烟尘的比电阻在104-1011Ω-cm范围时,由于它在电除尘器内电中和速度适当,所以能获得较好的除尘效率,并且除尘效率变化不大。如烟尘的比电阻在1011Ω-cm以上时,则随着集尘极上尘粒的增多,两界面间的电位差也逐渐升高,当集尘层绝缘被破坏,随即在集尘极上发生反电晕现象,频频发生火花放电,极电压降低,电场减弱,则除尘器的效率随之降低。当比电阻大于1012-1013Ω-cm时,火花放电消失但出现荧光现象,此时有很大的正电晕电流发生,除尘效率更加降低。
在工业上降低比电阻的方法,可采用向含尘气体中喷入水、水蒸汽、三氧化硫或其他调阻剂进行调阻,从而使高比电阻烟尘适于除尘器的要求,以提高其除尘效率。
湿式电除尘器是通过连续不断地向集尘极喷水而形成液膜,而半湿式电除尘器是通过间歇向集尘极表面增温来防止粉尘的再飞杨。此两种型式除尘器具有如下优点:
(1)由于集尘极表面经常被液体冲洗,所以能获得较强的电场。
(2)不会因为烟尘的比电阻大而发生反电晕。并且也不会因为烟尘的比电阻小而发生二次飞杨。
(3)清灰不用撞击振动电极。
(4)干式电除尘器的烟气流速一般为0.5—2米/秒,而湿式电除尘器中烟气流速可达2米/秒,一般来说,比干式电除尘器处理的烟气量大。但湿式、半湿式电除尘器存在有大量乳浊液需要处理的问题。
电除尘器具有以下几方面特点:
(1)除尘效率高可达99.9%以上。能捕集粒径0.1μm或更小的烟雾。
(2)阻力损失小,干式电除尘器大约有10mmH2O,湿式约为20mmH2O。
(3)维护简单,处理烟气量大,其操作费用比较节省,一般多适于处理量大、尘粒小的含尘气体。
(4)可处理各种不同性质的烟雾,温度可达500℃,湿度可达100%,而且也能处理易爆气体。
二、主要气体污染物的治理技术
1.从排烟中去除SO2的技术
从排烟中去除SO2的技术简称“排烟脱硫”。据初步统计,目前排烟脱硫方法已有80多种,其中有些方法目前是处于实验室或半工业性试验阶段,而多数方法就其工艺原理来说,是可以用于工业生产装置上进行脱硫的,但是对低浓度的SO2(含量<3.5%)烟气(由于烟气量大,浓度低)需要较大的脱硫装置,这不仅在工程和设备方面还存在着种种技术上的困难,而且在吸收剂或吸附剂的选用和副产品的处理或利用等方面,也存在着可行性和经济性等问题。所以对低浓度SO2烟气的治理,进展较为缓慢。近20年来,日、美等国对低浓度SO2烟气脱硫的研究趋势是,从六十年代以前的干法脱硫转向以湿法脱硫为主,这是因为湿法脱硫效率高,并可回收硫的副产物。
用于工业装置上的排烟脱硫应注意以下几个原则:(1)排烟脱硫的工艺原理及过程应简单紧凑;操作和管理应简便;(2)脱硫装置应具有较高的脱硫效率,能长期连续运转,经济效果好,节省人力、占地面积小;(3)在脱硫过程中应不造成二次污染,回收的产物应无二次公害,脱硫用的吸收剂和吸附剂等价格便宜而又容易获得。在工艺方法上应尽可能回收有用的硫资源。
排烟脱硫方法,可分为湿法和干法两种。用水或水溶液作吸收剂吸收烟气中SO2的方法,称为湿法脱硫;用固体吸收剂或吸附剂吸收或吸附烟气中SO2的方法,称为干法脱硫。此外,根据工艺过程原理排烟脱硫方法又可分为吸收法(湿法和干法)、吸附法(干法)和氧化法(干法)等。下面简略介绍湿法和干法排烟脱硫的过程。
1)湿法排烟脱硫 湿法中由于所使用的吸收剂不同,主要有氨法、钠法、石灰-石膏法、钱法以及催化氧化法等。
(1)氨法:此法是用氨水(NH3·H2O)为吸收剂吸收烟气中的SO2,其中间产物为亚硫酸铵[(NH4)2SO3]和亚硫酸氢铵[NH4HSO3]:
2NH3·H2O+SO2→(NH4)2SO3+H2O
(NH4)2SO3+SO2+H2O→2NH4HSO3
采用不同方法处理中间产物,可回收硫酸铵、石膏和单体硫等副产物。
(a)回收硫铵法:此法是在中间产物(吸收液)中加入NH3·H2O使其中之NH4HSO3转化成(NH4)2SO3,然后再经空气氧化、浓缩、结晶等过程即可得到硫酸铵:
(b)回收石膏法:在上法所回收的(NH4)2SO4 溶液中再添加石灰或石灰石乳浊液,经反应后而得到石膏。反应生成的NH3用水吸收重新返回作吸收剂。
(NH4)2SO4+Ca(OH)2→CaSO4·2H2O+2NH3
(NH4)2SO4+CaCO3+H2O→CaSO4·2H2O+2NH3+CO2
溶液中没有被氧化的(NH4)2SO3与添加的Ca(OH)2(或
(c)回收硫磺法:将(NH4)2SO3溶液加热分解,可制得浓的SO2溶液。再以H2S还原,即可得到单体硫。
(NH4)2SO3→2NH3+SO2+H2O
SO2+2H2S→3S+2H2O
(2)钠法:此法是用氢氧化钠、碳酸钠或亚硫酸钠水溶液为吸收剂吸收烟气中的SO2。因为该法具有对SO2吸收速度快,管路和设备不容易堵塞等优点,所以应用比较广泛,其反应如下:
2NaOH+SO2→Na2SO3+H2O
Na2CO3+SO2→Na2SO3+CO2
Na2SO3+SO2+H2O→2NaHSO3
本文标题:大气污染物的防治(9)
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