气态污染物控制技术3

第七章气态污染物控制技术基础从污染气体中脱除二氧化硫等气态污染物的过程，是化工及有关行业中通用的单元操作过程。

这种单元操作的内容包括流体输送、热量传递和质量传递。

其中质量传递过程主要采用气体吸收、吸附和催化操作。

第一节气体扩散气体的质量传递过程是借助于气体扩散过程来实现的。

扩散过程包括分子扩散和湍流扩散两种方式。

一、气体在气相中的扩散气态污染物通过惰性气体组分B的运动，可用A在B中的扩散系数D AB给出。

D AB与气体B通过气体A的扩散系数D BA相等，可由修正的吉里兰方程给出。

扩散系数是物质的特性常数之一，同一物质的扩散系数随介质的种类、温度、压强及浓度的不同而变化。

二、气体在液体中的扩散第二节气体吸收一、吸收机理气体吸收是溶质从气相传递到液相的相际间传质过程，对于吸收机理以双膜理论模型的应用较广。

把吸收过程简化为通过气液两层层流膜的分子扩散，通过此两层膜的分子扩散阻力就是吸收过程的总阻力。

吸收质在单位时间内通过单位面积界面而被吸收剂吸收的量称之为吸收速率。

根据双膜理论，在稳态吸收操作中，从气相主体传递到界面吸收质的通量等于从界面传递到液相主体吸收质的通量，在界面上无吸收质积累和亏损。

吸收传质速率方程的一般表达式为：吸收速率＝吸收推动力×吸收系数，或吸收速率＝吸收推动力/吸收阻力。

吸收系数和吸收阻力互为倒数。

吸收速率方程表达式有多种，有气相分传质速率方程，液相分传质速率方程及总传质速率方程。

二、气液平衡1.气液相平衡关系式（1）气体在液体中的溶解度（2）亨利定律（3）亨利定律式参数的换算2.吸收系数3.界面浓度（1）作图法（2）解析式三、物理吸收1.吸收操作线方程在吸收操作中，一般采用逆流连续操作，通过对逆流操作吸收塔进行物料衡算，可得出吸收操作线。

2.吸收剂用量与液气比设计吸收塔时，所处理的气体流量、进出塔气体溶质浓度均由设计任务而定，吸收剂的种类和入塔浓度由设计者选定，而吸收剂用量和出塔溶液中吸收质浓度需通过计算确定。

煤气化过程中控制污染物产生的技术措施
朱志全
【期刊名称】《化工管理》
【年(卷),期】2024()2
【摘要】随着能源需求的不断增长,煤气化技术因其独特的能源转化效益和环境优势越来越受到关注。

然而,煤气化过程中的污染物控制始终是重要而棘手的问题,影响煤气的质量和应用,也对环境和人类健康构成了威胁。

因此,对于煤气化过程中的污染物控制技术的研究,具有重要的实际意义和理论价值。

文章详细探讨了煤气化过程中的污染物控制技术,对比分析各种技术的优缺点及其适用条件。

特别关注新兴技术如纳米技术、高温煤气清洁化技术和微波吸附技术在环保领域的应用,讨论其在处理煤气化过程中带来的污染物方面的潜力和挑战,希望能为科学家、工程师和决策者提供全面的参考,实现煤气化的环保和经济效益的最优化。

【总页数】4页(P58-61)
【作者】朱志全
【作者单位】陕煤集团榆林化学有限责任公司
【正文语种】中文
【中图分类】TQ546
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生物质燃气化过程中粉尘和气态污染物的排放控制随着环保意识的不断提升，生物质燃气化技术因其低碳、低排放的特点而备受关注。

然而，生物质燃气化过程中会产生大量粉尘和气态污染物，会对环境和人体健康造成危害。

本文将从排放来源、排放控制技术、运行管理等多方面介绍生物质燃气化过程中粉尘和气态污染物的排放控制。

一、排放来源生物质燃气化过程中产生的主要粉尘和气态污染物有以下几种：1. 烟气中的颗粒物，其中包括飞灰、烟尘等。

2. 烟气中的气态有机物（VOCs）、氮氧化物（NOx）和二氧化硫（SO2）等。

3. 燃烧残渣中产生的灰渣、渣油等。

其中，飞灰和烟尘是由于生物质燃烧时产生的固体粒子，在烟气传输过程中，粒子之间的碰撞和携带空气中的水分等因素会导致其增大，从而形成可见的灰尘和烟雾。

VOCs、NOx和SO2等则是由于生物质燃烧中的一系列化学反应过程中产生的气态污染物。

二、排放控制技术为了减少生物质燃气化过程中的污染物排放，采用以下排放控制技术：1. 循环流化床技术循环流化床技术可以有效控制飞灰和烟尘的排放，具有高效、低能耗、灰渣含碳低等优点。

