2O尿素为还原剂 NH4 2CO 2NH3 CONH3 NO N2 H2OCO NO N2 CO2 过程化学 当温度更高时 NH3则会被氧化为NO 即4NH3 5O2 4NO 6H2O实验证明 低于900 C时 NH3的反应不完全 会造成所谓的 氨穿透 而温度过高 NH3氧化为NO的量增加 导致NOx排放浓度增大 所以 SNCR法的温度控制是至关重要的 2 吸收法 1 碱吸收法该法采用氢氧化钠溶液 30 或碳酸钠溶液 10 15 作吸收剂 当烟气中NO NO2 1时 吸收效率比NO仅有1 时高10倍 2NaOH NO NO2 NaNO2 H2O2NaOH NO2 NaNO3 NaNO2 H2ONa2CO3 NO NO2 2NaNO2 CO2Na2CO3 NO2 NaNO3 NaNO2 CO2这是一种较为成熟的方法 氮氧化物的吸收率为80 90 但碱耗量大 副产品用处也不大 2 硫酸吸收法第一步在氧化室进行 将废气与过量的NO2通入氧化室 NO2将SO2氧化成H2SO4 SO2 NO2 H2O H2SO4 NO第二步在清除室进行 将第一步清除SO2后的气体导入清除室与过量的NO2作用 再用硫酸溶液吸收 将已清除氮氧化物和SO2的气体排空 NO NO2 N2O3N2O3 2H2SO4 2NOHSO4 H2O 第三步在分解室进行 在分解室中通入空气 使亚硝酰硫酸分解2NOHSO4 1 2O2 H2O 2H2SO4 2NO2生成的硫酸再返回清除室使用 过量的NO2转入硝酸生成室第四步在硝酸生成室进行3NO2 H2O 2HNO3 NO过量的NO2及NO进行再循环 3 吸附法该法是利用吸附剂 活性炭 分子