氣態(tài)污染物凈化吸附法凈化氣態(tài)污染物

吸附是利用多孔性固體物質(zhì)表面上未平衡或未飽和的分子力，把氣體混合物中的一種或幾種有害組分吸留在固體表面，將其從氣流中分離而除去的凈化操作過(guò)程。具有吸附能力的固體物質(zhì)稱為吸附劑，被吸附到固體表面的物質(zhì)稱為吸附質(zhì)。

吸附凈化屬于干法工藝，它與濕法，例如吸收凈化法相比，具有工藝流程簡(jiǎn)單、無(wú)腐蝕性、凈化效率高、一般無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)。吸附不僅用于廢氣的凈化，也廣泛地用于污水的處理。在大氣污染控制中，吸附過(guò)程能夠有效地分離出廢氣中濃度很低的氣態(tài)污染物。例如低濃度SO₂及NO₂尾氣的凈化，吸附凈化后的尾氣能夠達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，分離出來(lái)的污染物還可以作為資源回收利用。因此，吸附凈化法在廢氣治理中有著十分重要的地位。

吸收法凈化氣態(tài)污染物是廢氣與選定的液體緊密接觸，其中的一種或多種有害組分溶解于液體中，或者與液體中的組分發(fā)生選擇性化學(xué)反應(yīng)，從而將污染物從氣流中分離出來(lái)的操作過(guò)程。氣體吸收的必要條件是廢氣中的污染物在吸收液中有一定的溶解度。吸收過(guò)程中所選用的液體稱為吸收劑(液)，或稱為溶劑。被吸收的氣體中可溶解的組分稱為吸收質(zhì)，或稱為溶質(zhì)，不能溶解的組分稱為惰性氣體。

吸收分為物理吸收和化學(xué)吸收兩種。前者比較簡(jiǎn)單，可以視為單純的物理溶解過(guò)程。例如用水吸收氯化氫或二氧化碳等?；瘜W(xué)吸收是在吸收過(guò)程中吸收質(zhì)與吸收劑之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，例如用堿液吸收氯化氨或二氧化硫，或者用酸液吸收氨等。

用吸收法凈化氣態(tài)污染物不僅效率高，而且還可以將某些污染物轉(zhuǎn)化成有用的產(chǎn)品進(jìn)行綜合利用。例如用15%～20%二乙醇胺水溶液吸收石油煉制尾氣中的硫化氫，可以再制取硫黃。因此，吸收法被廣泛地用于氣態(tài)污染物的凈化。含SO₂、H₂S、NO_X、HF等污染物的廢氣都可以經(jīng)過(guò)吸收法去除有害組分。由于廢氣量大、成分復(fù)雜、污染物濃度低而吸收效率和吸收速率一般又要求比較高，所以物理吸收往往達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)，多采用化學(xué)吸收來(lái)凈化氣態(tài)污染物。

吸收法凈化氣態(tài)污染物是使污染物從氣相轉(zhuǎn)移到液相的傳質(zhì)過(guò)程，故又稱之為濕式凈化法。吸收的逆過(guò)程為解吸。物理吸收過(guò)程中，吸收和解吸同時(shí)存在。在吸收過(guò)程開始時(shí)，吸收液中吸收質(zhì)濃度很低，吸收速率大于解吸速率。隨著吸收過(guò)程的進(jìn)行，解吸速率逐漸增大，最終吸收速率與解吸速率相等，溶液達(dá)到了飽和狀態(tài)。物理吸收是可逆的，降低溫度、提高壓力，有利于吸收；反之，則有利于解吸?；瘜W(xué)吸收中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)若是不可逆反應(yīng)，就不能解吸，或解吸出來(lái)的不是原吸收質(zhì)而是反應(yīng)產(chǎn)物。若反應(yīng)產(chǎn)物性質(zhì)穩(wěn)定，則可降低液相中吸收質(zhì)濃度，有利于吸收。一般來(lái)說(shuō)，化學(xué)反應(yīng)的存在能提高吸收速率，并使吸收的程度更趨于完全。

