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              氣態污染物治理方法有哪些?各自優缺點介紹

              環保領域專家
              • 格林斯達環保
              • 擅長:廢氣處理工藝技術、污水治理工藝技術,專注環保領域13年

              氣態污染物種類繁多,特性各異,因此應采用的治理方法也各不相同,常用的有:吸收法、吸附法、催化法、燃燒法、冷凝法等。

               

              吸收法

              吸收法是分離、凈化氣體混合物z重要的方法之一,在氣態污染治理工程中,被廣泛用于治理SO2、NOx、氟化物、氯化物等廢氣。

              (1)吸收基本原理

              當采用的某種液體處理氣體混合物時,在氣-液相的接觸過程中,氣體混合物中的不同組分在同一種液體中的溶解度不同,氣體中的一種或數種溶解度大的組分將進入到液相中,從而使氣相中各組分相對濃度發生了改變,即混合氣體得到分離凈化,這個過程稱為吸收。用吸收法治理氣態污染物即是用適當的液體作為吸收劑,使含有有害組分的廢氣與其接觸,使這些有害組分溶于吸收劑中,氣體得到凈化。

              在用吸收法治理氣態污染物的過程中,依據吸收質(被吸收的組分)與吸收劑是否發生化學反應,而將其分為物理吸收與化學吸收。前者在吸收過程中進行的是純物理溶解過程,如用水吸收CO2或吸收SO2等;而后者在吸收中常伴有明顯的化學反應發生,如用堿液吸收CO2,用酸溶液吸收氨等?;瘜W反應的存在增大了吸收的傳質系數和吸收推動力,加大了吸收速率,因而在處理以氣量大,有害組分濃度低位特點的各種廢氣時,化學吸收的效果要比物理吸收效果好得多,因此在用吸收法治理氣態污染物時,多采用化學吸收法進行。

              (2)吸收流程

              根據吸收劑與廢氣在吸收設備內的流動方向,可將吸收工藝分為:

              1. 逆流操作 即在吸收設備中,被吸收氣體由下向上流動,而吸收劑則由上向下流動,在氣、液逆向流動的接觸中完成傳質過程;
              2. 并流操作 被吸收氣體與吸收劑同時由吸收設備的上部向下部同向流動。
              3. 錯流操作 被吸收氣體與吸收劑呈交叉方向流動。

              在實際的吸收工藝中,一般均采用逆流操作。吸收流程不知可分為循環過程與非循環過程兩種。

              (3)常用吸收設備

              目前工業上常用的吸收設備主要有三大類。

              1. 表面吸收器 凡能使氣液兩相在固定接觸表面上進行吸收操作的設備均稱為表面吸收器。屬于這種類型的設備有水平表面吸收器、液膜吸收器以及調料塔等。在氣態污染物治理中應用z普遍的是調料塔,特別是逆流填料塔。由于在這種類型的塔中,廢氣在沿塔上升的同時,污染物濃度逐漸下降,而塔頂噴淋的總是較為新鮮的吸收液,因而吸收傳質的平均推動力z大,吸收效果好。
              2. 鼓泡式吸收器 在這類吸收器內都有液相連續的鼓泡層,分散的氣泡在穿過鼓泡層時有害組分被吸收。屬于這一類型的設備有鼓泡塔和各種板式吸收塔。在氣態污染物治理中應用較多的是鼓泡塔和篩板塔。
              3. 噴灑式吸收器 這類吸收器是用噴嘴將液體噴射稱為許多細小的液滴,或用高速氣流的挾帶將液體分散為細小的液滴,以增大氣-液相的接觸面積,完成物質的傳遞。比較典型的設備是空心噴灑吸收器和文丘里吸收器。

              設備結構簡單,造價低廉,氣體通過的阻力很小,并可吸收含有粘污物及顆粒物的氣體,但其吸收效率很低,因此應用受到極大限制。

              (4)吸收法特點

              采用吸收法治理氣態污染物具有工藝成熟、設備簡單,一次性投資低等特點,而且只要選擇到適宜的吸收劑,對所需凈化組分可以具有很高的捕集效率。此外,含塵含濕含粘污物的廢氣也可同時處理,因而應用范圍廣泛。但由于吸收是將氣體中的有害物質轉移到了液體中,這些物質中有些還具有回收價值,因此對吸收液必須進行處理,否則將導致資源的浪費或引起二次污染。

