陶瓷废气处理工艺流程

2024-06-23

陶瓷废气处理工艺流程(精选6篇)

篇1:陶瓷废气处理工艺流程

陶瓷工业废气处理方法及技术简介

中国环保网产品中心整理

建筑卫生陶瓷工业废气的来源及特点建筑卫生陶瓷工业废气大致可分为两大类。第一大类是含生产性粉尘为主的工艺废气,这类废气温度一般不高,主要来源于坯料、釉料及色料制备中的破碎、筛分、造粒及喷雾干燥等;第二类为各种窑炉烧成设备在生产中产生的高温烟气,这些烟气中含有CO、S02、NOX、氟化物和烟尘等。这些废气排放量大,排放点多,粉尘中的游离Si02含量高,废气中的粉尘分散度高。这些废气中的粉尘基本上接近或属于超细粉尘,故在单级除尘系统中,惯性除尘器和中效旋风除尘器是不适用的,如需要采用旋风除尘器,就必须选用高效旋风除尘器。如果仅从粉尘的粒度来看,湿式除尘器、袋式除尘器以及电除尘器都是建筑卫生陶瓷工业废气净化系统较适合的除尘设备。但是,建筑卫生陶瓷工业就单一除尘系统而言,废气量不大,故从设备投资来说一般不采用电除尘器。

建筑卫生陶瓷工业废气的治理技术

1.坯料制备过程中废气除尘

(1)水力除尘该法是在坯料制备过程中,在硬质料破碎时,利用喷水装置喷水来捕集在破碎硬质料时产生的粉尘。它一方面减少了物料在破碎时粉尘的分散,可以通过喷雾捕集散发到空气中的粉尘;另一方面原料被水冲洗而提高了纯度,对提高产品的质量是有益的。

(2)机械除尘

①颚式破碎机的除尘系统颚式破碎机的除尘系统,可采用旋风除尘器、回转反吹扁袋除尘器。旋风除尘器的设备投资较少,系统的设计和安装都很简单,运行中除尘器的维修工作量少,收下来的料可直接回收利用,基本上无二次污染。袋式除尘器的投资较旋风除尘器高,维修工作量相对多一些,但由于此处废气中尘的浓度一般不是很高,因此过滤风速可选高一些,设备可相应小一些,设备的效率很高,并且除下来的物料也可就地回收利用,基本没有二次扬尘。

②雷蒙磨尾气的除尘系统雷蒙磨尾气除尘系统一般采用两级除尘系统。第一级采用旋风分离器,第二级再配置一级除尘器,如袋式除尘器或水浴除尘器。

③轮碾机的除尘系统。

(a)湿式轮碾机除尘系统可以采用干式或湿式除尘器。干式除尘器主要采用CZT型旋风分离器;湿式除尘器主要采用CCJ/A型冲激式除尘机组。此处废气中的粉尘浓度不是很高,因而不需连续排泥,只需定期清理,泥料可直接输入浆池,废水也很少。

(b)干式轮碾机除尘系统可以采用脉冲袋式除尘器。该方法收集的物料可直接回用④喷雾干燥塔尾气的除尘系统喷雾干燥塔尾气含尘的浓度一般很高,故目前至少两级除尘。第一级采用旋风分离器,它既作为除尘设备又作为收料设备;第二级可使用喷淋除尘器、泡沫式除尘器、文丘里除尘器或冲激式除尘器。

⑤粉料输送及其料仓系统的除尘系统在陶瓷地砖的生产中,在从雷蒙磨生产的细粉料的输送及卸入料仓贮存中,将产生大量的粉尘。故在成型设备处均需安装局部排风罩和除尘系统。

2.成型工艺过程废气治理技术

(1)手动摩擦压砖机的除尘系统一般最好两台或一台手动摩擦压砖机设置一台除尘系统。除尘设备可采用旋风分离器、CCI冲激式除尘机组、水浴除尘器和袋式除尘器等。但是,由于压砖机各产烟点产生的扬尘中粉尘的分散度很高,而其粉尘的浓度并不大,故旋风分离