循环流化床技术是将生物质原料通过气流送入反应器，在高温下进行氧化反应生成气体和灰渣。

2. 湿式电除尘技术湿式电除尘技术能够去除烟气中的颗粒物和气态污染物。

湿式电除尘技术是将烟气通过高压喷雾装置与水接触，使颗粒物和气态污染物被湿润和沉降，再通过高电场区域使其离子化并聚集，最终在电极上沉积下来。

3. SCR技术SCR技术主要用于NOx的控制。

SCR技术是通过向烟气中喷入一定量的氨水，使氨水与NOx反应生成氮和水蒸气。

三、运行管理在生物质燃气化过程中，为了保持机器的正常运行，需要进行日常维护和管理。

具体操作如下：1. 清理烟道和换热器生物质燃气化过程中，烟气通过烟道和换热器输送，在传输过程中可能会堵塞烟道和换热器，导致烟气流量减少或甚至停滞。

应每年对烟道和换热器进行清理，保证畅通。

2. 控制燃料的质量和含水率燃料的质量和含水率对生物质燃气化过程中的排放影响很大。

大气污染控制技术考试试题一、选择题（每题 2 分，共 40 分）1、以下哪种气体不属于大气污染物？（）A 二氧化硫B 氮气C 一氧化碳D 颗粒物2、大气污染的主要来源不包括（）A 工业排放B 农业活动C 自然现象，如火山喷发D 家庭烹饪3、以下哪种技术不属于气态污染物的控制技术？（）A 吸收法B 吸附法C 重力沉降法D 催化转化法4、静电除尘器主要去除大气中的（）A 大颗粒污染物B 小颗粒污染物C 气态污染物D 细菌和病毒5、以下哪种燃料燃烧产生的二氧化硫排放量相对较少？（）A 煤B 石油C 天然气D 木材6、以下关于大气污染对人体健康影响的描述，错误的是（）A 可能导致呼吸道疾病B 可能引发心血管疾病C 对免疫系统没有影响D 可能影响神经系统7、布袋除尘器的主要优点是（）A 除尘效率高B 阻力小C 设备简单D 运行成本低8、以下哪种措施不能有效减少大气中的氮氧化物排放？（）A 提高燃烧温度B 采用低氮燃烧技术C 安装尾气脱硝装置D 优化燃烧过程9、活性炭吸附法常用于去除大气中的（）A 二氧化硫B 氮氧化物C 挥发性有机物D 颗粒物10、大气中的臭氧层主要吸收（）A 紫外线B 红外线C 可见光D 微波11、以下哪种气象条件不利于污染物的扩散？（）A 大风B 高湿度C 逆温D 降雨12、以下关于汽车尾气排放标准的描述，正确的是（）A 排放标准越严格，对空气质量改善越有利B 排放标准只针对汽油车，不包括柴油车C 排放标准一旦制定，不会再进行修订D 较低的排放标准可以降低汽车生产成本13、湿法脱硫技术中，常用的脱硫剂是（）A 石灰B 碳酸钠C 氨水D 以上都是14、以下哪种设备可以用于测量大气中的颗粒物浓度？（）A 气相色谱仪B 分光光度计C 颗粒物监测仪D 质谱仪15、大气污染综合防治的核心是（）A 减少污染物排放B 增加绿化面积C 加强环境监测D 提高公众环保意识16、以下哪种能源属于清洁能源？（）A 核能B 太阳能C 风能D 以上都是17、以下关于大气污染的全球性问题，描述错误的是（）A 酸雨问题只在局部地区存在B 温室效应导致全球气温升高C 臭氧层破坏会增加紫外线辐射D 大气污染可以通过大气环流进行跨境传输18、以下哪种方法可以用于评估大气污染控制措施的效果？（）A 成本效益分析B 环境影响评价C 污染物浓度监测D 以上都是19、以下关于大气污染控制技术的发展趋势，描述正确的是（）A 更加注重单一技术的应用B 逐渐减少对末端治理技术的依赖C 对新技术的研发投入减少D 不再关注能源结构的调整20、以下哪种行业对大气污染的贡献较大？（）A 电力行业B 纺织行业C 食品行业D 电子行业二、填空题（每题 2 分，共 20 分）1、大气污染物按存在状态可分为（）污染物和（）污染物。

