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主要气态污染物的治理工艺及选用原则[掌握]:

1.二氧化硫治理工艺及选用原则

大气污染物中，二氧化硫的量比较大，是酸雨形成的主要成分，对土壤、河流、森林、建筑、农作物等危害较大。二氧化硫治理工艺划分为湿法、干法和半干法，常用工艺包括石灰石/石灰一石膏法、烟气循环流化床法、氨法、镁法、海水法、吸附法、炉内喷钙法、旋转喷雾法、有机胺法、氧化锌法和亚硫酸钠法等。其中石灰石/石灰一石膏法、海水法、循环流化床法、回流式循环流化床法比较成熟，占有脱硫市场的95%以上，是常用的主流技术。

二氧化硫治理应执行国家或地方相关的技术政策和排放标准，满足总量控制的要求。

(1)石灰石/石灰一石膏法。

采用石灰石、生石灰或消石灰[[Ca(OH)2]的乳浊液为吸收剂吸收烟气中的S02,

吸收生成的CaSO:经空气氧化后可得到石膏。脱硫效率达到80%以上，因石灰石来

源广、价格低，是应用最为广泛的脱硫技术。总化学反应方程式为:

采用石灰石/石灰一石膏法工艺时应符合《火电厂烟气脱硫工程技术规范石灰石/石灰一石膏法》(HJ/T 179)的规定。

(2)烟气循环流化床工艺。

烟气循环流化床与石灰石/石灰一石膏法相比，具有脱硫效率更高(99%)、不产生废水、不受烟气负荷限制、一次性投资低等优点。

典型循环流化床法脱硫工艺流程见图13-12。

采用烟气循环流化床工艺时应符合《火电厂烟气脱硫工程技术规范烟气循环流化床法》(HJ/T 178-2005)的规定。

(3)氨法工艺。

燃用高硫燃料的锅炉，当周围80 km内有可靠的氨源时，经过技术经济和安全比较后，宜使用氨法工艺，并对副产物进行深加工利用。

(4)海水法。

燃用低硫燃料的海边电厂，经过技术经济比较和海洋环保论证，可使用海水法脱硫或以海水为工艺水的钙法脱硫。

(5)工艺选用原则。

工业锅炉/炉窑应因地制宜、因物帘]宜、·因炉制宜选择适宜的脱硫工艺，采用湿法脱硫工艺应符合相关环境保护产品技术要求的规定。

钢铁行业根据烟气流量和二氧化硫体积分数，结合吸收剂的供应情况，应选用半干法、氨法、石灰石/石灰一石膏法脱硫工艺。

有色冶金工业中硫化矿冶炼烟气中二氧化硫体积分数大于3.5%时，应以生产硫酸为主。烟气制造硫酸后，其尾气二氧化硫体积分数仍不能达标时，应经脱硫或其他方法处理达标后排放。

2.氮氧化物控制措施及选用原则

大气污染物中，氮氧化物的量比较大，次于二氧化硫，能促进酸雨的形成，对动物的呼吸系统危害较大。煤燃烧是主要的工业生产中氮氧化物形成源。煤燃烧过程中，主要通过低氮燃烧技术从根本上减少氮氧化物的排放，当采用低氮燃烧器后氮氧化物的排放仍不达标的情况下，燃煤烟气还须采用非选择性催化还原技术SNCR和选择性催化还原技术SCR脱硝装置来控制氮氧化物的排放。SNCR和 SCR技术主要是在有或没有催化剂时，将氮氧化物选择性地还原为水和氮气，前者的效率较低，一般在40%以下，后者可以达到90%以上的效率。燃煤电厂燃用烟煤、褐环境影响评价技术方法煤时，宜采用低氮燃烧技术;燃用贫煤、无烟煤以及环境敏感地区不能达到环保要求时，应增设烟气脱硝系统。

(1)低氮燃烧技术。

低氮燃烧技术一直是应用最广泛、经济实用的措施。它是通过改变燃烧设备的燃烧条件来降低NO:的形成，具体来说，是通过调节燃烧温度、烟气中的氧的浓度、烟气在高温区的停留时间等方法来抑制NO:的生成或破坏已生成的NOx。低氮燃烧技术的方法很多，这里介绍两种常用的方法。

①排烟再循环法。

利用一部分温度较低的烟气返回燃烧区，含氧量较低，从而降低燃烧区的温度和氧浓度，抑制氮氧化物的生成，此法对温度型NO,比较有效，对燃烧型NO二基本上没有效果。

②二段燃烧法。

该法是目前应用最广泛的分段燃烧技术，将燃料的燃烧过程分阶段来完成。第一阶段燃烧中，只将总燃烧空气量的70%^'75%(理论空气量的80%)供入炉膛，使燃料在缺氧的富燃料条件下燃烧，能抑制NO,的生成;第二阶段通过足量的空气，使剩余燃料燃尽，此段中氧气过量，但温度低，生成的NO二也较少。这种方法可使烟气中的NO,减少25%^'50%0

(2)选择性催化还原技术SCR.