器不太适用,实际工程中使用较少;CCI冲激式除尘机组使用的也不多,这是因为这种除尘器的单台处理风量较大,机组的阻力损失较大,并且常流水型的耗水量较大,会造成水的浪费和污染的转移。手动摩擦压砖机的除尘系统,较为多见的是采用水浴除尘器和袋式除尘器。

(2)自动压砖机的除尘系统自动压砖机的产量较大,粉尘排放点较多,且风量较大,故一般单台自动压砖机独立设置除尘系统是较为合理的。自动压砖机可采用脉冲袋式除尘器、冲激式除尘器。

(3)卫生陶瓷喷釉柜的除尘系统卫生陶瓷喷釉柜除尘系统的设置,都是单台喷釉柜碉立设置一除尘系统,这样便于不同的釉料分别回收利用。卫生陶瓷喷釉柜的除尘系统。目前多采用湿式除尘器,如水浴除尘器。

3.烧成废气的治理技术

(1)卫生陶瓷人窑前清灰粉尘的治理卫生陶瓷入窑前清灰通风除尘系统的除尘设备一般采用水浴除尘器。因为卫生陶瓷人窑前清灰产生的粉尘浓度一般仅有100mg/m3左右,故只需向除尘器中补充一定的水量,以保证其要求的恒定的水位,使其除尘效率保持稳定。除尘器除下的泥料量不大,只需定期清泥。

(2)窑炉煤烧烟气的治理为了减少窑炉废气的排放量,可将煤转化成煤气,再供给回瓷窑炉作为燃料;也可以在大的陶瓷基地建立集中的煤气发生站,向各陶瓷厂提供商品。此外,可在陶瓷厂烧煤隧道窑排烟采用袋式除尘器,以消烟除尘。

4.辅助材料制备加工过程废气的治理技术

(1)匣钵制备过程废气的治理匣钵制备过程中,坯料加工、成型和烧成各个环节干产生含尘废气。但由于半干压成型粉料的颗粒较粗,含水较高,产量小,故大多企业未采取废气控制措施。匣钵原料用颚式破碎机粗碎和轮碾机的粉碎时,产生大量的含尘废气。此污染源应设置密闭抽风净化系统。粉料筛分时,也产生含尘废气。应对筛子进行整体密闭并设置局部排风罩及除尘设备,除尘可采用干法或湿法,如袋式除尘器或水浴除尘器。

(2)半水石膏制备过程含尘废气治理①原料准备粉尘治理治理用颚式破碎机粗碎大块天然石膏时产生的粉尘,应在颚式破碎机加料口处设置外部吸尘罩,所集的含尘废气可单独集气处理,也可以和雷蒙磨尾气共用一个除尘系统。除尘设备可用袋式除尘器。

②半水石膏制备粉尘治理半水石膏制备时产生含湿量很大的石膏粉尘废气。该废气可采用干热风对除尘设备预热保温和作为反吹清灰的袋式除尘器进行净化。此外,可采用在较大颗粒状态下进行炒制脱水,以减少炒制过程中的粉尘。

(3)石膏制模含尘废气治理石膏制模含尘废气中的粉尘都是半水石膏粉料,它遇水会凝结硬化。故该粉尘采用干式除尘器较为合适。炒制后的粉尘粒度很小,约96%的粒度小于5μm,故除尘设备不宜采用旋风除尘器,可采用脉冲袋式除尘器。

篇2:陶瓷废气处理工艺流程

--东莞市紫科环保设备有限公司

处理工艺:

