吸收法废气处理综述

./吸收法废气处理综述姓名：xxxxxx班级：xxxxxxxxx1301班学号：x4xxxxxxxxxx日期：xxxxxxxxxxxxxxxxxx吸收法废气处理摘要吸收法处理是利用液态吸收剂处理气体混合物以除去其中某一种或几种气体的过程。在这过程中会发生某些气体在溶液中溶解的物理作用,这是物理吸收。也有气液中化学物质之间发生化学反应,这是化学吸收。吸收作用常用于气体污染物的处理与回收中文名吸收法处理含义利用液态吸收剂处理气体混合物特点某些气体在溶液中溶解的物理作用作用吸收脱除硫化氢、氰化氢一、基本内容吸收法处理是利用液态吸收剂处理气体混合物以除去其中某一种或几种气体的过程。在这过程中会发生某些气体在溶液中溶解的物理作用,这是物理吸收。也有气液中化学物质之间发生化学反应,这是化学吸收。吸收作用常用于气体污染物的处理与回收,如用石灰乳液吸收烟气中的二氧化硫,生成石膏；用碱性溶液或稀硝酸吸收硝酸厂尾气中的氮氧化物,回收再用；还有用碳酸钠等碱性溶液吸收硫化氢。我国研究成功的APS法以苦味酸为催化剂,以煤气中的氨为吸收剂,可同时吸收脱除硫化氢、氰化氢,效率较高。吸收法还广泛作为有机废气的预处理,如除尘、除油雾、除水溶性组成,为进一步净化做准备。关于废气中硫化氢的处理方法介绍硫化氢是高度刺激性和腐蚀性的有害气体,通常很低浓度的硫化氢即可对人身健康和自然界造成严重的危害。现实中硫化氢废气主要来自石油化工、天然气、冶金、硫酸制造和矿物加工等行业,也有报道称污水处理厂的活性污泥厌氧发酵[以及地理沉积处由于硫酸盐的热力化学还原<TSR>都会产生硫化氢气体。我国对环境大气、车间空气及工业废气中硫化氢浓度已有严格规定[3],对其进行达标处理是相关行业不可推卸的责任。随着环保意识的逐渐增强,人们越来越关注周围生计环境的质量。工业排放的废气中所含的硫化氢气体,能够导致设备管道的腐蚀、催化剂的中毒、生产工艺条件恶化,并会造成相当严重的环境污染,乃至损害人类生计。因此,必须对排放的H2S气体进行处理。而硫磺在动力、化工、医药、农业等方面都是应用广泛的化工原料。因此,处理硫化氢废气,使硫化氢气体变废为宝,在实践生产中具有非常重要的实践意义。国内外硫化氢废气处理的方法总结这些年,关于H2S气体的净化方法研讨越来越活跃。依据各自的特点,可把硫化氢废气的净化方法分为：吸收法,物理溶剂吸收法、化学溶剂吸收法；吸附法,可再生的吸附法、不可再生的吸附法；氧化法,干法氧化法、湿法氧化法；生物法等。近年处理硫化氢的新技术主要有:生物法、氧化法、联合工艺净化法和其它新技术。〔二吸收法吸收法包含：物理吸收和化学吸收法。物理吸收法物理吸收法通常情况下是选用有机溶剂作为硫化氢的吸收剂,有机溶剂有两大优点：能够有选择性地吸收硫化氢加压吸收后只需降压即可解吸。物理吸收法流程简单,通常情况下只需吸收塔,常压闪蒸罐和循环泵,不需外加蒸汽和外加其他热源。物理吸收法对溶剂的要求：〔1H2S在溶剂中的的溶解度要比在水中溶解度高数倍,而烃类、氢气在溶剂中的溶解度比它们在水中的溶解度低〔2该溶剂的蒸汽压要求尽量的低,防止其溶剂的挥发而造成溶剂的丢失〔3该溶剂须具有很低的粘度和吸湿性〔4该溶剂对金属没有腐蚀〔5溶剂的成本相对较低。目前有机溶剂物理吸收H2S的技术有很多,运用的吸收剂有磷酸三定酷<埃斯塔索尔法>、N-甲基-2-砒咯烷酮<普里索尔法>、碳酸丙烯酷<福洛尔法>、甲醇<勒克梯索尔法>等。2.