SCR过程是以氨为还原剂，在催化剂作用下将NO,还原为N:和水。催化剂的活性材料通常由贵金属、碱性金属氧化物、沸石等组成。NO:按以下过程被选择性地还原为N:和水:

在脱硝反应过程中温度对其效率有显著的影响。铂、把等贵金属催化剂的最佳反应温度为175-290。C;金属氧化物如以二氧化钦为载体的五氧化二钒催化剂，在260-450'C下效果更好。工业实践表明，SCR系统对NO,的转化率为60%-90%.

催化剂失活和烟气中残留的氨是与SCR工艺操作相关的两个关键因素。长期操作过程中催化剂中毒是主要失活因素，减低烟气的含尘量可有效延长催化剂寿命。

由于三氧化硫的存在，所有未反应的NH:都将转化为硫酸盐。

生成的硫酸钱为亚微米级的微粒，多附着在催化转化器内或者下游的空气预热器以及引风机中。随着SCR系统运行时间的增加，催化剂活性逐渐丧失，烟气中残留的氨也将随之增加。

3.挥发性有机化合物(VOCs )治理工艺及选用原则

挥发性有机化合物废气主要包括低沸点的烃类、卤代烃类、醇类、酮类、醛类、醚类、酸类和胺类等。应当重点控制在石油化工、制药、印刷、造纸、涂料装饰、表面防腐、交通运输、金属电镀和纺织等行业排放废气中的挥发性有机化合物。

国内外，挥发性有机化合物的基本处理技术主要有两类:一是回收类方法，主要有吸附法、吸收法、冷凝法和膜分离法等;二是消除类方法，主要有燃烧法、生物法、低温等离子体法和催化氧化法等。应依据达标排放要求，选择单一方法或联合方法处理挥发性有机化合物废气。

(1)吸附法。适用于低浓度挥发性有机化合物废气的有效分离与去除，是目前使用最为广泛的VOCs回收法，该法已经在制鞋、喷漆、印刷、电子行业得到广泛应用。颗粒活性炭和活性炭纤维在工业上应用最广泛。由于每单元吸附容量有限，宜与其他方法联合使用。

(2)吸收法。适用于废气流量较大、浓度较高、温度较低和压力较高的挥发性有机化合物废气的处理。工艺流程简单，可用于喷漆、绝缘材料、豁接、金属清洗和化工等行业应用。但对于大多有机废气，其水溶性不太好，应用不太普遍。目前主要用吸收法来处理苯类有机废气。

(3)冷凝法。适用于高浓度的挥发性有机化合物废气回收和处理，属高效处理工艺，可作为降低废气有机负荷的前处理方法，与吸附法、燃烧法等其他方法联合使用，回收有价值的产品。挥发性有机化合物废气体积分数在0.5%以上时优先采用冷凝法处理。

(4)膜分离法。适用于较高浓度挥发性有机化合物废气的分离与回收，属高效处理工艺。挥发性有机化合物废气体积分数在0.1%以上时优先采用膜分离法处理，应采取防止膜堵塞的措施。

(5)燃烧法。适用于处理可燃、在高温下可分解和在目前技术条件下还不能回收的挥发性有机化合物废气，燃烧法应回收燃烧反应热量，提高经济效益。采用燃烧法处理挥发性有机化合物废气时应重点避免二次污染。如废气中含有硫、氮和卤素等成分时，燃烧产物应按照相关标准处理处置，如采用催化燃烧后的催化剂。

(6)生物法。适用于在常温、处理低浓度、生物降解性好的各类挥发性有机化合物废气，对其他方法难处理的含硫、氮、苯酚和氰等的废气可采用特定微生物氧化分解的生物法。挥发性有机化合物废气体积分数在0.1%以下时优先采用生物法处理，但含氯较多的挥发性有机化合物废气不应采用生物降解。采用生物法处理时，对于难氧化的恶臭物质应后续采取其他工艺去除，避免二次污染。