现阶段针对有机废气的处理工艺主要有:隔离法、燃烧法、吸收法、冷凝法、等离子低温催化氧化法、吸附法。

1、隔离法:是通过特种过滤材料,置放於废气外排过程,经机械隔离,从而达到治理效果。优点:对漆雾治理效率高,无技术要求,操作简单。缺点:不能有效去除有机物。

2、燃烧法:利用加热高温的方法,将有机废气直接燃烧处理,以达到废气净化的目的。优点:净化效率高,可达95%以上。

缺点:需要大量热能,如甲苯直接燃烧需8000°C左右,需要消耗大量能源,也易在高温下生成NOX等造成二次污染。

3、吸收法:利用吸收液与废气相互接触,使废气中的有害物质溶入吸收液中,从而使废气得以净化。吸收液另行处理。

优点:投资小,运行费用低,操作简单。

缺点:处理效率低,不稳定,净化效率不高,约为50%,难於达到相关环保要求,适合低浓度有机废气,有二次污染。

4、冷凝法:通过冷凝降温,当温度低于有害物质的凝结点时,气态的有害物质转化为液态,从空气中分离出来,从而净化。

优点:运行稳定,净化效率高。

缺点:投资较大,对环境及操作人员要求较高,且能耗过大,运行费用高。

5、等离子低温催化氧化法:等离子体是物质存在的除固态、液态、气态之外的第四种状态,具有宏观度内的电中性与高导电性。等离子体中含有大量的活性电子、离子、激发态粒子和光子等。这些活性粒子和气体分子碰掸的结果,产生大量的强氧化性自由基O·、OH·、HO2 和氧化性很强的O3;有机物分子受到高能电子碰撞,被激发及原子健断裂而形成小碎片基团或原子;O·、OH·、HO2、O3等与激发原子、有机物分子、基团、自由基等反应,最终使有机物分子氧化降解为CO、CO2和HO2。优点:广泛适用性,适合于处理低浓度(〈1~1000ppm〉)、剧毒剧臭的有害气体,弥补了其他技术无法处理的空白。以及操作简单。

缺点:单独的低温等离子体技术在处理有害气体时还是有其欠缺的地方,如不能完全彻底地把有害气体转化为无害气体,副产物较多;且在氧等离子体下产生大量的臭氧;能耗较高;脱除效率较低等。

6、吸附法:利用多孔性的活性炭、硅澡土、无烟煤等分子级的大表面剩余能,将有机气体分子吸附到其表面,从而净化。

优点:处理效率高(活性炭吸附可达99%以上),适用广泛,操作简单,投资费用低。

缺点:系统风压损失大,使得能耗较高,吸附剂的饱和点难掌握,吸附剂容量有限,运行费用较高。

处理工艺的选定:

综上所述,各种方法均有优缺点,一个优秀的处理工艺必需是集众所长,避其所短,必需高效、实用、低能耗、易操作。

紫外光触媒催化氧化除臭废气净化器

技术原理:(1)、利用特制波段(157 nm-189 nm)的高能紫外线光束照射有机废气和恶臭气体,快速裂解废气和恶臭气体的分子键,瞬间打开和改变其分子结构,破坏其核酸,产生一系列光解裂变反应,重新进行DNA分子排列组合,降解转变为低分子化学物,如CO2二氧化碳和H2O水分子等物质。(2)、利用特制波段(157 nm-189 nm)的高能紫外光波照射分解空气中的氧分子产生游离氧,即活性氧,因游离氧所携正负电子不平衡所以需与氧分子结合,进而产生臭氧);被紫外光波裂解后呈游离状态的污染物分子与臭氧氧化结合成小分子无害或低害的化合物。如CO2二氧化碳分子、H2O水分子 等。

(3)、利用特制的TiO2二氧化钛光触媒催化氧化过滤棉,在UV紫外光的照射下,产生光触催化反应,极大地提升和加强了紫外光波的能量聚变,在更加高能高效地裂解废气和恶臭气味分子的同时,催化产生更多的活性氧和臭氧,对废气和恶臭气味进行更彻底地催化氧化分解反应,使其降解转化成低分子化合物、水分子和二氧化碳,从而达到脱臭及杀灭细菌的目的。

