第四章—颗粒污染物的去除详解
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颗粒污染物治理方法从废气中将颗粒物分离出来并加以捕集、回收的过程称为除尘,实现上述过程的设备装置称为除尘器。
治理烟尘的方法和设备很多,各具不同的性能和特点,必须依据废气排放特点、烟尘本身的特性、要达到的除尘要求等,结合除尘方法和设备的特点进行选择。
目前,颗粒污染物控制采用的除尘装置主要有机械式除尘器、过滤式除尘器、电除尘器等。
其中机械式除尘器包括重力沉降室、惯性除尘器、旋风除尘器和声波除尘器。
常用的颗粒物治理方法有如下几种:重力沉降重力沉降是利用含尘气体中的颗粒受重力作用而自然沉降的原理,将颗粒污染物与气体分离的过程。
重力沉降室是空气污染控制装置中最简单的一种,其主要优点是结构简单,造价低,便于维护管理,压力损失小,可处理高温气体;其主要缺点是沉降小颗粒的效率低,一般只能除去50μm以上的大颗粒。
因此,重力沉降室主要用作高效除尘装置的初级除尘器。
旋风除尘旋风除尘是利用旋转的含尘气流所产生的离心力,将颗粒污染物从气体中分离出来的过程。
旋风除尘器结构简单、占地面积小、投资低、操作维修方便,压力损失中等、动力消耗不大,可用各种材料制造,能用于高温、高压及有腐蚀性气体,并可直接回收干颗粒物的优点。
所以在工业上的应用已有一百多年的历史。
旋风除尘器一般用来捕集5~15μm以上的颗粒物,除尘效率可达80%左右。
旋风除尘器的主要缺点是对捕集小于5μm颗粒的效率不高,一般作预除尘用。
惯性力除尘利用粉尘与气体在运动中的惯性力不同,使粉尘从气流中分离出来。
在实际应用中实现惯性分离的一般方法是使含尘气流冲击在挡板上,使气流方向发生急剧改变,气流中的尘粒惯性较大,不能随气流急剧转弯,便从气流中分离出来。
含尘气体在冲击或方向发生转变前的速度越高,方向转变的曲率半径越小时,其除尘效率就越高,但相应的阻力也随之增大。
惯性除尘器可用于处理高温气体,能直接安装在风道上。
设备结构简单,阻力较小,但分离效率低:如对25~30μm以上的粗尘粒,除尘效率一般可达65%~85%,阻力一般为147~392Pa0一般只能用于多级除尘器中的第一级除尘。
第四章 净化气态污染物的方法我们都知道,大气污染物分类为气态污染物和颗粒状污染物,本章是针对于气态污染物的处理方法进行学习。
工程上净化气态污染物的方法主要有以下几种:利用溶液的溶解作用所组成的气体吸收净化;利用固体表面吸附作用的吸附净化;利用某些催化剂的催化转化;有机物的高温焚烧等方法。
§1 吸收法净化气态污染物吸收法净化气态污染物是利用气体混合物中各种成分在吸收剂中的溶解度不同,或者与吸收剂中的组分发生选择性化学反应,从而将有害组分从气流中分离出来的操作过程。
吸收分为物理吸收和化学吸收两大类。
吸收过程无明显的化学反应时为物理吸收,如用水吸收氯化氢。
用水吸收二氧化碳的感。
吸收过程中伴有明显化学反应时为化学吸收,如用碱液吸收难以达到排放标准,因此大多数采用化学吸收。
吸收法不但能消除气态污染物对大气的污染,而且开可以使其还可以使其转化为有用的产品。
并且还有捕集效率高、设备简单、一次性投资低等优点,因此,广泛用于气态污染物的处理。
如处理含有SO 2、H 2S 、HF 和NO x 等废气的污染物。
一、吸收平衡理论物理吸收时,常用亨利定律来描述气液两相间的平衡,即i i i x E p =* 式中*i p ——i 组分在气相中的平衡分压,Pa ;i x ——i 组分在液相中的浓度,mol%;i E ——i 组分的亨利系数,Pa 。
若溶液中的吸收质(被吸收组分)的含量i c 以千摩尔/米3表示,亨利定律可表示为: i i i H c p =*或i i i p H c =i H ——i 气体在溶液中的溶解度,kmol/m 3·Pa 。
亨利定律适用于常压或低压下的溶液中,且溶质在气相及液相中的分子状态相同。
如被溶解的气体在溶液中发生某种变化(化学反应、离解、聚合等),此定律只适用于溶液中未发生化学变化的那部分溶质的分子浓度,而该项浓度决定于液相化学反应条件。
二、双膜理论吸收是气相组分向液向转移的过程,由于涉及气液两相间的传质,因此这种转移过程十分复杂,现已提出了一些简化模型及理论描述,其中最常用的是双膜理论,它不仅用于物理吸收,也适用于气液相反应。
颗粒污染物的治理技术从废气中将颗粒物分离出来并加以捕集、回收的过程称为除尘。
实现上述过程的设备装置称为除尘器。
(一)除尘装置的技术性能指标全面评价除尘装置性能应该包括技术指标和经济指标两项内容。
技术指标常以气体处理量、净化效率、压力损失等参数表示,而经济指标则包括设备费、运行费、占地面积等内容。
本节主要介绍其技术性能指标。
1.烟尘的浓度表示根据含尘气体中含尘量的大小,烟尘浓度可表示为以下两种形式。
(1)烟尘的个数浓度单位气体体积中所含烟尘颗粒的个数,称为个数浓度,单位为个/cm3。
在粉尘浓度极低时用此单位。
(2)烟尘的质量浓度每单位标准体积含尘气体中悬浮的烟尘质量数,称为质量浓度,单位g/m3。
2.除尘装置的处理量该项指标表示的是除尘装置在单位时间内所能处理烟气量的大小,是表明装置处理能力大小的参数,烟气量一般用标准状态下的体积流量表示,单位m3/h、m3/s。
3.除尘装置的效率除尘装置的效率是表示装置捕集粉尘效果的重要指标,也是选择、评价装置的最主要的参数。
(1)除尘装置的总效率(除尘效率)除尘装置的总效率是指在同一时间内,由除尘装置除下的粉尘量与进入除尘装置的粉尘量的百分比,常用符号η表示。
总效率所反映的实际上是装置净化程度的平均值,它是评定装置性能的重要技术指标。
(2)除尘装置的分级效率分级效率是指装置对某一粒径d为中心,粒径宽度为Δd范围的烟尘除尘效率,具体数值用同一时间内除尘装置除下的该粒径范围内的烟尘量占进入装置的该粒径范围内的烟尘量的百分比来表示,符号用ηd。
(3)除尘装置的通过率(除尘效果)通过率是指没有被除尘装置除下的烟尘量与除尘装置入口烟尘量的百分比,用符号ε表示。
(4)多级除尘效率在实际应用的除尘系统中,为了提高除尘效率,往往把两种或多种不同规格或不同型式的除尘器串联使用,这种多级净化系统的总效率称为多级除尘效率,一般用η总表示。
4.除尘装置的压力损失压力损失是表示除尘装置消耗能量大小的指标,有时也称为压力降。