               

              吸附法

              吸附:吸附是一種固體表面現象。它是利用多孔性固體吸附劑處理氣態污染物,使其中的一種或幾種組分,在固體吸附劑表面,在分子引力或化學鍵力的作用下,被吸附在固體表面,從而達到分離的目的。常用的固體吸附劑有焦炭和活性炭等,其中應用z為廣泛的是活性炭。

              (1)吸附基本原理

              由于固體表面上存在著未平衡和未飽和的分子引力或化學鍵力,因此當此固體表面與氣體接觸時,就能吸引氣體分子,使其濃集并保持在固體表面,這種現象稱為吸附。用吸附法治理氣態污染物就是利用固體表面的這種性質,使廢氣與表面的多孔性固體物質相接觸,廢氣中的污染物被吸附在固體表面上,使其與氣體混合物分離,達到凈化目的。

              吸附過程是可逆過程,在吸附組分被吸附的同時,部分已被吸附的組分可因分子熱運動而脫離固體表面回到大氣中去,這種現象稱為脫附。當吸附速度與脫附速度相等時,達到吸附平衡。平衡時,吸附的表面過程停止,吸附劑喪失了繼續吸附的能力。在吸附過程接近或達到平衡時,為了恢復吸附劑的吸附能力,需采用一定的方法使吸附組分從吸附劑上解脫下來,謂之吸附劑的再生。吸附法治理氣態污染物應包括吸附劑吸附劑再生的全部過程。

              根據氣體分子與固體表面分子作用力不同,吸附可分為物理吸附和化學吸附。前者是分子間力作用的結果,后者則是分子間形成化學鍵的結果,當前的吸附治理大多應用的是物理吸附。

              (2)吸附流程

              實用的吸附流程有多種形式,可依據生產過程的需要進行選擇:

              1. 間歇式流程 一般均由單個吸附器組成,只用于廢氣間歇排放,且排氣量較小,排氣濃度較低的情況下。吸附飽和后的吸附劑需要再生。當間歇排氣的間隔時間大于再生所用時間,可在原吸附器內進行吸附劑的再生;當排氣間歇時間小于再生所用時間時,可將器內吸附劑更換,失效吸附劑集中再生。
              2. 半連續式流程 此種流程可用于處理間歇排氣也可用于連續排氣的場合,是應用z普遍的一種吸附流程。
              3. 連續式流程 應用于連續排出廢氣的場合,流程一般均由連續操作的流化床吸附器,移動床吸附器等組成。流程特點是在吸附操作進行的同時,不斷有吸附劑移除床外進行再生,并不斷有新鮮吸附劑或再生吸附劑補充到床內,即吸附與吸附劑的再生是不間斷的同時進行。

              (3)常用吸附設備

              在采用吸附法治理氣態污染物時,z常用的設備是固定床吸附器。其他的吸附器形式還有流化床吸附器、移動床吸附器和旋轉式吸附器。由于這些設備結構復雜、操作要求高或由于工藝不夠成熟,目前在廢氣治理中應用較少。

              (4)吸附法特點

              1. 吸附凈化法的凈化效率高,特別是對低濃度氣體仍具有很強的凈化能力,若單純就凈化能力而言,只要吸附劑有足夠的用量,那么可以達到任何要求的凈化程度。因此吸附法特別適用于排放標準要求嚴格或有害物濃度低,用其他方法達不到凈化要求的氣體的凈化,常作為深度凈化手段或z終控制手段。
              2. 吸附劑在使用一段時間后,吸附能力會明顯下降乃z喪失,因此要不斷的對失效吸附劑進行再生。通過再生,可以使吸附劑重復使用,降低吸附費用;還可以回收有用物質。但再生需要有專門的設備和系統供應蒸汽、熱空氣等再生介質

              使設備費用和操作費用大幅度增加,并且使整個吸附操作繁雜,因此這是限制吸附法更廣泛使用的一個主要原因。為了不使再生過程過于頻繁,對高濃度氣的凈化不宜采用吸附法。


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