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1、,化工废气处理技术,化工废渣处理技术,化工清洁生产概要,工业毒物的危害及防护技术,化工防火防爆技术,环境质量评价,化工安全设计与安全管理,化工废水处理技术,化工安全系统安全分析与评价,绪 论,水汽,干燥空气 （主要成分为氮、氧和氩 ）,悬浮微粒,大气组成,大气的组成：,恒定组分：N2、O2、Ar 可变组分：CO2、H2O 不定组分：H2S、SOx、NOx,掌握化工废气来源与危害,定义：大气污染通常是指由于人类活动和自然过程引起某种物质进入大气中，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环境的现象。,大气污染物可以通过各种途径降到水体、土壤和作物中影响环境，
2、并通过呼吸、皮肤接触、食物、饮用水等进入人体，引起对人体健康和生态环境造成近期或远期的危害。,世界上八大公害事件有五大公害属于大气污染事件： 1. 1930年12月15日比利时马斯河谷烟雾污染事件 2. 1948年10月2631日美国宾州多诺拉大气污染事件 3. 20世纪40年代初期美国洛杉矶光化学烟雾事件 4. 1952年12月58日英国伦敦烟雾事件 5. 1961年日本四日哮喘事件 6. 1968年3月日本北九州市、爱知县米糠油中毒事件 7. 19531956年日本熊本县甲基汞中毒事件 8. 19551972年日本富山县神通川流域骨痛病事件（镉污染）,大气污染不仅影响周围的环境，而且对全球
3、环境也带来影响： 1.温室效应与全球变暖 大气中二氧化碳、甲烷和氮氧化合物含量越高，热外流越受阻，从而地表温度也升得越高，称为温室效应。,温室气体排放迅速增加 在过去100年内全球平均气温升高了0.6，预计21世纪末全球平均气温将升高3，冰川融化，到2100年世界海平面将升高0.62米。 气温升高导致全球出现各种灾害性气候，台风、洪水、干旱等灾害频发。,2.臭氧层破坏 臭氧层存在于地球大气层上部平流层，是地球保护屏障。,人类活动排放到高空的氯氟烃如氟利昂（CFCl3）等含有大量自由氯原子能催化分解大量臭氧分子，破坏了平流层中臭氧的平衡，出现臭氧层变薄甚至产生臭氧空洞 按现行减少速度，到2075
4、年，臭氧将比1985年减少40%，全球皮肤癌患者将达1.5亿人。臭氧空洞还在继续扩大。,3.酸雨 酸雨是指pH值小于5.6的酸性降水。,大气中的SO2和NOx在强光照射下发生光化学氧化作用，并与水汽结合而形成硫酸和硝酸导致雨水呈酸性。产生酸雨的物质主要来源于人类生产生活中矿物燃料的燃烧，尤其是煤炭和石油。,酸雨造成死亡之湖（纽约州）,酸雨毁坏的德国森林,酸雨带来一片凄凉景象,酸雨对文物古迹的损害,我国酸雨分布情况,废气污染物的来源,燃料燃烧 工业生产过程 农业生产过程 交通运输过程,废气分类及来源,废气(waste gas)是指人类在生产和生活过程中排出的有毒有害的气体。排放的废气气味大，严重
5、污染环境和影响人体健康。,1：颗粒污染物： 一般指悬浮在空气当中的固体或液体物质，通常称为微粒物或颗粒物。 2：气态污染物： 1）以S02为主的含硫化合物：如硫化氢、二氧化硫、三氧化硫、硫酸、亚硫酸盐和有机硫气溶胶等 。 2）以NO 和NO2为主的含氮化合物。 3）碳的氧化物：主要是CO和CO2，如“温室效应”。 4）碳氢化合物：统称烃类，它们是形成危害人类健康的光化学烟雾的主要成分。 5）含卤素的化合物：通常主要指氟化氢(HF) 和 氯化氢(HCL)，它们可以破坏臭氧层，导致人们患皮肤病及致癌。,废气分类,按大气的污染物状态分类：,无机污染物的废气,有机污染物的废气,既含无机又含有机污染物的