①生物过滤法:适用于处理气量大、浓度低和浓度波动较大的挥发性有机化合物废气，可实现对各类挥发性有机化合物的同步去除，工业应用较为广泛。

②生物洗涤法:适用于处理气量小、浓度高、水溶性较好和生物代谢速率较低环境影响评价技术方法的挥发性有机化合物废气。

③生物滴滤法:适用于处理气量大、浓度低，降解过程中产酸的挥发性有机化合物废气，不宜处理入口浓度高和气量波动大的废气。

(7)低温等离子体法、催化氧化法和变压吸附法等工艺，适用于气体流量大、浓度低的各类挥发性有机化合物废气处理。

4.恶臭治理工艺及选用原则

恶臭气体的种类主要有五类:含硫的化合物，如硫化氢、二氧化硫、硫醇、硫醚类等;含氮的化合物，如胺、氨、酸胺、pi IR类等;卤素及衍生物，如卤代烃等;氧的有机物，如醇、酚、醛、酮、酸、酉旨等;烃类，如烷、烯、炔烃以及芳香烃等。

我国在《恶臭污染物排放标准》(GB 14554-1993)中规定了8种恶臭污染物的一次最大排放限值，复合恶臭物质的臭气浓度限值及无组织排放源(指没有排气筒或排气筒高度低于15m的排放源)的厂界浓度限值。

恶臭气体的基础及处理技术主要有三类:一是物理学方法，主要有水洗法、物理吸附法、稀释法和掩蔽法;二是化学方法，主要有药液吸收(氧化吸收、酸碱液吸收)法、化学吸附(离子交换树脂、碱性气体吸附剂和酸性气体吸附一剂)法和燃烧(直接燃烧和催化氧化燃烧)法;三是生物学方法，主要有生物过滤法、生物吸收法和生物滴滤法。

当难以用单一方法处理以达到恶臭气体排放标准时，应采用联合脱臭法。

(1)物理类方法。物理类的处理方法作为化学或生物处理的预处理，在达到排放标准要求的前提下也可作为唯一的处理工艺。

(2)化学吸收。.此类处理方法用于处理大气量、高中浓度的恶臭气体。在处理大气量气体方面工艺成熟，净化效率相对不高，处理成本相对较低。采用化学吸收类处理方法时应重点控制二次污染，依据不同的恶臭气体组分选择合适的吸收剂。

(3)化学吸附。此类处理方法用于处理低浓度、多组分的恶臭气体，属常用的脱臭方法之一，净化效果好，但吸附剂的再生较困难，处理成本相对较高。采用化学吸附类的处理方法应选择与恶臭气体组分相匹配的吸附剂。

(4)化学燃烧。此类的处理方法用于处理连续排气、高浓度的可燃性恶臭气体，净化效率高，处理费用高。采用化学燃烧类的处理方法时应注意控制末端形成的二次污染。

(5)化学氧化。此类的处理方法用于处理高中浓度的恶臭气体，净化效率高，处理费用高。采用化学氧化类的处理方法，应依据不同的恶臭气体组分选择合适的氧化媒介及工艺条件。

(6)生物类方法。此类方法用于气体浓度波动不大，浓度较低或复杂组分的恶臭气体处理，净化效率较高。采用生物类处理方法时应依据实际恶臭气体性质筛选，驯化微生物，实时监测微生物代谢活动的各种信息。

5.卤化物气体治理工艺及选用原则

在大气污染治理方面，卤化物主要包括无机卤化物气体和有机卤化物气体。有机卤化物(卤代烃类)气体属挥发性有机化合物，为重点关注的气态污染物质。有机卤化物气体治理技术参照挥发性有机化合物(VOCs)和恶臭的要求。重点控制的无机卤化物废气包括:氟化氢、四氟化硅、氯气、澳气、澳化氢和氯化氢(盐酸酸雾)等。重点控制在化工、橡胶、制药、水泥、化肥、印刷、造纸、玻璃和纺织等行业排放废气中的无机卤化物。

卤化物气体的基本处理技术主要有物理化学类方法和生物学方法两类。物理化学类方法有:固相(干法)吸附法、液相(湿法)吸收法和化学氧化脱卤法。生物学方法有:生物过滤法，生物吸收法和生物滴滤法。

在对无机卤化物废气处理时应首先考虑其回收利用价值。如氯化氢气体可回收帘!盐酸，含氟废气能生产无机氟化物和白炭黑等。吸收和吸附等物理化学方法在资源回收利用和卤化物深度处理上工艺技术相对成熟，优先使用物理化学类方法处理卤化物气体。吸收法治理含氯或氯化氢(盐酸酸雾)废气时，适合采用碱液吸收法。

垃圾焚烧尾气中的含氯废气适合采用碱液或碳酸钠溶液吸收处理。吸收法治理含氟废气，吸收剂应采用水、碱液或硅酸钠。对于低浓度氟化氢废气，适合采用石灰水洗涤。

6.重金属治理工艺及选用原则

大气中应重点控制的重金属污染物有:汞、铅、砷、福、铬及其化合物。我国最早在《重有色金属工业污染物排放标准》(GB 4913-1985)中对部分重金属排放限值做了明确规定，后又在《大气污染物综合排放标准》(GB 16297-1996)中对铅、汞、福、镍、锡及其化合物的排放限值作出了明确规定。