第七章气态污染物控制技术基础第一节气体吸收一概述1．定义：吸收净化法是利用废气中各混合组分在选定的吸收剂中溶解度不同，或者其中某一种或多种组分与吸收剂中活性组分发生化学反应，达到将有害物从废气中分离出来，净化废气的目的的一种方法。

吸收2．分类：（ 1）物理吸收：可看成是单纯的物理溶解过程。

如：水吸收HCL 、 CO2等。

吸收限度取决于气体在液体中的平衡浓度；吸收速率主要取决于污染物从气相转入液相的扩散速度。

（ 2）化学吸收：吸收过程中组分与吸收剂发生化学反应。

如：碱液吸收CO2、 SO2等；酸液吸收NH 3等。

吸收限度同时取决于气液平衡和液相反应的平衡条件；吸收速率同时取决于扩散速度和反应速度。

（3）异同点：同：两类吸收所依据的基本原理以及所采用的吸收设备大致相同。

异：一般来说，化学反应的存在能提高反应速度，并是吸收的程度更趋于完全。

结合大气污染治理工程中所需净化治理的废气，具有气量大，污染物浓度低等特点，实际中多采用化学吸收法。

二吸收净化的基本原理1．气液相平衡（1）定义：在一定的温度和压力下，气液两相发生接触后，吸收质便由气象向液相移动，随着液体中吸收质浓度的逐渐增加，吸收速率逐渐渐少，解析速率逐渐增大，经过一段时间接触后，吸收速率和解析速率相等，即吸收质在气象中的分压和在液相中的浓度不再变化，此时气液两相达到平衡，简称相平衡。

在平衡状态下，被吸收气体在溶液上方的分压称为平衡分压，可溶气体在溶液中的浓度称为平衡浓度，或平衡溶解度，溶解度。

（ 2）气体在液体中的溶解度：在100kg 水中溶解气体的千克数。

参见 P241 图 7-4，常见气体在水中的溶解度，可知：①不同性质的气体在同一温度和压力下的溶解度不同；②气体的溶解度与温度有关，多数气体的溶解度随温度的升高而降低；③温度一定时，溶解度随溶质分压升高而增大。

在吸收系统中，增加气相总压，组分的分压会增加，溶解度也随之增加。

2．亨利定律（ 1）定义：对于稀溶液，在较低压力下，x— p 是通过原点的直线，但在压力偏高时与直线偏差很大，这样在较低压力下，我们就可用“亨利定律”来表示。

1、煤中的可燃组分有C、H、O、N、S，有害成分主要是灰分、挥发分1.化石燃料分为：煤炭、石油、天然气3.煤的工业分析包括测定煤中：水分、灰分、挥发分固定碳2、气态污染物控制技术基础是气体扩散、气体吸收、气体吸附、气体催化转化3、根据燃料的性质和大气污染物的组成，把大气污染分煤烟型、石油型、混合型和特殊型四类。

4、大气污染侵入人体主要途径有：表面接触、食入含污染物的食物、吸入被污染的空气6、单位量燃料按燃烧反应方程式完全燃烧所需要的空气量称为理论空气量；单位质量燃料燃烧所需要的空气质量称为空燃比7、近地面层中风速廓线模有：对数律风速廓线模式、指数律风速廓线模式两种8、烟囱高度计算的方法有：按地面最大浓度的计算方法、按地面绝对最大浓度的计算方法、按一定保证率的计算法、P值法四种。

