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废气污染

一、废气污染:

废气是指人类在生产和生活过程中排出的有毒有害的气体。特别是化工厂、钢铁厂、制药厂以及炼焦厂和炼油厂等,排放的废气气味大,严重污染环境和影响人体健康。

废气中含有污染物种类很多,其物理和化学性质非常复杂,毒性也不尽相同。燃料燃烧排出的废气中含有二氧化硫、氮氧化物(NOx)、碳氢化合物等;因工业生产所用原料和工艺不同,而排放各种不同的有害气体和固体废物,含有各种组分如重金属、盐类、放射性物质;汽车排放的尾气含有铅、苯和酚等碳氢化合物。废气污染大气环境是世界最普遍最严重的环境问题之一。中国《环境保护法》已对各类厂矿的废气排放标准,作了明确的规定。某些废气回收后再加工又成为可利用产品。

各类生产企业排放的工业废气是大气污染物的重要来源。大量工业废气如果未经处理达标后排入大气,必然使大气环境质量下降,给人体健康带来严重危害,给国民经济造成巨大损失。工业废气中有毒有害物质可通过呼吸道和皮肤进入人体后,长期低浓度或短期高浓度接触可造成人体的呼吸、血液、肝脏等系统和器官暂时性和永久性病变,尤其是苯并芘类多环芳烃能使人体直接致癌以引起人类的高度重视。

工业废气包括有机废气和无机废气。有机废气主要包括各种烃类、醇类、醛类、酸类、酮类和胺类等;无机废气主要包括硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物、卤素及其化合物等。中国针对大气污染采取污染物排放控制制度。

一、废气种类:

按大气污染成分分类

1、颗粒污染物:污染大气的颗粒物质又称气溶胶。环境科学中把气溶胶定义为悬浮在大气中的固体或液体物质,或称微粒物质或颗粒物。按其来源的性质不同,气溶胶又可分为一次气溶胶和二次气溶胶。前者系指从排放源排放的微粒,例如从烟函排出的烟粒、风刮 起的灰尘以及海水澉起的浪花等;后者系指从源排放吋为气体,经过一些大气化学过 程所形成的微粒,例如来自排放源

和 SO2气体,经大气氧化过程,最终转化为硫酸盐微粒。烟尘主要来自火力发电厂、钢铁厂、金属冶炼厂、化工厂、水泥广及工业 和民用锅炉的排放。

2、气态污染物:

气态污染物种类很多,主要有五大类:

(1)以SO2为主的含硫化合物:大气污染物中的含硫化合物包括硫化氢、二氧化硫、三氧化琉、 硫酸、亚硫酸盐、硫酸盐和有机硫气溶胶。以SO2为主。

(2)以 N0 和 NO2 为主的含氮化合物:大气中对环境有影响的含N污染物主要是 NO和NO2,其他还有NO2、 及铵盐。NO 和NO2是对流层中危害最大的两种氮的氧化物。NO 的天然来源有闪电、森林或草原火灾、大气中氨的氧化及土壤中微生物的硝化作用等。NO2 的人为源主要来自化石燃料的燃烧(如汽车、飞机及内燃机的燃烧过程)、也来自硝酸及使用硝酸等的生产过程,氨肥厂、炸药厂、有色及黑色金属冶炼厂的某些生产过程等。氨在大气中不是重要的污染气体,主要来自天然源,它是有机废物中的氨基酸被细菌分解的产物。氨的人为源主要是煤的燃烧和化工生产过程中产生的。在许多气体污染物的反应和转化中,氨起着重要的作用,它可以和硫酸、硝酸及盐酸作用生成铵盐,在大气气溶胶中占有一定比例。

(3)碳的氧化物:主要是CO和CO2,一氧化碳(CO)是低层大气中最重要的污染物之一,主要来源是化石燃料的燃烧,以及炼铁厂、石灰窑、砖瓦厂、化肥厂的生产过程。二氧化碳(CO2)是动植物生命循环的基本要素,通常它不被看作是大气的污染物。 就整个大气而言,长期以来 CO2 浓度是保持平衡的。但是近几十年,由于人类使用矿物燃料的数量激增、自然森林遭到大量破坏,已超出自然界能“消化”的限度。其对人类环境的影响,尤其对气候的影响是不容低估的,最主要的即“温室效应"。

(4)碳氢化合物:碳氢化合物统称烃类, 是指由碳和氢两种原子组成成的各种化合物,碳氢化合物主要来自天然源。在大气污染中较重要的碳氯化合物有四类:烷烃、烯烃、芳香烃、含氧烃。表面上在城市中烃类对人类健康未造成明显的直接危害,但是在污染的大气中它们是形成危害人类健康的光化学烟雾的主要成分

(5)含卤素的化合物:存在于大气中的含卤素化合物很多, 在废气治理中接触较多的主要有氟化氢 (HF) 氯化氢(HCL)等,它们能破坏大气的臭氧成,使紫外线更多的射身体,导致人更有可能患癌症、皮肤病等。

放射性污染

自40 年代开始,放射性尘埃引起的大气污染日益为人们所关注,这主要是核武器试验和核电站事故所造成的。

二、净化系统:

一个完整的废气净化系统一般由五部分组成,它们是捕集污染气体的废气收集装置(集气罩),连接系统各组成部分的管道,使污染气体得以净化的净化装置,为气体流动提供动力的通风机,充分利用大气扩散稀释能力 减轻污染的烟囱。

1.集气罩

污染物的捕集通常是指对设备敞口部位散发的含污染物的气流的控制及收集。通过对污染物的有效捕集,以保证周围良好的生产、生活环境,尽可能使输送及净化的气体量最少,效率最高。集气罩是用来捕集污染物的装置,其性能对局部排气净化系统的技术经济指标有直接影响。

