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环评师考试教材技术方法知识点:第十三章第二节通用技术知识点

  大气污染物的主要来源包括三个方面:一是生产性污染,这是大气污染的主要来源,如煤和石油燃烧过程中排放大量的烟尘、二氧化硫、一氧化碳等有害物质,火力发电厂、钢铁厂、石油化工厂、水泥厂等生产过程排出的烟尘和废气,农业生产过程中喷洒农药而产生的粉尘和雾滴等。二是由生活炉灶和采暖锅炉耗用煤炭产生的烟尘、二氧化硫等有害气体。三是交通运输性污染,汽车、火车、轮船和飞机等排出的尾气,其污染物主要是氮氧化物、碳氢化合物、一氧化碳和铅尘等。本节主要讨论的生产性污染控制

  根据污染物在大气中的物理状态,可分为颗粒污染物和气态污染物两大类。颗粒污染物又称气溶胶状态污染物,在大气污染中,是指沉降速度可以忽略的小固体粒子、液体粒子或它们在气体介质中的悬浮体系,主要包括粉尘、烟、飞灰等。气态污染物是以分子状态存在的污染物,气态污染物的种类很多,常见的气体污染物有:CO, S02, N02, NH3, H2S以及挥发性有机化合物(vocs),卤素化合物等。

  颗粒污染物净化过程是气溶胶两相分离,由于污染物颗粒与载气分子大小悬殊,作用在二者上的外力(质量力、势差力等)差异很大,利用这些外力差异,可实现气一固或气一液分离。烟(粉)尘净化技术又称为除尘技术,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。

  气态污染物与载气呈均相分散,作用在两类分子上的外力差异很小,气态污染物的净化只能利用污染物与载气物理或者化学性质的差异(沸点、溶解度、吸附性、反应性等),实现分离或者转化。常用的方法有吸收法、吸附法、催化法、燃烧法、冷凝法、膜分离法和生物净化法等。

  近些年,环境保护部先后发布了一系列大气污染控制工程技术规范,如《大气污染治理工程技术导则》(HJ 2000-2010),《袋式除尘工程通用技术规范》(HJ2020-2012),《垃圾焚烧袋式除尘工程技术规范》(HJ 2012-2012),《火电厂烟气脱硫工程技术规范氨法》(HJ 2001-2010),《水泥工业除尘工程技术规范》(HJ434-2008),《钢铁工业除尘工程技术规范》(HJ 435-2008),《工业锅炉及炉窑湿法烟气脱硫工程技术规范》(HJ 462-2009),《火电厂烟气脱硝工程技术规范选择性非催化还原法》(HJ 562-2010),《火电厂烟气脱硝工程技术规范选择性催化还原法》(HJ 563-2010),《铅冶炼废气治理工程技术规范》(HJ 2049-2015)等,可作为环境影响评价工作中重要的技术依据。

  除尘技术是治理烟(粉)尘的有效措施,实现该技术的设备称为除尘器。除尘器主要有机械式除尘器、湿式除尘器、袋式除尘器和静电除尘器。选择除尘器应主要考虑如下因素:①烟气及粉尘的物理、化学性质;②烟气流量、粉尘浓度和粉尘允许排放浓度;③除尘器的压力损失以及除尘效率;④粉尘回收、利用的价值及形式;⑤除尘器的投资以及运行费用;⑥除尘器占地面积以及设计使用寿命;⑦除尘器的运行维护要求。

  对除尘器收集的粉尘或排出的污水,根据生产条件、除尘器类型、粉尘的回收环境影响评价技术方法价值、粉尘的特性和便于维护管理等因素,按照国家、行业、地方相关标准,采取妥善的回收和处理措施。

  (1)机械除尘器。包括重力沉降室、惯性除尘器和旋风除尘器等。机械除尘器用于处理密度较大、颗粒较粗的粉尘,在多级除尘工艺中作为高效除尘器的预除尘。重力沉降室适用于捕集粒径大于50 μm的尘粒,惯性除尘器适用于捕集粒径10 μm以上的尘粒,旋风除尘器适用于捕集粒径5 μm以上的尘粒。

  (2)湿式除尘器。包括喷淋塔、填料塔、筛板塔(又称泡沫洗涤器)、湿式水膜除尘器、自激式湿式除尘器和文氏管除尘器等。

  (3)袋式除尘器。包括机械振动袋式除尘器、逆气流反吹袋式除尘器和脉冲喷吹袋式除尘器等。袋式除尘器具有除尘器除尘效率高、能够满足极其严格排放标准的特点,广泛应用于冶金、铸造、建材、电力等行业。主要用于处理风量大、浓度范围广和波动较大的含尘气体。当粉尘具有较高的回收价值或烟气排放标准很严格时,优先采用袋式除尘器,焚烧炉除尘装置应选用袋式除尘器。常见的袋式除尘器工艺流程见图13-10.