9、在除尘技术中应用最多的两种直径分别为：斯托克斯直径、空气动力学当量直径。

10、目前，常用的除尘器分为：机械除尘器、电除尘器、袋式除尘器、湿式除尘器四种。

11、吸附设备中要有：固定床吸附器、移动床吸附器、流化床吸附器三种类型。

12、VOCs来源于大型固定源（如化工厂）的排放、交通工具、电镀、喷漆、有机溶剂使用过程中所排的废气。

13、大气中臭氧减少1%，地面收紫外线辐射增2%到3%。

14、燃料按物理状态分为：固体燃料、液体燃料、气体燃料。

15、全球大气污染问题包括：温室效应、臭氧层破坏、酸雨三大问题。

16、适当控制空气与燃料之比、温度、时间、湍流四个因素，使大气污染物排放量最低。

18、高斯模式的四点假设是：污染物浓度在y、z轴上的分布符合高斯分布、在全部空间中风速是均匀的、稳定的、源强是连续均匀的、在扩散过程中污染物质的质量是守恒的。

19、大气污染物的粒径分布主要有：个数分布、质量分布两种表示方法。

20、国内外除成设备的发展，着重在以下几方面：除尘设备趋向高效率、发展处理大烟气量的除尘设备、着重研究提高现有高效除尘器的性能、发展新型除尘设备、重视除尘机理与理论方面的研究。

随着时代的发展，科技和经济也在飞快的发展当中，但是其中付出的代价就是对生态环境的破坏，其中大气污染就是一个很严重的方面，由于人们不注重保护大气，随意制造大气污染物，使得大气的污染愈加严重，所以现阶段必须采取措施对其实施控制防御而大气污染物分为气溶污染物：粉尘，烟，飞灰，黑烟，雾气体状态污染物硫氮化物、氮氧化物、碳氧化物、有机化合物。

硫酸烟雾、光化学烟雾、卤素化合物大气污染对人体的影响，首先是感觉上不舒服，随后生理上出现可逆性反应，在进一步就出现急性危害症状大气污染对人的危害大致可以分为急性中毒、慢性中毒，致癌三种大气污染的分类：局部地区大气污染区域性大气污染广域性大气污染全球性大气污染大气污染物还对工业的危害：大气中的酸性污染物和二氧化硫，二氧化氮等，对工业材料、设备和建筑设施的腐蚀，和对其的使用带来了不良影响农业：酸雨可以影响植物，鱼类，树木的正常生长，和产生毒害气候：影响天气和气候。

还会引发臭氧层问题面对环境日益恶化的趋势，我们应该采取出控制措施去抑制它一、合理安排工业布局和城镇功能分区合理的工业布局既可以充分利用大气的自净能力，也可以减轻对大气的污染，因此，合理规划工业布局是解决大气污染问题的重要途径。

合理规划工业布局既包括对新建工业进行合理布置，也包括调整现有的不合理的工业布局，有计划地迁移严重污染大气的工业企业一是城市的功能定位,另外就是城市内部功能分区. 作为工业城市肯定有工业区与生活区的组团功能分布问题. 同时工业区也有不同类型. 重工业/污染工业区应该远离居民区,同时位于主导风向的下方向,也要考虑地表径流与地下水的流向,尽量避免污染物向居民区汇集. 大气污染还跟地形条件有关.，应该根据地形区别合理安排好居住区和工业区，搞好生活环境和工业环境规划二、加强绿化大部分的植物造林，禁止对树木，森林的乱砍乱伐，植物有过滤各种有毒有害大气污染物和净化空气的功能，树林尤为显著，从成分上看。

植物通过光合作用吸收二氧化碳，释放氧气，通过呼吸作用吸收氧气，释放二氧化碳；从组成上看，植物改造了空气中的成分，使二氧化碳量下降，氧气量上升；从全球物质循环的角度，植物通过改变生态系统中碳、氧元素的组成形式，影响大气的成分。

