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几种典型有毒有害气态污染物的净化 天津大学环境科学与工程学院 马德刚 1、含氟废气 含氟废气 的产生 含氟废气主要是指含氟化氢（HF）和四氟化硅（SiF4）的废气，它主要来源于工业生产过程，如电解铝、炼钢、磷肥、氟塑料生产、化铁炉，另外还有玻璃、陶瓷、砖瓦、搪瓷等行业。其中以电解铝和磷肥工业排放量最大。据测算，每生产一吨铝，要排放16～24公斤的氟；生产一吨黄磷排放30公斤氟，生产一吨磷肥排放5～25公斤氟。煤中也含有氟，每公斤约40～300毫克，高的达1400毫克，煤燃烧时，约78%～100%的氟排放出来。 含氟废气的吸收净化 水吸收法 ：用水吸收含氟废气主要是基于氟化氢和四氟化硅极易溶于水的特性。氟化氢溶于水生成氢氟酸，四氟化硅溶于水生成氟硅酸和硅胶。 碱吸收法：碱吸收法的机理与上述水吸收法基本相同，只是把水改为碱水，一般是用Na2CO3水溶液吸收含氟化氢废气制取冰晶石；用碱水吸收氟化氢或四氟化硅，最后都得到氟化物（NaF或NH4F），再定量地加入偏铝酸钠（NaF溶液中）或硫酸铝和Na2SO4（NH4F溶液中），生成冰晶石。 含氟废气的吸附法净化 用氧化铝粉作吸附剂吸附铝厂烟气中的氟化氢是20世纪60年代电解铝厂含氟烟气治理技术上的一个重要突破。它不仅可以用来净化预焙窑的烟气，而且还可以处理净化电解槽出来的含氟废气，目前来自预熔窑的烟气主要是采用吸附法，而来自电解槽的烟气还可采用吸收法。 吸附法净化含氟化氢废气有很高的净化效率，一般可达到98%以上。吸附完氟化氢的氧化铝不需再生，可直接送到电解槽作为电解铝的原料。工艺流程简单，不存在水污染和系统腐蚀问题，因此，与湿法相比，其投资和运行费用都比较低，可用于各种气候条件。 2、有机废气 有机废气的来源 数百种有机化合物的蒸气可对空气造成污染，称作挥发性有机废气（VOCs）。由于大多数有机废气都对人体有害，有很多的有机废气还有致癌、致畸、致突变的作用，因此对其在空气中的含量要求非常严格。这些有机废气来源于化工、石油化工、轻工等许多行业和部门，有些行业比如石油开采与加工、炼焦与煤焦油加工、有机合成、溶剂加工、感光材料、油漆涂料加工及使用等，尤其带来严重污染。 有机废气的净化 基本方法：冷凝法、吸收法、吸附法、燃烧（催化燃烧、热力燃烧或直接燃烧）、膜法、生物法等，或上述方法的组合。 选择方法：既考虑技术上的可行性，又考虑经济上的可行性。具体应从污染物的性质、浓度、净化要求并结合生产中的具体情况以及投资、运转费用、回收效益等诸方面予以考虑，同时还要综合考虑环境效益和社会效益。 冷凝法治理有机废气 冷凝法的基本原理 冷凝法的特点 冷凝法的适用范围 冷凝法的流程与设备 冷凝法的基本原理 同一物质饱和蒸汽压的大小与温度有关。温度越低，饱和蒸汽压值越低。对含有一定浓度的有机蒸汽的废气，当将废气降到某一温度时，与其相应的饱和蒸汽压值已低于废气组分分压时，该组分就要凝结为液体，即实现了气体分离的目的。 冷凝法的特点 由于冷凝法净化对废气的净化程度受冷凝温度的限制，要求净化程度高或处理低浓度废气时，需要将废气冷却到很低的温度，经济上不合算，因此，在大多数情况下，不单独使用冷凝法治理有机废气，而是作为其他处理方法的预处理工序。但冷凝法净化所需设备和操作条件比较简单，回收物质纯度高。 冷凝法的适用范围 处理高浓度有机废气，特别是组分单纯的气体。 作为吸附净化或燃烧的预处理，以减轻后续操作的负担。 处理含有大量水蒸气的高温气体。 冷凝法的流程与设备 表面冷凝器 使用一间壁，将冷却介质与废气隔开，通过间壁传热将废气中的热量转移出来，使废气冷却。列管式冷凝器、喷洒式蛇管冷凝器等均属此类设备。使用此类设备可以回收被冷凝组分，但冷却效率较差。 接触冷凝器 将冷却介质（通常采用冷水）与废气直接接触进行换热的设备。使用这类设备冷却效果较好，但冷凝物质不易回收。在有机废气治理时往往只作为预处理设施。喷淋塔、填料塔、板式塔、喷射塔等属此类设备。 吸收法治理有机废气 在大部分有机废气的治理中，不采用吸收法，其主要原因是合适的吸收剂的选择。目前只有在石油炼制、石油化工的生产及储运中，采用溶剂吸收法对烃类（如苯类、汽油、石脑油等）进行回收。 对苯类的吸收，多采用二乙二醇醚作吸收剂。对汽油等轻质油品，多采用轻柴油作吸收剂进行吸收。吸收装置多采用吸收塔。 吸附法治理有机废气 对于低浓度的有回收价值的有机废气，多采用吸附法，因为此种方法可以实现有机废气的资源化，同时，吸附法净化有机废气可以达到相当彻底的程度。例如在大量使用有机溶剂的行业如涂布、喷涂、感光材料等行业，还有一些使用有机溶剂的化工、石化行业，采用吸附的方法回收有机溶剂的量相当可观。 吸附法净化的工艺流程 催化