化学吸收法化学吸收发法是将被吸收的气体导入吸收剂中使被吸收的气体中的一个多个组分在吸收剂中发生化学反应的吸收进程。硫化氢溶于水后,水溶液呈酸性,并且考虑到吸收液的再生问题,因此可以选用具有缓冲效果的强碱弱酸盐溶液处理硫化氢废气,如酚盐、磷酸盐、硼酸盐、氨基酸盐等,这些溶液的PH值大多在9~11之间。除此之外,还可选用一些弱碱,如二甘醇胺、乙醇胺类、氨、二甘油胺、二乙丙醇胺等水溶液作吸收剂来吸收含H2S气体的废气。化学吸收的溶剂通常是在常压加热下再生,化学溶剂对H2S的吸收率比物理溶剂高。三、化学吸收法处理PAN纤维预氧化含氰废气在聚丙烯腈<PAN>原丝的预氧化过程中,伴随着物理、化学结构的转化,会有大量的挥发性有机小分子产物产生,如氰化氢<HCN>、氨气<NH3>、一氧化碳<CO>以及甲烷<CH4>等。其中HCN的毒害最大,连续化碳纤维生产过程中HCN的浓度高达100mg/m3,有效处理预氧化阶段的含氰废气具有重要的意义。目前,关于预氧化阶段含氰废气治理方面的文献主要以综述类为主治理工艺方法主要有化学吸收法、浸渍活性炭吸附法和焚烧法,而工业化应用的主要是焚烧法。焚烧法处理需采用燃料助燃或催化燃烧,催化焚烧所需的催化剂是稀有金属材料铂或铑,设备投资大。国外预氧化废气通常采用的是蓄热陶瓷焚烧法,利用蓄热陶瓷的蓄热性能可以减少燃料的耗用量,但设备操作复杂,设备投资一般在1000万元以上。化学吸收法工艺简单、成本低、技术成熟、去除效率高,辅助有效的含氰废液处理方法,能达到较好的治理效果。实验1．1原料过氧化氢<H2O2>:工业级,XX蒙阳化工有限公司产;氢氧化钠<NaOH>:工业级,XX宏达化工制品厂产;次氯酸钠<NaClO>:工业级,XX永润化工有限公司产。1．2 喷淋吸收塔处理含氰废气喷淋吸收塔为玻璃钢吸收塔,塔内气体通过风机由下向上送入。吸收液由耐腐泵打入塔顶,塔内特有的布液装置使吸收液均匀向下喷淋,形成逆流吸收。气体采用不同的吸收液吸收,吸收后的气体经塔内除雾段后,经烟筒排入大气。玻璃钢吸收塔采用阻燃性乙烯基不饱和树脂为基体,以玻璃纤维为增强材料,通过数道生产工艺制作而成,外部采用耐老化阻燃型聚酯树脂。玻璃钢吸收塔由上塔体、筒体、循环液槽组成,塔内有两层填料,一层斜波纹板,二层阶梯环,具有较大的气液接触表面积,传质效率高。为进一步提高吸收效率,通常采用多级吸收,吸收塔处理含氰废气的工艺流程如图1所示。1．3 分析与测试废气采样使用的是XX崂山应用技术研究所的崂应3072型智能双回路烟气采样器,采样介质是50mL的0．1mol/L的氢氧化钠溶液,采样时间为30min。取吸收瓶中的液体10mL,移入锥形瓶中,然后再加入40mL水,待滴定。根据硝酸银滴定法<GB/T7486—1987>进行滴定测试。吸收塔内溶液的pH值采用在线测定。结果与讨论2．1NaOH溶液采用NaOH溶液吸收废气中的HCN气体,反应为酸碱中和反应,产生的氰化钠<NaCN>可以制成30%的液体或者经过蒸发、结晶、干燥、成型、包装等工序制成95%～98%的固体NaCN。NaOH溶液吸收效果见表1。在实验过程中通过调节一级吸收塔内NaOH的加入量,逐步调高一级吸收塔内溶液的pH值,而保证二级吸收塔内部溶液pH值相对稳定。从表1可看出:随一级吸收塔内pH值的升高,处理后排出的气体中HCN浓度逐渐降低,这说明吸收效率逐步提高。当一级吸收塔内pH值为12．0时,处理后排出的气体中HCN的浓度为10．7mg/m3,吸收效率大约为90%。