环境保护治理技术(大气污染治理)

环境保护治理技术大气污染治理技术大气污染源的分类大气污染源可分为两类：天然源——指自然界自行向大气环境排放有害物质的场所。人为源——指人类的生产活动和生活活动所形成的污染源。大气污染物大气污染物系指由于人类活动或自然过程排入大气并对人和环境产生有害影响的那些物质。按其来源可分为一次污染物和二次污染物。一次污染物系指直接由污染源排放的污染物在大气中一次污染物之间或与大气的正常成分之间发生化学作用生成的污染物，常称为二次污染物，它常比一次污染物对环境和人们的危害更为严重。大气污染物存在的状态气溶胶状态污染物和气体状态污染物。——这两方面的性质在确定其对大气性质和人体健康的影响时都很重要。气溶胶状态污染物：根据其化学成分或根据其大小加以描述。——颗粒大于10m的固体颗粒物称为降尘。——小于10m的称为飘尘，亦称为可吸入颗粒物。——总悬浮微粒则指100m以下悬浮于大气中各种不同粒径的固体或液体颗粒状物质的总称。一般浓度单位用mg/m3或g/m3表示。气溶胶粒子的种类名称特性粒径（微米）粉尘悬浮于气体介质中的小固体粒子，粒径大于10微米者为降尘，粒径小于10微米者为飘尘1~200烟尘由氧化、升华、蒸发和冷凝、焙烧等过程形成的固体粒子气溶胶0.01~1飞灰燃料燃烧产生的烟气带走的分散得较细的灰分1~200雾汽很小的水滴或吸湿性的粒子0.1~10光化学烟雾由光化学反应形成的二次污染物气态污染物的分类类别一次污染物二次污染物人类源含硫化合物SO2，H2SSO3，H2SO4，MSO41）燃烧含硫的燃料含氮化合物NO，NH3NO2，MNO31）在高温时N2和O2的化合含碳化合物C1—C，化合物醛类，酮类，酸类燃料燃烧；精炼石油；使用溶剂碳的氧化物CO，CO2无燃烧卤素化合物HF，HCl无冶金作业注：1）MSO4和MNO3分别表示一般的硫酸盐和硝酸盐。工业大气污染源从各种工业生产及其有关过程中排放的含有污染物质的废气统称工业废气，包括直接从生产装置中物料经过化学、物理和生物化学过程排放的气体，也包括间接的与生产过程有关的燃料燃烧、物料贮存、装卸等作业散发的含有污染物质的气体。工业废气进行分类通常可按工业生产行业和产品种类对工业废气进行分类。例如按行业分为钢铁工业废气、化工废气、电力工业废气和建材工业废气等，以及按产品门类分为焦炉废气、硫酸废气等。钢铁生产废气钢铁生产废气污染源主要集中在焦化、烧结、炼铁、炼钢等工厂的工业窑炉。其废气的特点是：废气排放量大、温度高、阵发性强、无组织排放多、烟尘颗粒细、污染面广。废气中对环境污染影响最大的污染物是烟（粉）尘，其次是SO2，此外还有CO、苯并(a)芘、硫化氢、氟化氢等。焦化废气焦化生产是钢铁联合企业中最大废气发生源之一，其废气的来源有：(1)焦炉加热燃烧产生的废气；(2)工艺过程排放的烟尘（含扬尘）和废气；(3)各工艺设备（含容器）的逸散物，其中有烟尘、有害气体和产成品的挥发物。炼焦工序产生的主要废气有：——焦炉装煤时，从装煤孔等处散逸的烟尘；——焦炉推焦时，从炉门、拦焦车、熄焦车及上升管等处散逸的烟尘；——熄焦时，若采用湿法熄焦，由熄焦塔产生的含尘及挥发物的蒸汽；若采用干法熄焦，在干熄焦槽顶、排焦口及风机放散管等处产生的烟尘；——炼焦时，焦炉本体的装煤孔盖、炉门及上升管盖等处泄漏的烟气；——煤料在破碎及贮运和焦炭在筛分、破碎及贮运过程中产生的扬尘；——在停电或事故情况时，由焦炉放散管放散的荒煤气。焦化厂废气治理（1）(1)焦炉装煤烟尘控制——主要采用双集气管，上升管配以高压氨水或蒸汽喷射等无烟装煤措施。只有宝钢同时采用装煤车抽吸清洗并联接地面站除尘净化装置，以保证烟尘控制效果。(2)推焦烟尘控制——推焦除尘国内绝大部分焦化厂尚未解决。宝钢焦化厂1、2号焦炉组设有拦焦车集尘系统，其由吸烟罩、百叶窗式预除尘器、空气冷却器和袋式除尘器等主要设备组成。运行效果很好，但系统电耗较大。