一、名词解释大气污染系：由于人类活动或自然过程引起某些物质进入大气中，呈现出足够的浓度，达到了足够的时间,并因此而危害了人体的舒适、健康和福利或危害了生态环境。

大气稳定度:垂直方向上大气稳定的程度。

气压梯度力:单位质量的空气在气压场中受到的作用力。

空燃比：单位质量燃料燃烧所需要的空气质量。

干绝热直减率：干空气块绝热上升或下降单位高度时，温度降低或升高的数值。

二、填空题1、大气污染物侵入人体主要的途径：表明接触、食入含污染物的物质和水、吸收被污染的空气。

2、湿法脱硫技术包括：氧化镁湿法烟气脱硫、海水烟气脱硫技术、湿式氨法烟气脱硫。

3、目前，常用的除尘器分为：机械除尘器、电除尘器、袋式除尘器、湿式除尘器四种。

4、气态污染物控制技术基础是气体扩散、气体吸收、气体吸附、气体催化转化5、影响燃烧过程的因素是：空气条件、温度条件、时间条件、燃料与空气的混合条件。

三、简答题1、简述双模理论模型的基本要点？答：（1)当气液两相接触时,两相之间有一个相界面在相界面两侧分别存在着呈层流流动的气膜和液膜。

溶质必须以分子扩散形式从气流主体连续通过这两个膜层而进入液相主体. (2）在相界面上，气液两相的浓度总是相互平衡，即界面上不存在吸收阻力。

(3)在层膜以外的气相和液相主体内，由于流体的充分湍动，溶质的浓度基本上是均匀的，即认为主体内没有浓度梯度存在，也就是说,浓度梯度全部集中在两层膜内。

2、大气分为哪几层？分别有么特点?答：（1)对流层：a虽然薄，但却集中了整个大气质量的3/4和几乎全部水蒸气，主要的大气现象都发生在这一层中，天气变化最复杂。

b大气温度随高度增加而降低c空气具有强烈的对流运动,主要是由于下垫面受热不均匀及其本身特性不同造成的.D温度和湿度的水平分布不均匀。

（2)平流层：气温虽高度增高而增高,集中了大部分臭氧,吸收紫外光，保护地球。

（3）中间层：气温虽高度的升高而迅速降低(4）暖层：分子被高度电离,存在大量的粒子和电子.（5）散逸层：气温很高，空气很稀薄,空气离子的运动速度很高。

名词解释1.TSP:总悬浮颗粒物。

指能悬浮在空气中，空气动力学当量直径≤100μm的颗粒物。

2.大气稳定度：指在垂直方向上大气稳定的程度，即是否易于发生对流。

3.烟气脱硝：除通过改进燃烧技术控制氮氧化物排放外，有些情况还要对冷却后的烟气进行处理，以降低氮氧化物排放量。

4.空气过剩系数：实际空气量与理论空气量之比。

5.气体吸附：指用多孔固体吸附剂将气体混合物中一种或数组分被浓集于固体表面，而与其他组分分离的过程。

简答1.除尘器可以分为哪几类？就其中两种简述其作用机理。

2.太原市的主要污染源有哪些？针对其污染有什么解决方案？3.烟囱的高度设计中应注意什么问题？4.气态污染物的控制技术有哪些，并说明其发展方向。

5.根据如今的汽车燃油问题，发挥想象，畅想未来新工具。

答案（一）根据除尘器的作用机理，可将其分为四种，分别为机械除尘器，电除尘器，袋式除尘器与湿式除尘器。

（1）机械除尘器通常指利用质量力的作用使颗粒物与气流分离的装置，包括重力沉降室，惯性除尘器和旋风除尘器。

含尘气体进入重力沉降室后，由于扩大了流动截面积而使气体流速大大降低，使较重的颗粒在重力作用下缓慢向灰斗沉降；在沉降室内设置各种挡板，使含尘气体流冲击在挡板上，气流方向发生急剧变化，借助颗粒本身的惯性力，使其与气流分离；旋风除尘器是利用旋转气流产生的离心力使颗粒从气流中分离。

（2）电除尘器是含尘气体在通过高压电场进行电离的过程中，使尘粒荷电，并在电场力的作用下使尘粒沉积在集尘极上，将尘粒从含尘极上分离出来。

（三）（1）工矿企业点源排放筒高度不得低于它所从属建筑物高度的两倍。

（2）排放大气污染物的排气筒，其高度不得低于15米（3）排气筒高度应比主厂房最高点高出3米以上（4）分散的烟囱不利于产生较高的抬升高度，当需要设计几个烟囱时，尽量采用多管集合烟囱（二）气态污染物的控制技术有吸收法，吸附法，催化法。

填空1.燃烧过程的“三T”条件为：温度、时间和湍流度。