吸收后的吸收液稱為富液，富液需要進(jìn)一步處理，以免造成二次污染?；蛘咄ㄟ^(guò)解吸，回收吸收質(zhì)，并使吸收液恢復(fù)吸收能力而重復(fù)使用。

氣態(tài)污染物的處理方法有高空稀釋排放和凈化處理兩種方法。凈化處理氣態(tài)污染物又可分為物理方法、生物方法和化學(xué)方法。物理方法包括水洗法、冷凝法和吸附法等；化學(xué)法處理包括燃燒法、氧化法、化學(xué)吸收法等；生物法是用活性污泥培養(yǎng)菌種，分解消化有害氣體。在實(shí)際工程中，多采用化學(xué)吸收的方法治理氣態(tài)污染物。 氣體混合物的凈化方法根據(jù)不同的作用原理一般可以分為三大類：吸收法、吸附法和催化轉(zhuǎn)化法。

在生產(chǎn)實(shí)踐過(guò)程中，人們發(fā)現(xiàn)在化學(xué)反應(yīng)中加入某種物質(zhì)而使化學(xué)反應(yīng)速度發(fā)生明顯變化，或者使反應(yīng)方向改變，而被加入的物質(zhì)在反應(yīng)前后的量及其化學(xué)性質(zhì)并不發(fā)生任何變化，這樣的物質(zhì)叫做催化劑。催化劑在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中的作用叫做催化作用。

催化轉(zhuǎn)化法是利用催化劑的催化作用，使廢氣中的污染物轉(zhuǎn)化成無(wú)害物，甚至是有用的副產(chǎn)品，或者轉(zhuǎn)化成更容易從氣流中分離而被去除的物質(zhì)。前一種催化轉(zhuǎn)化操作直接完成了對(duì)污染物的凈化過(guò)程，而后者則還需要附加吸收或吸附等其他操作工序，才能實(shí)現(xiàn)全部的凈化過(guò)程，例如在處理高濃度的SO₂尾氣時(shí)，以五氧化二釩為催化劑，在其作用下SO₂氧化成SO₂，用水吸收制取硫酸，而使尾氣得以凈化。利用催化轉(zhuǎn)化法凈化氣態(tài)污染物，一般是屬于前一種過(guò)程，即在催化劑作用轉(zhuǎn)化成無(wú)害的物質(zhì)。

①　二氧化硫凈化技術(shù)

二氧化硫是主要的大氣污染物，曾經(jīng)在一些國(guó)家造成過(guò)多起重大的大氣污染事件，因此國(guó)內(nèi)外對(duì)SO₂控制技術(shù)進(jìn)行了大量的研究，研究的煙氣脫硫方法已有100多種，其中用于工業(yè)的有十幾種。煙氣中因SO₂含量不同，可分為兩種：一般SO₂含量在2%以上的為高濃度煙氣，主要來(lái)自金屬冶煉及化工過(guò)程；而SO₂含量在2%以下的為低濃度煙氣，主要來(lái)自燃料燃燒過(guò)程。高濃度SO₂煙氣直接用來(lái)制取硫酸，因此，這里僅討論燃燒煙氣中低濃度SO₂的凈化方法。這類煙氣的特點(diǎn)是SO₂濃度低，大多數(shù)為0.1%～0.5%，排放量大。