(4)、高效除恶臭:能高效去除挥发性有机废气(VOCs)及各种恶臭气味,脱臭效率最高可达99%以上。

应用对象:

(1)适应范围广泛,对VOCs有机废气、非甲烷总烃、以及《国家恶臭污染控制标准》中规定的八大恶臭物质(氨、硫化氢、二硫化碳、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、三甲胺、苯乙烯)以及苯、甲苯、二甲苯等废气均能有效治理净化,特别适合处理各种恶臭废气、腐臭废气、喷漆废气、喷涂废气、电泳废气、电镀废气、印刷印染废气、生物制药废气、废水污水臭气废气、污泥臭气处理等。

(2)可以处理各种废气,包括不适合采用等离子处理的废气(比如喷漆废气、喷涂废气、化工废气、含汽油酒精废气、含天那水废气、油漆厂废气、化肥厂废气等),如果采用UV光解设备,安全性更高.UV光解除臭光触媒催化净化器系统运行维护

(1)本设备无机械动作,无噪音,运行安静;

(2)日常运行无需额外添加任何物料和添加剂之类的耗材参加物理或者化学反应;

篇3:喷漆废气处理与溶剂回收工艺

喷漆废气中漆雾颗粒微小、黏度大, 易粘附物质表面, 净化有机废气前必须去除漆雾。传统的漆雾去除方法一般采用水洗式喷漆室, 该方法净化效率低, 无法达到处理要求[1]。

几种常见的喷漆废气处理方式有活性炭吸附处理和催化燃烧处理。活性炭吸附处理的主要问题在于活性炭易于饱和, 同时由于活性炭阻力较大, 需要压头较高的风机。催化燃烧处理方式虽然在一定程度上解决了活性炭饱和问题, 但耗电量较高, 使用一段时间后, 催化剂会中毒同时燃烧时的能耗高, 能量没有回收造成浪费[2,3,4]。我们采用喷淋吸收的方法对喷漆废气进行处理, 取得了良好的处理效果和经济效益。

1 工艺路线

由于喷漆废气经水幕机洗涤后仍具有粘性并含有一定水分, 因此在吸收塔前增加除漆装置和脱水装置。除漆装置过滤材料由多层金属过滤网、焦炭等组成, 采用折板式结构, 过滤风速采用0.4m/s, 保证漆雾去除率达99%以上, 过滤片采用抽屉式结构, 便于装卸和清洗。脱水装置由折板、岩棉等组成, 过滤风速采用0.5m/s, 可有效去除废气中的水分。为了保证吸收处理的连续性, 除漆装置和脱水装置均采用一用一备。

经预处理后, 废气中的颗粒物和水分被脱除, 随后由风机送入喷淋塔中。喷淋塔中的气体由下向上运动, 吸收剂柴油由上而下喷淋。塔内设置了填料, 使得气体和柴油充分接触。气体中的甲苯等有机物溶解在柴油中, 经吸收后的气体在塔顶经气液分离器进一步分离气体中夹带的柴油后, 气体达标排放, 柴油作为吸收剂循环使用。

2 工程处理效果

我们采用该工艺对厦门某运动器材企业的喷漆废气进行了处理。风机风量为20000m3/min, 喷淋塔高度20m, 直径6m。经测定, 车间内三苯类有机物含量为250mg/m3~600mg/m3, 处理后的三苯类有机物总浓度低于1 0 0 m g/m 3, 达到国家规定排放标准。设备调试期共2 7天, 每天检测三次进口及出口处的三苯有机物总含量, 取平均值作为当天的进口和出口有机物浓度。将取得的数据作图, 如图2所示。