  (4)静电除尘器。包括板式静电除尘器和管式静电除尘器。静电除尘器属高效除尘设备,用于处理大风量的高温烟气,适用于捕集电阻率在1X104~5X1010

  范围内的粉尘。我国电除尘器技术水平基本赶上国际同期先进水平,已较普遍地应用于火力发电厂、建材水泥厂、钢铁厂、有色冶炼厂、化工厂、轻工造纸厂、电子工业和机械工业等工业部门的各种炉窑。其中,火力发电厂是我国电除尘器的第一大用户。

  (5)电袋复合除尘器。是在一个箱体内安装电场区和滤袋区,有机结合静电除尘和过滤除尘两种机理的一种除尘器。电袋复合除尘器适用于电除尘难以高效收集的高比阻、特殊煤种等烟尘的净化处理;适用于去除0.1 gm以上的尘粒以及对运行

  吸收法净化气态污染物是利用气体混合物中各组分在一定液体中溶解度的不同而分离气体混合物的方法,是治理气态污染物的常用方法。主要用于吸收效率和速率较高的有毒的有害气体的净化,尤其是对于大气量、低浓度的气体多使用吸收法。吸收法使用最多的吸收剂是水,一是价廉,二是资源丰富。只有在一些特殊场合使用其他类型的吸收剂。

  吸收工艺的选择应考虑:废气流量、浓度、温度、压力、组分、性质、吸收剂性质、再生、吸收装置特性以及经济性因素等。高温气体应采取降温措施;对于含尘气体,需回收副产品时应进行预除尘。

  常用的吸收装置有填料塔、喷淋塔、板式塔、鼓泡塔、湍球塔和文丘里等。吸收装置应具有较大的有效接触面积和处理效率,较高的界面更新强度,良好的传质条件,较小的阻力和较高的推动力。早期的吸收法大都采用填料塔。随着处理气体量的增大以及喷淋塔技术的发展,对于大气量(如大型火电厂湿法脱硫)一般都选择喷淋塔,即空塔。

  ①填料塔用于小直径塔及不易吸收的气体,不宜用于气液相中含有较多固体悬浮物的场合;

  吸收液应循环使用或经过进一步处理后循环使用,不能循环使用的应按照相关标准和规范处理处置,避免二次污染。使用过的吸收液可采用沉淀分离再生、化学置换再生、蒸发结晶回收和蒸馏分离。吸收液再生过程中产生的副产物应回收利用,产生的有毒有害产物应按照有关规定处理处置。

  吸附法净化气态污染物是利用固体吸附剂对气体混合物中各组分吸附选择性的不同而分离气体混合物的方法,主要适用于低浓度有毒有害气体净化。吸附法在环境工程中得到广泛的应用,是由于吸附过程能有效地捕集浓度很低的有害物质,因此,当采用常规的吸收法去除液体或气体中的有害物质特别困难时,吸附可能就是比较满意的解决办法。吸附操作也有它的不足之处,首先,由于吸附剂的吸附容量小,因而需耗用大量的吸附剂,使设备体积庞大。其次,由于吸附剂是固体,在工业装置上固相处理较困难,从而使设备结构复杂,给大型生产过程的连续化、自动环境影响评价技术方法化带来一定的困难。吸附工艺分为变温吸附和变压吸附,目前在大气污染治理工程中广泛采用的是变温吸附法,而且多采用固定床设计。尤其是在挥发性有机物的治理方面在大量应用。随着环保要求力度的加大,目前己将变压吸附应用在有毒有害气体(如氯乙烯)的治理回收上。

  脱附操作可采用升温、降压、置换、吹扫和化学转化等脱附方式或几种方式的组合。有机溶剂的脱附宜选用水蒸气和热空气,对不溶于水的有机溶剂冷凝后直接回收,对溶于水的有机溶剂应进一步分离回收。

  催化燃烧法净化气态污染物是利用固体催化剂在较低温度下将废气中的污染物通过氧化作用转化为二氧化碳和水等化合物的方法。催化燃烧法适用于由连续、稳定的生产工艺产生的固定源气态及气溶胶态有机化合物的净化,净化效率不应低于95%。

  有机废气催化燃烧装置是目前国内外喷涂和涂装作业、汽车制造、制鞋等固定源工业有机废气净化的主要手段,适用于气态及气溶胶态烃类化合物、醇类化合物等挥发性有机化合物(VOCs )的净化。有机废气经过催化净化装置净化后可以被彻底地分解为二氧化碳和水,无二次污染,且操作方便,使用简单。据统计,目前国内外固定源工业有机废气的净化50%以上是依靠催化净化装置完成的。近年来随着燃烧催化剂性能的不断提高,特别是抗中毒、抗烧结能力的提高,使用寿命的延长,催化燃烧技术的应用范围不断扩大。如在漆包线C )的场合,新型的催化剂的使用寿命可以达到1年以上,又如对某些能够引起催化剂中毒的物质,如氯苯等,目前也可以使用催化法进行净化。

  热力燃烧法(包括蓄热燃烧法)净化气态污染物是利用辅助燃料燃烧产生的热能、废气本身的燃烧热能、或者利用蓄热装置所贮存的反应热能,将废气加热到着火温度,进行氧化(燃烧)反应。采用热力燃烧法(有时候被称为“直接燃烧”)净化有机废气是将废气中的有害组分经过充分的燃烧,氧化成为CO:和H20。目前的热力燃烧系统通常使用气体或者液体燃料进行辅助燃烧加热,在蓄热燃烧系统则使用合适的蓄热材料和工艺,以便使系统达到处理废气所必需的反应温度、停留时间、湍流混合度的三个条件。该技术的特点是系统运行能够适合多种难处理的有机废气的净化处理要求,工艺技术可靠,处理效率高,没有二次污染,管理方便。

  热力燃烧工艺适用于处理连续、稳定生产工艺产生的有机废气。进入燃烧室的废气应进行预处理,去除废气中的颗粒物(包括漆雾)。颗粒物去除宜采用过滤及喷淋等方法,进入热力燃烧工艺中的颗粒物质量浓度应低于50 mg/m3

  当有机废气中含有低分子树脂、有机颗粒物、高沸点芳烃和溶剂油等,容易在管道输送过程中形成颗粒物时,应按物质的性质选择合适的喷淋吸收、吸附、静电和过滤等预处理措施。

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