二级吸收塔排出气体中HCN的浓度随进塔气体中HCN浓度的降低而降低,在塔内溶液pH值相对稳定的情况下,吸收效率也稳定在90%左右。由5#实验可以看出,当塔内溶液pH值大于12．0时,HCN吸收效率增加缓慢。由此可认为每一级吸收塔的吸收效率最大可达到90%左右,若想废气达标排放,吸收塔至少需要两级。从表2可以看出,在NaOH吸收液循环使用的起始阶段,溶液的pH值降低速度较快,随时间的推移吸收液的pH值降速趋缓。在投料4h后,吸收液的pH值维持在约9．0,吸收效果变得很差。这是因为预氧化阶段热裂解废气中含有部分CO2,CO2与NaOH反应生产Na2CO3,消耗了部分NaOH,使吸收液pH值降低较快。2．2 NaClO溶液NaClO在水<pH值小于9．5>中可以分解为NaOH和次氯酸<HClO>,利用HClO的强氧化性以及溶液的碱性环境,可将HCN转化为无毒的氰酸<HCNO>,HCNO在次氯酸盐的作用下进一步分解为碳酸盐和N2。从图2可以看出,随NaClO投料量的增加,废气中HCN的浓度逐渐降低,但降低的速度逐渐放缓。当投料量达到300kg后,HCN浓度降到20mg/m3。由此可见,NaClO具有一定的氧化吸收效果,但需要的量较大,吸收HCN的效果不是很理想。从图3可见,随处理时间的延长,处理后废气中HCN浓度逐渐降低,但降低速度逐渐放缓。当处理时间达到240min时,废气中HCN浓度降到10mg/m3左右。因此,NaClO氧化吸收HCN需要较长的时间。2．3 H2O2吸收液H2O2氧化法适合处理低浓度含氰废水。H2O2在碱性环境<pH值为10．0～11．0>、有催化剂的条件下氧化氰化物,生成CNO－,NH4+等无毒物质。为延缓H2O2分解,吸收液中可加入稳定剂。从图4可知,排放废气中HCN浓度与H2O2总加入量有密切关系,随加入量的增加,排放浓度逐渐降低,当总投料量达到60kg/h时,排放浓度就能达到排放标准。H2O2总投料量与HCN排放浓度基本呈线性关系,与NaOH投料量有明显区别。这主要是二者吸收HCN的原理不同,NaOH吸收液是发生酸碱中和反应,而H2O2吸收液是发生氧化还原反应。从表3可以看出,总投料量为60kg/h时,实验8#和实验9#中最终HCN处理浓度比实验7#的明显要高。这主要是因为一级塔的进气浓度较高,需要相对多的吸收液来吸收,而进二级塔时HCN的浓度已经下降许多,所需的投料量相对较少。而实验6#中,一级塔的投料量增加,排放浓度也明显降低,但由于二级塔的投料量较少,所以吸收效果反而不如实验7#。针对吸收塔级数,进行了设备改造,由两级吸收塔改为四级吸收塔。经过实验摸索当四级吸收塔H2O2总投料量为36kg/h时,四级吸收塔的投料比为10∶10∶8∶8时,处理后排出气体中HCN的浓度可达到0．1mg/m3以下,节省了原料,提高了吸收效率。结论a．采用NaOH溶液作为吸收剂,每级喷淋吸收塔的吸收效率大约在90%,所以处理HCN浓度为100～200mg/m3的废气至少需要两级吸收塔。由于预氧化废气中含有部分CO2,在一定程度上会影响吸收效果。吸收得到的NaCN溶液,经浓缩处理后作为副产物出售。b．NaClO溶液的吸收效果受处理时间影响,需要相对较长的处理时间,所以在现有设备上的吸收效果不太理想。c．以H2O2作为吸收剂,采用喷淋吸收塔方式处理预氧化阶段的含氰废气,具有操作简单,处理效果良好,运行及维护成本低等优点。采用两级吸收塔,当投料量达到60kg/h时,处理后的废气就可达到排放标准。吸收塔级数由二级