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            環保技術與動態

            氣態污染物的控制途徑-有機廢氣處理方法
            來源: | 發布時間:2013-10-13 15:49:18 | 瀏覽次數:

              氣態污染物的控制途徑-有機廢氣處理方法
            改善大氣質量的根本方法是減少向氣中排放污染物的數量,根據我國燃料結構以及影響大氣質量的訂氣態污染物種類,可以采用如下途徑實際這種減少。

              一、采用低硫、低氮燃料

              大氣中的主要氣態污染物S02以及NOx,主要是通過燃料燃燒產生的。燃料中一般均含有可燃質、灰分、水分等成分,可燃質則是由C、H、0、N、S等元素的化合物所構成。不同燃料的組分構成不同,以含S量為例,通常It煤中含有5~50kg硫,而It石油中含有5~30kg硫。煤的品種不同,含硫量也不同,我國煤中含硫量高者可達IO%,而低硫煤含硫量只有0. 3%,平均約為1.72%。不同品種的油含硫量也不同,我國石油中含硫量低的只有0. 1%,高的可達l%。氣體燃料(天然氣、油田氣等)都屬于比較清潔的燃料,氣體燃料中的含硫量低,且其中的硫多以H2S狀態存在,易脫除,因而燃燒后廢氣中S02含量很少。氣體燃料燃燒時燃燒得很完全,因而N0。的生成量也很少。

              采用低硫、低氮燃料進行燃燒,可以有效地減少S02和NO。對大氣的污染,但低硫、低氮燃料來源有限且價格昂貴,氣體燃料供應也很緊張,因此此種途徑作用有限。

              二、燃料脫硫、脫氮

              由于天然的低硫燃料遠遠不能滿足改菩大氣質量的需要,因此采用把高硫燃料在燃燒前先脫去其中的硫分變為低硫燃料的方法,即燃料脫硫將日顯迫切。從長遠效果看,燃料脫硫將是控制大氣污染的一項根本性措施。廢氣處理設備國外對燃料脫硫問題進行了較多的研究工作。

              燃料脫硫主要是指重油脫硫和煤的脫硫。

              目前重油脫硫主要采用的是催化加氫的方法,即使重油中的有機硫化物在催化劑作用下與氫進行反應,將其中的硫轉化為H2S,然后再將HzS去除。由于重油除含硫量高以外,瀝青質和重金屬有機化合物的含量也很高,瀝青質在催化反應中易在催化劑上形成炭沉積,而重金屬化合物也會與氫反應被還原為金屬在催化劑上沉積,都會導致催化劑的活性降低。

              因而在重油脫硫中對催化劑的性能要求很高。廢氣處理設備目前有兩種主要脫硫工藝,即直接脫硫和間接脫硫。前者是對重油一步完成脫硫,要求催化劑必須能承受上述的苛刻條件;后者是先將重油進行減壓蒸餾,然后僅對餾出物進行加氫,對催化劑的要求則較低。目前重油脫硫的主要問題是脫硫率低而脫硫費用高。

              對煤的脫硫可通過煤的氣化和煤的液化等途徑來實現。煤的氣化是使煤與氧、水蒸氣、氫等在高溫高壓下進行反應,使其轉變為氣體燃料,這個過程可以在煤層中實現,即所謂煤層氣化;煤的液化則是在高濕高壓條件下進行加氫還原反應,使其生成石油狀液體燃料。煤的脫硫目前技術上可行,成本上也較樂觀,是很有希望的方法。

              作為燃料脫氮,目前技術上還不能實現,如重油中所含氮一般均在烴類化合物的環狀結構中,要求有效脫氮溫度極高,且效果不佳,故只能通過燃燒氣體燃料的方法減少NQ的排放。

              三、改善燃燒方法和燃燒條件

              目前,改進燃燒是控制NO:生成的最重要的手段。NO:主要來源于煤、重油、汽油等的高溫燃燒過程,由于空氣中含有N2和02,因此在燃燒過程中生成NO,是不可避免的,但燃燒條件不同,其生成量可以有很大的差別。

              根據燃料燃燒時NO:生成的機制,NO:的生成量與燃燒溫度、燃燒區氧氣濃度、燃燒氣體在燃燒高溫區的停留時間有關。燃燒溫度愈高,NOi生成量愈大,燃燒時,NO,開始生成的溫度大約為900℃,而當燃燒溫度達到1300℃時,NO:的生成量迅速增加;燃燒時氧氣濃度愈高,即過?諝庀禂涤,NO,生成量愈大;燃燒氣體在高溫區的停留時間愈長,NO。生成量愈大。為了控制和減少NO,的生成量,應盡可能采用低溫燃燒、低氧燃燒等方法。改進燃燒設備,也可減少NO。的生成,采用低氮氧化物燒嘴即可起到這個作用。

              采用改進燃燒、改進燃燒設備等廢氣處理設備及方法,可以減少燃燒過程中NO,排放量的50%~60%。由于目前除采用氣體燃燒外,尚無其他更有效的方法控制NO;的生成,因此這種方法就成了減少N0:生成的最重要的手段。

              四、高煙囪排放

              高煙囪一般是指高度超過200m的煙囪[3]。通過高煙囪將污染物排向相當高度的高空,利用大氣的擴散稀釋和自凈能力,使污染物向更廣泛的范圍內擴散,可以減輕對局部地區和對地面的污染。一艘講,在源強不變的情況下,接近地面的大氣中污染物濃度與煙囪的有效高度的平方成反比,因此煙囪的有效高度愈高,這種作用愈明顯,在使用集合式高煙囪時效果會更好。

              采用高煙囪排放,實質上是利用大氣的自凈能力(擴散、稀釋)控制氣態污染物的一種途徑。這種方法并未減少進入大氣環境的污染物總量,只是把氣態污染物擴散到更大范圍,稀釋到環境質量標準的限值之內(不超過允許的限制)。因此,使用這種方法要遵循兩條原則:一是要在環境容量允許的范圍之內;

              二是不能危害鄰區、鄰國的大氣環境,造成人體與生態損害。這個問題早在1972年即已引起人們的注意。在1972年6月召開的斯德哥爾摩人類環境會議上,瑞典的專家即做了題為“穿越國界的大氣污染(S02)”的報告。所以,在有機廢氣處理中采用高煙囪排放方式時要進行環境經濟評價,要注意合理利用大氣環境的自凈能力。

              五、排煙治理

              在上面的論述中主要涉及了燃料燃燒所排放的氣態污染物的控制途徑。實踐證明,在燃料燃燒過程中、工業生產過程中以及汽車尾氣排放的氣態污染物,在采取了各種措施削除、減少污染物的產生量之后,仍會有污染物排人大氣,這些污染物的排放量仍可能超過大氣環境質量標準所允許的限值。為使各污染源達標徘放并符合地區總量控制的要求,必須對燃燒廢氣、工藝生產尾氣、汽車尾氣進行治理,安裝凈化裝置和采用一定的凈化工藝進行凈化:當前,對有機廢氣處理控制來說,這種治理措施仍是保護大氣環境質量的重要環節,也是本文所要詳加論述的。

              參  考  文  獻

              [1]鋁廠含氟煙氣編寫組編寫.鋁廠含氟煙氣治理.北京:冶金工業出版社,1982
            [2]劉天齊.三廢處理工程技術手冊·廢氣卷.北京:化學工業出版社,1999.
            [3]  馬廣大.大氣污染控制技術手冊.北京:化學工業出版社,2010.

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