2.管道

管进是废气污染控制系统中不可缺少的组成部分。管道系统在净化系统中 是用来输送气流的,通过管道使系统的设备和部件连成一个整体。合理地设计、 施工和使用管道系统,不仅能充分发挥控制装置的效能,而且直接关系到设计和 运转的经济合理性。

3.净化设备

气体净化设备是净化系统的核心部分。当排气中污染物含最超过排放标准 时,必须先进行净化处理,达到排放标准后才能排入大气。

4.通风机

通风机是净化系统中气体流动的动力装置。通风机一般都放在净化设备后面,防止通风机的磨损和腐蚀。

5.烟囱

烟囱是净化系统的排气装置。由于净化后的气体中仍然还含有一定浓度的污染物,这些污染物经烟囱排放后在大气中扩散、稀释,并最终沉降到地面。为了保证地面污染物浓度不超过环境空气质从标准,烟囱必须具有一定的高度。 此外,为了保证废气净化系统能够正常运行,根据净化处理对象的不同,在净化系统中往往增设必要的辅助设备。例如:处理高温气体时的冷却装置、余热利用装置,满足钢材热胀冷缩变化的管道补偿器,输送易燃易爆气体时的防爆装置,以及用来调节系统风量和压力平衡的各种阀门,用于测量系统内各种参数的测量仪器、控制仪器和测孔,用于支撑和固定管道、设备的支架,用于降低风机噪 声的消音装置等。

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三、净化技术、方法:

废气的处理应从两方面进行:一是针对悬浮粒状污染物的废气除尘;二是针对气态污染物的废气净化气态污染物的控制主要是利用物化性质,如溶解度、吸附饱和度、露点及选择化学反应等的差异,将污染物从废气中分离出来;或者将污染物转化为无害或易于处理的物质。废气净化的基本方法有吸收法、吸附法、冷凝法、催化转化法及燃烧法等。

大气污染的治理技术概述 大气污染的治理技术是重要的大气环境保护对策措施。洁净燃烧技术是在燃烧过程减少污染物排放与提高燃料利用效率的加工、燃烧、转化和污染排放控制等所有技术的总称。 二氧化硫、氮氧化物和烟(粉)尘是我国主要的大气污染物。减少二氧化硫、氮氧化物和 烟(粉)尘的排放,对于保护和改善大气环境。不仅非常重要。而且十分紧迫。故对二氧化硫、 氮氧化物和烟(粉)尘控制技术做以下概述。

1.洁净燃烧技术

洁净煤燃烧技术是指在燃前煤炭可以通过净化来达到减少污染排放和在煤的燃烧过程中提高效率、减少污染物排放的技术。包括改变燃料性质、改进燃烧方式、调整积烧条件、适当加入添加剂等方法来控制污染物的生成。

2.高烟囱烟气排放技术

烟气的高烟囱排放就是通过高烟囱把含有污染物的烟气直接排入大气。是污染物向更大的范围和更远的区域扩散、稀释。经过净化达标的烟气通过烟囱排放到大气中。利用大气的作用进一步降低地面空气污染物的浓度。

3.除尘治理技术

烟(粉)尘净化技术又称除尘技术,它是将颗粒污染物从废气中分离出来并加以回收的操作过程。实现该过程的设备称为除尘器,气态污染物种类繁多,特点各异,因此采用的净化方法也不同,常用的方法有吸收法、吸附法、催化法、燃烧法、冷凝法、膜分离法、电子束照射净化法和生物净化法等。

烟(粉)尘的治理主要是通过改进燃料技术和采用除尘技术来实现。

(一)改进燃烧技术

完全燃烧产生的烟尘和煤尘等颗粒物,要比不完全燃烧产生的少。因此,在燃烧过程中供给的空气要适当。使燃料完全燃烧。供给的空气量要大于通过板化反应式计算出的理论空气。供给的空气量少了则不能完全燃烧,多了则会降低燃烧室温度,增加烟气量。空气和燃料充分混合是实现完全然烧的条件。

(二)采用除尘技术

这是治理烟(粉)尘的有效措施。除尘技术根据在除尘过程中有没有液体参加,可分为干式除尘和湿式除尘。一般根据除尘过程中的粒子分离原理,除尘技术大体上可分为:吸力除尘、惯性力除尘、离心力除尘、洗涤除尘、过滤除尘、电除尘、声波除尘。

(三)合理地选择除尘器

合理地选择除尘器,既能保证达标排放所需求的除尘效率,又能组成最经济的除尘系统。近年来,除尘技术发展很快,除尘效率也有明显提高,特别是静电除尘和布袋除尘。因此,对一些以大气污染为主,烟(粉)尘排放最大的项目,如大型火电厂、大型水泥厂多采用静电除尘器和布袋除尘器。袋式除尘器的除尘效率一般可达99%以上,而且由于它具有效率高、性能稳定可靠、操作简单的特点而被广泛运用。 除袋式除尘器外,电除尘器由于经济、便捷、除尘效率高等特点也得到广泛地应用。 电除尘器是含尘气体在通过高压电厂进行电离的过程中,使尘粒荷电,并在电场力的作用下使尘粒沉积在集尘器上,将尘粒从含尘气体中分离出来的一种除尘设备。它与其他除尘过程的根本区别在于,分离力(主要是静电力)之间作用在粒子上,而不是作用在整个气流上, 这就决定了它具有分离粒子能耗小、气流阻力小的特点。电除尘器的主要优点是:压力损失小,对细粉尘有很高的捕集效率.可高于99%,可在高温或强腐蚀性气体下操作。

废气污染

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