焦化厂废气治理（2）(3)熄焦烟气治理——湿法熄焦主要采用在熄焦塔内安装折流格子挡板，使焦尘粒子在塔内沉降，以减少外排。——干法熄焦槽顶产生的烟尘和排焦口、放散管产生的烟尘均分别设有抽风吸尘装置，再经过袋式除尘器除尘后排放。(4)焦炉本体泄漏烟气控制——对装煤孔盖泄漏采用浇泥密封措施；上升管盖采用水封可以控制泄漏；对炉门泄漏采取的措施有：改进炉门结构、刀边材质、形状及加压方式，并提高炉门刀边对炉门框的压紧力。焦化厂废气治理（3）(5)煤气净化及化产工艺废气治理——煤气净化和化产工艺种类繁多，污染物组成复杂，产生面广而分散，概括的说，煤气净化系统增加脱硫化氢、氰化氢工艺，以减少污染；其余工艺过程中放散的氨、沥青烟等废气，采取废气集中，用水或油清洗吸收的措施来控制；对易挥发的成品槽罐顶采用氮封、浮动顶及活性炭吸附等措施；对含苯废气采用燃烧法处理。烧结废气烧结生产主要废气源有以下几种：(1)配料混合系统中产生的具有一定温度的水汽—粉尘共生的废气；(2)混合料在烧结机上烧结时，产生含有烟尘、SO2和CO的高温烟气（机头废气：指烧结台车上的混合料经过点火燃烧后，空气从混合料层上部抽入，燃烧产生的烟气）；(3)烧结矿在卸矿、破碎、筛分、冷却过程中产生的具有一定温度的含尘废气（机尾废气：指烧结机尾卸矿端、热振动筛受料及卸料点、破碎机及冷却机等处生产的含尘废气）。烧结工艺流程中产生的废气烧结工艺流程中产生的废气有以下四种：(1)在原料准备系统中，各种物料在卸落、破碎、筛分和贮运过程中产生的常温含尘废气；(2)在混合料系统中产生的具有一定温度的水汽—粉尘共生的废气；(3)混合料在烧结机上烧结时，产生含烟尘、SO2和NOx的高温烟气；(4)烧结矿在破碎、筛分、冷却、贮存和转运过程中产生的具有一定温度的含尘废气。烧结废气的治理措施烧结原料准备系统除尘──主要使用袋式除尘器和湿式除尘器。混合料系统除尘──因为混合料系统废气是粉尘—水汽共生，所以不能使用干式除尘器，而采用湿式冲激除尘器。烧结机烟气除尘──目前国内对烧结机烟气中的SO2和NOx均无治理措施，主要是除尘。机头烟气除尘多以多管式旋风除尘器和电除尘器，这使除尘效率有很大提高。机尾烟气治理，国内的小型烧结机，均采用旋风或多管除尘器，而大、中型烧结机一般均采用电除尘器。炼铁废气炼铁过程所产生的废气污染物主要有：——炉前供料系统产生的粉尘；——出铁场出铁时产生的烟尘。——另外还有炉顶的煤气放散散发出的CO及粉尘；——热风炉燃烧煤气所产生的少量烟尘SO2和CO2等。高炉出铁场废气高炉出铁场废气主要来源于铁水沟、撇渣器、渣沟、泥炮口、炉顶卸料点以及铁口等处，废气中含有大量烟尘。一般出铁场烟气又分为一次烟气和二次烟气。炼铁厂废气治理（1）(1)高炉炉前矿槽除尘——高炉炉前矿槽主要包括高炉原料、燃料的运输、转运、卸料、给料和上料等工序，目前的治理控制措施，首先从工艺上严格控制高炉原料、燃料的含粉率，同时加强设备密闭，在此基础上各扬尘点设置抽风罩，再配以袋式除尘器，由此控制粉尘的外排。炼铁厂废气治理（2）(2)高炉出铁场除尘——包括一次除尘系统和二次除尘系统。一次除尘系统主要对出铁口、出渣口、主沟、撇渣器、铁沟、渣沟、摆动流嘴等部位设密闭罩，进行局部抽风，再送入除尘器除尘。目前除尘器以袋式除尘器居多，也有个别企业采用电除尘器。二次除尘系统主要为了解决开、堵铁口时，从出铁口突然冲出的大量烟尘，通过集尘装置，一般也进入袋式除尘器除尘。炼铁厂废气治理（3）(3)高炉煤气放散控制——高炉煤气是可燃气体，本身就是燃料，理应回收利用。因此，最有效的控制办法，只能是加强能源管理，最大限度的提高煤气回收利用率，尽力少放散、不放散。转炉烟气转炉在炼钢生产过程中，为强化冶炼，通常向炉内熔池中吹入氧气，以最大程度地去除铁水中含有的碳。故在吹炼过程中产生大量含有一氧化碳和氧化铁粉尘的高温烟气。炼钢厂废气治理炼钢通常分为转炉、电炉和平炉三大冶炼工艺。