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湿法吸取法处理氮氧化物废气

1、氮氧化物污染的来源和危害
    氮和氧化合可生成一氧化氮(NO)、一氧化二氮(N20)、二氧化氮(NO2)、三氧化二氮(N2O3)及五氧化二氮( N2O5)等,统称为氮氧化物,一般成气体状态。这些气体是在化学工业上进行硝化、使用硝酸的工业以及用硝酸进行表面处理的作业中产生的,同时也存在于汽车排出的废气中。当氮的氧化物、烃及氧三者在空气中共存时,经阳光照射,可生成过氧乙酞硝酸酷,这是污染大气的有害物质。
    大气中Noz的浓度为0.24MG/m³时时,人会感到有臭味。浓度为26 MG/m³时,眼和鼻会出现刺激感及胸部不适感。浓度为(50-150) MG/m³时,历经1h,就会引起支气管炎和肺炎。浓度为160MG/m³,经(3-5 ) min,胸部会出现绞痛感。浓度为(600~1000MG/m³,历经数分钟,会引起支气管炎和肺水肿甚至死亡。
2、氮氧化物污染状况
    据各市环保局公布的1998年度市区环境质量公报显示,在过去的一年里、市区环境空气质量不能达到国家二级标准,属于轻度污染,主要污染物为总悬浮粒和氮氧化物,其平均值超过国家二级标准,氮氧化物浓度呈上升趋势。为了控制或降低氮氧化物对大气环境造成的污染,必须控制住污染源的排放。
3、湿法吸取法处理氮氧化物废气技术
    湿法吸取是属于气体分离吸取的化工单元操作。吸取操作在吸取塔中进行,因此吸取的两大要素是吸取液和吸取塔。
3.1吸取液
3.1.1碱液吸取液
    这是一种通用的吸取液,在实际中广为使用。其中尤以NaOH, Na2C03 , Ca ( OH )2和NH40H等使用较多。特别是NaOH使用得更多,其理由是可比较碱液与氮氧化物反应活性值大小。常用的碱液吸取氮氧化物的反应活性,有如下的相对值:
KOH吸取液,虽然反应活性值最高,但价贵货源少,所以使用得较少。
    实践证明氮氧化物废气的起始浓度愈高,吸取效率也愈高。可见表1所示的一组数据作参考。
    NaOH吸取液的浓度,一般控制在4%一6%比较好,浓度高虽有利于吸取,但溶液易结晶,给使用带来困难。
3.1.2还原剂吸取液
    利用液相还原剂使氮氧化物还原为氮气,常用的还原剂有Na2S, Na2CO3,Na2S2O3,(NH4)2S03,( NH2 )2C0等。
    在实际中使用最多的是尿素和亚硫酸钱,在使用尿素吸取液时有三个特点需注意:
    尿素是一种强的还原剂,在酸性的条件下可以较快的将亚硝酸还原为氮气;尿素吸取氮氧化物的反应过程是放热反应,氮氧化物的浓度愈高吸取液温升也愈快;温度低有利于吸取。氮氧化物浓度高,吸取效率亦高。
填料塔NaOH吸取液处理氮氧化物废气效果
    3.1.3氧化剂吸取液
    通常使用的氧化剂有酸性或碱性高锰酸钾溶液,处理低浓度的氮氧化物时,其吸取效率远比使用尿素吸取液为高。另外还有次氯酸钠水溶液等一类强氧化剂。但这类吸取液使用中的问题较多,所以受到限制。
3.1.4氨水吸取液
    用氨水吸取氮氧化物时,生成物为含有亚硝酸按、硝酸按的溶液,可作为肥料使用。但是硝酸按是不稳定的,当吸取液超过一定温度或吸取液的酸碱度不合适的情况下,会产生剧烈的分解,甚至会引起爆炸。
3.1.5氨气吸取剂
由于氨气不能与氮氧化物直接反应,所以其反应是氮氧化物与水反应生成亚硝酸和硝酸后再进行的。
3.1.6氨一碱液两级吸取液
    这是一种二级净化氮氧化物的方法,其特点是利用氨第一级气相反应,由于电镀工艺过程中产生的氮氧化物废气中含有一定数量的水蒸汽,生成NH40H的速度快,然后尚未反应的Nq再与碱液反应。碱液在吸取氮氧化物的同时,还可以吸取少量过剩的氨,从而减少了氨对空气的污染。
3.1.7吸取液的比较
    为了让使用者在选择吸取液时能综合考虑按实际情况作出最佳选择,特将吸取液作一比较见表2.
吸取液综合比较表
3.2设备
    氮氧化物是一种难以处理的工业废气,吸取液固然重要,但关键还在于吸取设备,目前虽然各类吸取设备很多,但真正能够满足使用要求的不多,下面先容两种吸取设备及系统。
3.2.1增压式复合吸取塔
    这种塔的特点是:
    (1)氮氧化物与吸取液的反应是在加压下进行的,有利于吸取。
    (2)复合塔优选了多种吸取塔的优点。如填料塔与旋流板塔等合理组合而设计制造的。
    (3)系统阻力损失大,通常均超过1 200 Pa.
    (4)风机等管道系统防腐蚀处理要求严格。
3.2.2湿法吸取塔与活性炭吸附塔两级净化系统
    通常先使用湿法,可以大量吸取氮氧化物废气,第二级采用活性炭吸附法,可以高效率吸附氮氧化物,确保高效率净化氮氧化物的目的,这种系统的特点是:
    (1)充分利用湿法吸取适应性好、吸取容量大的优点,同时充分发挥活性炭吸附氮氧化物效率高的长处,确保氮氧化物达标排放。
    (2)整个系统复杂,特别是活性炭吸附饱和后需要再生,系统阻力损失大,投资大。
4结论
    湿法吸取法处理氮氧化物废气具有成本低、吸取率高、反应产物可以综合利用或部分回收、无二次污染等优点,所以在大气污染控制工程中被广泛采用。对提高气体净化深度、达标排放是非常有利的。可以获得环境和经济的双重效益。
 
 


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