由图2可以看出, 尽管进口的有机物浓度变化较大, 但经过吸收处理后, 出口的三苯类有机物浓度始终低于100mg/m3。

3 工艺新颖点

3.1 系统吸收功能强, 安全稳定

系统通过喷淋方式进行气液接触, 效率高, 运行稳定。相比于传统催化燃烧方式, 更安全可靠。

3.2 吸收剂循环利用, 有机溶剂回收。

2000年, 全国工业废气排放总量138145亿标立米, 其中燃料燃烧废气占59.3%, 生产工艺废气占40.7%。大量的有机废气都是石油类衍生产品, 生产、合成有机溶剂需要消耗能源与石油原料。随着石油价格的上浮, 各种有机溶剂也必然随之上涨。采取合理的技术方法与手段从有机废气中回收有机溶剂, 并使其重复利用将创造巨大价值。通过吸收剂的循环利用, 系统运行成本低, 同时在循环使用吸收剂的同时, 废气中的三苯类物质溶解于吸收剂中。吸收剂一般三个月更换一次, 更换的吸收剂可以用于柴油机等燃油设备。这等于是将原废气中的污染物转变为燃油, 因此具有一定的经济效益。

4 工程中需要注意的问题

4.1 风机风量和风压

选择适当的风机可以有效的对气体进行收集, 风量过小无法达到收集气体的目的, 过大则产生浪费。风压不能过高, 否则会把吸收剂从出口带走。

4.2 喷淋系统和填料

均匀地分布吸收剂是保证吸收效率的重要前提, 喷淋系统必须能够保证液体的均匀分布。填料的作用有两个方面, 一方面是提高阻力, 使气体的流速减缓;另一方面是增加吸收剂和气体接触的面积, 以利于气液充分接触, 提高对三苯类有机物的吸收效率。

4.3 气液分离器

在喷淋塔内需要采用气液分离器, 它能够在末端将排放气体中夹带的少量柴油分离并回收到系统内部, 使得出口的气体中有机物含量不超过国家标准。

5 结语

经过工业应用, 我们得出以下结论:采用吸收法可以将喷漆废气处理到达标排放;吸收法具有安全、低成本、易于实施等特点;通过吸收可以使废气中的三苯类有机物转化为燃油, 达到循环经济和废物资源化的目的。

参考文献

[1]张禾.喷漆废气废漆渣的估算及处理措施[J].汽车工艺与材料, 2006, 11:28~32.

[2]胡信民.喷漆过程中废气的吸附与催化燃烧[J].科技资讯, 2006, 10:29~30.

[3]欧海峰.吸附-催化燃烧法处理喷漆废气实例[J].环境科学与技术, 2006, 4:93~94.

篇4:陶瓷废气处理工艺流程

【关键词】处理规模;排放标准;处理工艺;运行成本

1.废气处理规模及排放标准

处理规模20000m3/h,排放标准执行《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)中二级排放标准如下:

处理前废气浓度和排放准

2.处理工艺

本文采用工艺为生物氧化技术,是利用微生物和污染气体接触,当气体经过生物表面时被特定微生物捕获并消化掉,从而使有毒有害污染物得到去除的一种污染气体治理技术。

2.1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反应阶段

2.2.1污染物质的溶解过程

污染物与水或固相表面的水膜接触,污染物溶于水中成为液相中的分子或离子,即污染物质由气相转移到液相,相平衡过程遵循享利 定律。

2.2.2污染物质的吸附、吸收过程

水溶液中污染成分被微生物吸附、吸收,污染成分从水中转移至微生物体内。作为吸收剂的水被再生复原,继而再用以溶解新的废气成分。被吸附的有机物经过生物转化,即通过微生物胞外酶对不溶性和胶体状有机物的溶解作用后,才能相继的被微生物摄入体内。如淀粉、蛋白质等大分子有机物在微生物细胞外酶(水解酶)的作用下,被水解为小分子后再进入细胞体内。

2.2.3污染物质的生物降解过程

进入微生物细胞的污染成分作为微生物生命活动的能源或养分被分解和利用,从而使污染物得以去除。具体转化过程如下:

进入微生物细胞体内的有机物,在各种细胞外酶(如脱氢酶、氧化酶等)的催化作用下,微生物对其进行氧化分解,同时进行合成代谢产生新的微生物细胞。一部分有机物通过氧化分解最终转化为H2O和CO2等稳定的无机物质,并从中获取合成新细胞物质(原生质)所需要的能量。

2.3工艺流程

生产过程中产生臭气不具有燃烧价值,针对其浓度高,成分复杂的特点,采用“喷淋+生物除臭床+强化吸附复合塔”的组合工艺。其工艺流程框图如下:

车间废气收集后的废气先经过喷淋塔进行预处理,喷淋塔中装有填料,以保证气相与液相的充分接触,降低废气中污染物的浓度,为后续的生化处理提供良好条件。经喷淋洗涤后的臭气进入生物氧化塔,废气中的污染物与水或固相表面的水膜接触,污染物溶于水中成为液相中的分子或离子,水溶液中污染成分被微生物吸附、吸收,污染成分从水中转移至微生物体内。作为吸收剂的水被再生复原,继而再用以溶解新的废气成分。被吸附的有机物经过生物转化为无害物质。

3.处理单元参数

3.1喷淋增湿器

设置功能:使收集的废气增加湿度,以利后续生化降解。

数量:3套。

结构尺寸:D800mm×6.0m(D×H)

主要材质:丙烯

主要设备:配备喷淋泵,3台,P=3kW,复合防腐

离心风机,3台,8500m3/h,1.1KPa,N=4kW

3.2生物除臭床

设置功能:使收集到的废气在适宜的条件下通过长满微生物的固体载体(填料),气味物质先被填料吸收,然后被填料上的微生物氧化分解,完成废气的除臭过程。

结构尺寸:9.0m×3.0m×3.0m

结构形式:玻璃钢

数 量:3座

设 备:配备喷淋泵,6台,P=3kW,钢制防腐

3.3排气筒

设置功能:将处理后的气体进行集中高空排放。

结构尺寸:0.5m(D)×8m(H)

数 量:3套

主要材质:丙烯

4.运行成本分析

4.1废气处理系统设备能耗

4.1.1提升泵

数量6台,单套功率1.5KW,总功率9KW。

使用功率KW(每天)(功率×台数×运行时间×效率):1.5×3×16×80%=172.8KWH

4.1.2风机

数量3台,单套功率4.0KW,总功率12KW。

使用功率KW(每天)(功率×台数×运行时间×效率):4×3×16×80%=153.6KWH

总使用功率:326.4 KWH

4.2运行费用分析

4.2.1人工费用

废气处理系统由车间工作人员操作,人工费记入生产运行费用中,在废气处理站中不另设专职人员。

4.2.2耗电费用

本废气处理系统耗电按每0.70元/KW·H计,则每天运行费用:0.70×326.4=228.48元/天

4.2.3能源费用

营养液和碱液费用约为150元/天

折合每天废气处理成本:378.48元/天(不含冬季加温费用)

【参考文献】

[1]郝吉明,马广大.大气污染控制工程.2002.8.1.

篇5:陶瓷废气处理工艺流程

水吸收法

原理:利用臭气中某些物质易溶于水的特性,使臭气成分直接与水接触,从而溶解于水达到脱臭目的。适用范围:水溶性、有组织排放源的恶臭气体。优点:工艺简单,管理方便,设备运转费用低 产生二次污染,需对洗涤液进行处理。缺点:净化效率低,应与其他技术联合使用,对硫醇,脂肪酸等处理效果差。

曝气式活性污泥脱臭法

原理:将恶臭物质以曝气形式分散到含活性污泥的混和液中,通过悬浮生长的微生物降解恶臭物质 适用范围广。

多介质催化氧化工艺

原理:反应塔内装填特制的固态填料,填料内部复配多介质催化剂。当恶臭气体在引风机的作用下穿过填料层,与通过特制喷嘴呈发散雾状喷出的液相复配氧化剂在固相填料表面充分接触,并在多介质催化剂的催化作用下,恶臭气体中的污染因子被充分分解。适用范围:适用范围广,尤其适用于处理大气量、中高浓度的废气,对疏水性污染物质有很好的去除率。优点:占地小,投资低,运行成本低;管理方便,即开即用。缺点:耐冲击负荷,不易污染物浓度及温度变化影响,需消耗一定量的药剂。