煙氣脫硫方法通常有兩種分類方法：一是根據(jù)在脫硫過(guò)程中生成物的處置分為拋棄法和回收法；二是根據(jù)脫硫劑的形態(tài)分為干法和濕法。

拋棄法在技術(shù)上比較成熟，經(jīng)濟(jì)上也容易被接受。干法是利用固體吸附劑或催化劑脫除煙氣中的S0₂；濕法則是采用水或堿性吸收液或含觸媒離子的溶液吸收煙氣中的SO₂。干法脫硫凈化后煙氣溫度降低很少，由煙囪排人大氣時(shí)利于擴(kuò)散，生成物容易處理，但反應(yīng)速度較慢；而濕法脫硫效率高，反應(yīng)速度也快，但生成物是液體或泥漿，處理較為復(fù)雜，而且煙氣在吸收過(guò)程中溫度降低較多，不利于高煙囪擴(kuò)散與稀釋；噴霧干燥法是將吸收劑漿液噴入煙流中進(jìn)行吸收，高溫?zé)煔馐刮找褐兴终舭l(fā)，生成物呈干粉狀，易于收集。

②　氮氧化物的凈化技術(shù)

氮氧化物種類很多，有NO、N₂0、NO₃、NO₂、N₂0₃、N₂0₄、N₂O₅等，總稱NO_x。造成大氣污染的主要是NO和NO₂。主要來(lái)自燃料的燃燒過(guò)程、機(jī)動(dòng)車排氣及硝酸生產(chǎn)等過(guò)程。

凈化煙氣中的氮氧化物又簡(jiǎn)稱為煙氣脫氮，或煙氣脫硝。凈化煙氣和其他工業(yè)廢氣中氮氧化物的方法也很多。按照凈化作用原理可分為催化還原、吸收和吸附等三大類。而按工作介質(zhì)又可分為干法和濕法兩大類。以下按干、濕兩大類來(lái)概括一下煙氣脫氮的常用方法。

③　其他氣態(tài)污染物凈化技術(shù)

氣態(tài)污染物種類很多，本節(jié)將分別介紹幾種工業(yè)廢氣的凈化技術(shù)，主要有工業(yè)有機(jī)廢氣、含氟廢氣、酸霧、含重金屬?gòu)U氣以及一些有毒有害廢氣的凈化技術(shù)。

工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程排出來(lái)的有害氣體種類很多，主要有硫氧化物、氮氧化物、鹵化物、碳氧化物及碳?xì)浠衔锏?。氣態(tài)污染物是以分子狀態(tài)存在的，因此，工業(yè)廢氣、煙氣多為氣體混合物。氣體凈化技術(shù)是使氣態(tài)污染物從氣流中分離出來(lái)或者轉(zhuǎn)化成無(wú)害物質(zhì)的方法與措施。氣體混合物的凈化方法根據(jù)不同的作用原理一般可以分為三大類：吸收法、吸附法和催化轉(zhuǎn)化法 。

吸收法凈化氣態(tài)污染物是使污染物從氣相轉(zhuǎn)移到液相的傳質(zhì)過(guò)程，故又稱之為濕式凈化法。吸收的逆過(guò)程為解吸。物理吸收過(guò)程中，吸收和解吸同時(shí)存在。在吸收過(guò)程開始時(shí)，吸收液中吸收質(zhì)濃度很低，吸收速率大于解吸速率。隨著吸收過(guò)程的進(jìn)行，解吸速率逐漸增大，最終吸收速率與解吸速率相等，溶液達(dá)到了飽和狀態(tài)。物理吸收是可逆的，降低溫度、提高壓力，有利于吸收；反之，則有利于解吸?；瘜W(xué)吸收中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)若是不可逆反應(yīng)，就不能解吸，或解吸出來(lái)的不是原吸收質(zhì)而是反應(yīng)產(chǎn)物。若反應(yīng)產(chǎn)物性質(zhì)穩(wěn)定，則可降低液相中吸收質(zhì)濃度，有利于吸收。一般來(lái)說(shuō)，化學(xué)反應(yīng)的存在能提高吸收速率，并使吸收的程度更趨于完全 。2100433B

吸收法凈化氣態(tài)污染物是指用溶液或溶劑吸收廢氣中有害氣體，使它與廢氣分離的傳質(zhì)過(guò)程。是減少或消除有害氣體向大氣環(huán)境排放的重要途徑之一 。