重金属废气的基本处理方法包括:过滤法、吸收法、吸附法、冷凝法和燃烧法。考虑重金属不能被降解的特性，大气污染物中重金属的治理应重点关注:

①物理形态:应从气态转化为液态或固态，达到重金属污染物从气相中脱离的目的。

②化学形态:应控制重金属元素价态朝利于稳定化、固定化和降低生物毒性的方向进行，如在富含氯离子和氢离子的废气中，Cd(元素锅)易生成挥发性更强的CdCl，不利于将废气中的福去除，应控制反应体系中氯离子和氢离子的浓度。

③二次污染:应按照相关标准要求处理重金属废气治理中使用过的洗脱剂、吸附剂和吸收液，避免二次污染。石油化工、金属冶炼、垃圾焚烧、电镀电解、电池、钢铁、涂料、表面防腐、机械制造和交通运输等行业排放废气中的重金属污染物是控制重点。

(1)汞及其化合物废气处理。

汞及其化合物废气一般处理方法是:吸收法、吸附法、冷凝法和燃烧法。环境影响评价技术方法

①冷凝法。适用于净化回收高浓度的汞蒸气，可采取常压和加压两种方式，常作为吸收法和吸附法净化汞蒸气的前处理。

②吸收法。针对不同的工业生产工艺，较为成熟的吸收法处理工艺有:

a)高锰酸钾溶液吸收法适用于处理仪表电器厂的含汞蒸气，循环吸收液宜为0.3%-0.6%的KMn04溶液，KMn04利用率较低，应考虑吸收液的及时补充;

b)次氯酸钠溶液吸收法适用于处理水银法氯碱厂含汞氢气，吸收液宜为NaCl与 NaCIO的混合水溶液，此吸收液来源广，但此工艺流程复杂，操作条件不易控制;

c)硫酸一软锰矿吸收法适用于处理炼汞尾气以及含汞蒸气，吸收液为硫酸一软锰矿的悬浊液;

d)氯化法处理汞蒸气:烟气进入脱汞塔，在塔内与喷淋的HgCl2:溶液逆流洗涤，烟气中的汞蒸气被HgCl2:溶液氧化生成HgCl2沉淀，从而将汞去除。HgCl2沉淀剧毒，生产过程中需加强管理和操作;

e)氨液吸收法适用于氯化汞生产废气的净化。

③吸附法。充氯活性炭吸附法适用于含汞废气处理。活性炭层需预先充氯，含汞蒸气需预除尘，汞与活性炭表面的CL2:反应生成HgCl2，达到除汞目的。

活性炭吸附法适用于氯乙烯合成气中氯化汞的净化。

消化吸附法适用于雷汞的处理。

④燃烧法。适用于燃煤电厂含汞烟气的处理。采用循环流化床燃煤锅炉，燃烧过程中投加石灰石，烟气采用电除尘器或袋除尘器净化。

(2)铅及其化合物废气处理。

铅及其化合物废气适合用吸收法处理。

酸液吸收法适用于净化氧化铅和蓄电池生产中产生的含铅烟气，也可用于净化熔化铅时所产生的含铅烟气。宜采用二级净化工艺:第一级用袋滤器除去较大颗粒;

第二级用化学吸收。吸收剂(醋酸)的腐蚀性强，应选用防腐蚀性能高的设备。

碱液吸收法适用于净化化铅锅、冶炼炉产生的含铅烟气。含铅烟气进入冲击式

净化器进行除尘及吸收。吸收剂NaOH溶液腐蚀性强，应选用防腐蚀性能高的设备。

(3)砷、锅、铬及其化合物废气处理。

砷、锅、铬及其化合物废气通常采用吸收法和过滤法处理。

含砷烟气应采用冷凝一除尘一石.灰乳吸收法处理工艺。含砷烟气经冷却至200。C以下，蒸汽状态的氧化砷迅速冷凝为微粒，经袋除尘器净化后，尾气进入喷雾塔，用石灰乳洗涤，净化后，尾气除雾，经引风机排空。含砷烟气亦可在塑料板(或管)制成的吸收器内装入强酸性饱和高锰酸钾溶液，进行多级串联鼓泡吸收。锅、铬及其化合物废气宜采用袋式除尘器在风速小于1 m/min时过滤处理。烟气温度较高需要采取保温措施。

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（责任编辑：lqh）

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