氣體吸附分離技術與大氣污染防治

?????? 1 前言?
??????? 隨著人類工業化程度的不斷提高,人類向自己賴以生成的環境中排放的有害物質在不斷地增多,“保衛地球、保護我們生成的環境”不再僅僅是一句危言聳聽的口號,而是關系到我們子孫后代能否生存的刻不容緩的大事。人類需要發展但更需要保護環境,如何保護好我們的環境是我們廣大科技工作者共同關心的問題。目前,工業生產給環境帶來的主要污染物為工業、工業、廢渣(即工業“三廢”),其中工廠每天向大氣中排放大量的各種各樣的工業對人類的威脅極大,盡可能將污染物排放量降低到最低限度是非常必要的。?
??????? 對生態環境影響較大和人類威脅較大且絕對排放量較大的主要包括:
??????? (1)含NOx、SO2、P、As、PH3、CO、HF、C2HCl3、C2H3Cl3等污染物的有毒氣體;
??????? (2)其它氣體,開展關于減少這類有害廢氣的研究是非常有必要的,本文結合著者在這一領域已經開展的研究,討論了用現代吸附分離技術凈化這類氣體的意義及工業開發的可行性。?
??????? 2 吸附分離技術治理廢氣技術基礎及過程?
??????? (1)氣體吸附分離技術基礎?
??????????氣體吸附分離技術是近年發展較快的一項新技術, 按照方式的差異常分為變壓吸附法和變溫吸附法兩類:(1)變壓吸附(英文名稱Pressure Swing Adsorption,簡稱為PSA)法提純或分離單元是根據恒定溫度下混合氣體中不同組份在吸附劑上吸附容量或吸附速率的差異以及不同壓力下組分在吸附劑上的吸附容量的差異而實現的,由于采用了壓力漲落的循環操作,強吸附組份在低分壓下脫附,吸附劑得以;吸附劑的使用壽命一般為十年以上,所以PSA過程基本是無原料消耗過程;(2)變溫吸附法(英文名稱 Temperature Swing Adsorption,簡稱為TSA)或變溫變壓吸附法(簡稱為PTSA)是根據待分離組份在不同溫度下的吸附容量差異實現分離,由于采用溫度漲落的循環操作,低溫下的被吸附的強吸附組份在高溫下得以脫附,吸附劑得以,冷卻后可再次于低溫下吸附強吸附組份。確定是否采用吸附法分離的主要依據為待分離組分之間的吸附等溫線,圖1為待分離組分A(污染物)、B(非污染物)的在溫度為t1或t2的吸附等溫線所示:?
??????? 對于污染排放物A如果與非污染組份B吸附容量差別較大,則可考慮PSA技術(當然,有時動態吸附容量也是確定分離的一個依據,但在污染治理中很少涉及);對于常溫(t1)下強吸附組份A不能良好解吸的分離,可考慮采用TSA或PTSA技術。?
??????? 吸附分離技術采用的吸附劑通常為活性炭、硅膠、氧化鋁等常規吸附劑或在吸附劑上附載不同貴金屬的專用吸附劑,或者是開發不同孔徑、不同微孔容積的專用吸附劑。?
??????? (2)吸附工藝過程循環的實現
??????? PSA、TSA或PTSA 過程的連續運行通常是通過多個吸附器依靠閥門切換實現的,當某些塔在吸附時,其它的吸附器則處于再生等步驟;吸附飽和后的吸附劑需要再生時,其它已再生好的吸附器開始進入吸附步驟,如此實現循環操作。????
??????? 3 工業廢氣來源及治理研究?
??????? 隨著工業化程度的不斷提高,人為產生的空氣污染物所占空氣總污染物的比例在不斷增加、對人類自身的危害在不斷增大。目前,排放空氣污染物最多的工業部門有:石油與化學工業、冶金工業、電力工業、工業等等,下面就工業排放的主要有害氣體污染物NOx、SO2、P、CO、鹵代烴、揮發性有機物(簡稱為VOC)等的吸附分離治理前景和可行性簡要分析如下:?
??????? (1)硝酸生產尾氣、煙道氣、石灰窯氣等各種工業廢氣中的NOx?
??????? 硝酸生產過程中要排放大量的硝酸尾氣,其中含有NOx。NOx不僅對人類、生物有劇毒,而且導致光化學煙霧的生成,其危害極大。我國現有硝酸生產工廠50多家,硝酸尾氣中NOx的濃度一般為500~5000 ppm,每年排入大氣的NOx(以NO2計)約為6萬噸。如果能這些NOx,不僅控制了對環境的污染,同時可以增產硝酸,降低生產成本。?
??????? 目前西南化工研究院已開展了硝酸尾氣的吸附法治理工業性試驗研究工作,實驗證明了這種方法有相當的優越性。研究表明,凈化氣中NOx濃度可控制在低于0.02%,對應尾氣中NOx濃度從0.04%到0.8%,回收氣中NOx濃度變化范圍可從0.8%至5%,可以返回系統生產硝酸。?
??????? 對石灰窯氣等廢氣中氮氧化物的脫除技術,西南化工研究設計院已開發成功,并申報國家。對煙道氣中氮氧化物的脫除,根據煙道氣組成采用TSA法與其他化學技術處理法可有效控制氮氧化物的排放量。?
??????? (2)黃磷尾氣凈化和從黃磷尾氣中提純一氧化碳
??????? 我國每年生產黃磷40萬噸,生產過程中每生產一噸黃磷會產生2500Nm3尾氣,每年產生的尾氣量達10億Nm3,其主要成份為一氧化碳(約85%~90%),CO是一種易燃易爆有毒的氣體,尾氣中含有的P、S、As、F等及其化合物的有毒組分未經處理排放到大氣中也將嚴重污染環境;同時CO又是一種重要的碳一化工原料,尾氣中含有的P、S、As等易使催化劑中毒,所以有效處理黃磷尾氣具有非常重要的意義。近年來,國內外在凈化黃磷尾氣和開發黃磷尾氣領域已開展了較多工作,其中西南化工研究院開展了尾氣處理的動態吸附研究實驗,取得了可循環操作的TSA凈化流程,并結合自己的CO提純專有技術,已轉讓一套采用吸附法從黃磷尾氣凈化并提純CO的工業裝置。?


相關文章:
本文地址為:http://www.652492.live/tech/feiqichuchen/13579.html 轉載請注明出處...
Tags:
上一篇:氣體的污染與防治
下一篇:焊接煙塵污染及凈化過濾技術
江苏时时彩诈骗案 股票投资顾问 快速赛车博彩 中超联赛积分排行榜 福建体彩36选7开奖结果果 一尾中特精准资料 白小姐四肖必选一肖资料 黑龙江体彩6十1开奖号 澳门码资料 加拿大快乐8开奖官方吗 精选二十码期期准