低温等离子体

低温等离子体是继固态、液态、气态之后的物质第四态,当外加电压达到气体的着火电压时,气体分子被击穿,产生包括电子、各种离子、原子和自由基在内的混合体。放电过程中虽然电子温度很高,但重粒子温度很低,整个体系呈现低温状态,所以称为低温等离子体。低温等离子体降解污染物是利用这些高能电子、自由基等活性粒子和废气中的污染物作用,使污染物分子在极短的时间内发生分解,并发生后续的各种反应以达到降解污染物的目的。

低温等离子体空气净化设备能够显著治理的污染有:VOC、恶臭气体、异味气体、油烟、粉尘,也可用于消毒杀菌。低温等离子体技术是一种全新的净化过程,不需要任何添加剂、不产生废水、废渣,不会导致二次污染。

稀释扩散法

原理:将有臭味地气体通过烟囱排至大气,或用无臭空气稀释,降低恶臭物质浓度以减少臭味。适用范围:适用于处理中、低浓度的有组织排放的恶臭气体。优点:费用低、设备简单。缺点:易受气象条件限制,恶臭物质依然存在。

篇6:吸收法废气处理综述

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。

二、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。

(一)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。1.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:

(1)能够有选择性地吸收硫化氢

(2)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:

(1)H2S 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 100 mg / 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 1 000 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。1 实验 1. 1 原料

过氧化氢(H2 O2): 工业级,临沂蒙阳化工有限公司产;氢氧化钠(NaOH): 工业级,沧州宏达化工制品厂产;次氯酸钠(NaClO): 工业级,连云港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

废气采样使用的是青岛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 50 mL 的 0. 1 mol / L 的氢氧化钠溶液,采样时间为 30 min。取吸收瓶中的液体 10 mL,移入锥形瓶中,然后再加入 40 mL 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。2 结果与讨论 2. 1 NaOH 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. 7 mg / m,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 4 h 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 Na2 CO3,消耗了部分NaOH,使吸收液 pH 值降低较快。

32. 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 300 kg 后,HCN 浓度降到20 mg / 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 240 min 时,废气中 HCN 浓度降到10 mg / m3 左右。因此,NaClO 氧化吸收 HCN 需要较长的时间。

2. 3 H2 O2 吸收液

H2 O2 氧化法适合处理低浓度含氰废水。H2 O2 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 H2 O2 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H2 O2 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 60 kg / h 时,排放浓度就能达到排放标准。H2 O2 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 H2 O2 吸收液是发生氧化还原反应。

从表 3 可以看出,总投料量为 60 kg / 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 H2 O2 总投料量为 36 kg / 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. 1 mg / m3 以下,节省了原料,提高了吸收效率。3 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 ~ 200 mg / 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 H2 O2 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 60 kg / h 时,处理后的废气就可达到排放标准。吸收塔级数由二级增加到四级后,H2 O2 吸收剂用量显著减少,废气处理后HCN 浓度更低。

参考文献

【1】废气处理工艺流程选择及其应用; 【2】废气中硫化氢的处理方法介绍; 【3】复方液吸收法处理低浓度苯类废气;

【4】化学吸收法处理PAN纤维预氧化含氰废气-席玉松; 【5】硫化氢废气净化新技术;

【6】溶剂吸收法在鞋业-三苯-废气治理中应用; 【7】乳化液吸收法处理含苯-甲苯和二甲苯废气的研究; 【8】填料塔处理废气实验报告-谢太平; 【9】硝酸尾气处理方法;

【10】液碱吸收法处理硫化氢废气;

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