(1)吹氧转炉烟气治理——大多数吹氧转炉一次烟气均采用文氏管全湿法净化工艺，而且可以将净化后的转炉煤气加以回收利用，这种称之未燃法，是转炉烟气治理中较为完善的治理方法。另一种是燃烧法，煤气在炉口燃烧掉，其中CO转换成CO2，但煤气就没有利用，转炉烟气只回收显热，最终作为废气排放。炼钢车间二次烟气炼钢车间二次烟气指的是出钢、加料及出渣产生的烟气、以及清理炉子与渣罐等产生的烟气及扬尘，尚包括冶炼时炉口、集烟系统泄漏的烟气等。一般而言，除炼钢冶炼时产生的大量烟气之外的其它操作所产生的烟气、扬尘均属二次烟气。转炉二次烟气治理转炉二次烟气主要指转炉在兑铁水、加料、出钢和出渣等操作时产生的烟气。对转炉二次烟气治理我国起步较晚，只有少数企业在大型转炉上有治理措施。一般均采用负压抽吸集烟罩，以袋式除尘器净化烟气。电炉冶炼烟气电炉冶炼一般分熔化、氧化及还原三个冶炼期。——熔化期主要是由于炉料（废钢）中的油脂类可燃物质的燃烧，以及金属在高温时的气化而产生黑褐色的烟气；——氧化期主要由于吹氧、加矿，使炉内熔融态金属激烈氧化脱碳，产生大量赤褐色烟气；——还原期为除去钢液中的氧和硫，调整钢水的化学成份，而投入炭粉或硅铁等造渣材料，产生白色或黑色烟气。三个冶炼期中，以氧化期产生的烟气量最多，烟气温度最高，含尘浓度最大，烟尘粒最细。因此，电炉烟气的治理主要以氧化期产生的烟气作为治理对象。电炉烟气治理电炉烟气治理主要包括两个部分，一是烟气捕集系统，二是烟尘净化系统。电炉烟气捕集是电炉烟气治理的关键，其主要有以下几种方式：①在电炉炉盖上开一个专用排烟孔，把炉内产生的烟气直接抽走，称之内排烟；②电炉炉顶、出钢、出渣口上方安装各种形式的集烟罩；③电炉车间设屋顶排烟罩；④对大容量、超高功率电炉，设大密闭罩，将电炉全部罩起来；⑤内排烟与大密闭罩结合，或内排烟与屋顶罩结合，即复合排烟。对于烟尘净化系统，国内以袋式除尘器居多。轧钢废气轧钢工序的废气污染源主要是热处理窑炉（燃气）的废气，废气污染物量很少。分热轧和冷轧。热轧废气热轧工艺流程中产生的废气有：钢锭、钢坯在加热过程中，各种燃料在加热炉内燃烧产生的大量废气；红热钢坯在轧制过程中，产生大量氧化铁皮、铁屑以及喷水冷却时产生大量水汽。热轧机排烟治理热轧机在轧制过程中，由于钢材表面产生的氧化铁皮层被压碎，氧化铁尘随冷却轧辊的水所形成的水蒸汽一起上升，这对连轧薄板车间的精轧机组，需设排烟罩进行机械排烟，将含尘水蒸汽抽入湿泡式除尘器加以净化后排入大气。冷轧废气冷轧车间在轧制时，冷却、润滑轧辊和轧件而产生乳化液废气；钢材在酸洗过程中，因酸槽加热，酸液蒸发而散发出大量酸雾。冷轧板轧机排烟治理冷轧薄板轧机在轧制时，需喷淋大量润滑冷却剂(如乳化液、棕榈油等)冷却轧辊，由此产生油雾。为此，在轧机进出口上、下方设有排气罩，抽出的含油雾气进入喷雾洗涤室净化，循环水吸收烟气中油雾后，经网片式分离器，将气液分离，净化后气体排入大气。(3)酸洗间酸雾治理——控制酸雾的措施，首先从工艺上采取加盖密闭，或在酸液表面加抑制剂或覆盖物，以减少酸液蒸发。同时，再设置排气装置，抽出的含酸雾气体经水洗或碱液清洗后外排。有色金属工业废气有色金属工业是另一类量大面广的工业污染源。遍布在全国24个省（市）、自治区内的有色金属冶炼厂生产过程中释放的废气量在3000亿m3/年。在有色金属采矿、选矿、冶炼和加工生产及其相关过程中，均产生大量有害气体，按其所含主要污染物的性质大体上可分为采矿和选矿工业废气，含有毒有害气体（如氟、硫、氯等）与尘的冶炼废气，以及含酸、碱和油雾为主的有色金属加工工业废气。有色金属工业废气的种类和来源按所含污染物性质可分为三类：第一类为含无机污染物的废气，主要来自氮肥、磷肥、无机盐等行业；第二类为含有机污染物的废气，主要来自有机原料及合成材料、农药、染料、涂料等行业；第三类为既含无机污染物又含有机污染物的废气，主要来自氯碱、炼焦等行业。化工废气常含有致癌、致畸、致突变、恶臭、强腐蚀性及易燃、易爆炸性的组分，对生产装置、人