6、废气,主要来自氮肥、磷肥、无机盐行业，产生氮氧化物、二氧化硫、甲烷、氟化物、盐酸、一氧化碳等,主要来自有机原料及合成材料、农药、染料、涂料等恒业，产生有机气体如醇类、醛类、烃类等,主要来自氯碱、炼焦等行业,按所含污染物性质不同可分为：,废气分类,易燃易爆气体较多：氢、一氧化碳及酮、醛等有机可燃物，当排放量大时，就可能造成火灾、爆炸事故。 含有毒或腐蚀性气体：如二氧化硫、氮氧化合物、氯气、氯化氢及多种有机物，其中二氧化硫和氮氧化物的排放量最大。这些气体会直接损害人体健康，腐蚀设备、建筑物的表面，还会形成酸雨污染地表和水域。 浮游粒子种类多，危害大：粉尘、烟气和酸雾等。,化工废气的特点,主要废气污
7、染物及其危害,1.碳氧化物 一氧化碳 无色、无臭、无味的气体，当人们吸入CO时，它与血红蛋白结合。 是城市大气中数量最多的污染物，碳氢化合物燃烧不完全是CO的主要来源，如汽车排放尾气。其主要危害在于能参与光化学烟雾的形成，以及造成全球的环境问题。,二氧化碳 含碳物质完全燃烧的产物，也是动物呼吸排出的废气。它本身无毒，对人体无害，但其含量8%时会令人窒息。近年来研究发现，现代大气中的CO2的浓度不断上升引起地球气候变化，这个问题称之为“温室效应”。所以联合国环境决策署决议将CO2列为危害全球的6种化学品之一。 防治措施 目前对CO的局部排放源的控制措施主要集中在汽车方面。如使用排气的催化反应器，
8、加入过量空气使CO氧化成CO2。,2.硫的氧化物（SO2或SO3 ） SO2 具有强烈的刺激性气味，它能刺激眼睛，损伤呼吸器官，引起呼吸道疾病。特别是SO2与大气中的尘粒、水分形成气溶胶颗粒时，这三者的协同作用对人的危害更大。这种污染称为伦敦型烟雾或叫硫酸烟雾。 SO2的腐蚀性很大，能导致皮革强度降低，建筑材料变色，塑像及艺术品毁坏。在与植物接触时，会杀死叶组织，引起叶子脱色变黄，农作物产量下降。另外， SO2在大气中含量过高是形成酸雨污染的重要因素。 防治措施 大气中的SO2主要通过降水清除或氧化成硫酸盐微粒后再干沉降或雨除。除此之外，土壤的微生物降解、化学反应、植被和水体的表面吸收等都是去
9、除SO2的途径。,3.氮氧化合物（NO、NO2 ） 来源 人为排放主要来源于矿物燃料的燃烧过程（包括汽车及一切内燃机的排放）、生产硝酸工厂排放的尾气。氮氧化物浓度高的气体呈棕黄色，从工厂烟囱排出来的氮氧化物气体称之为黄龙。,影响 对人类的影响 当空气中的NO2含量达150mL/m3时，对人的呼吸器官有强烈的刺激，38小时会发生肺水肿，可能引起致命的危险。 对森林和作物生长的影响 NOX通过叶表面的气孔进入植物活体组织后，干扰了酶的作用，阻碍了各种代谢机能；有毒物质在植物内还会进一步分解或参与合成过程，产生新的有害物质，侵害机体内的细胞和组织，使其坏死。 NOX也是形成酸雨的重要原因之一。酸雨可
10、以破坏作物的根系统的营养循环；与臭氧结合损害树的细胞膜，破坏光合作用；酸雾还会降低树木的抗严寒和干燥的能力。 对全球气候的影响 氮氧化物和二氧化碳引起“温室效应”，使地球气温上升1.54.5，造成全球性气候反常。,4.碳氢化合物 人为排放源 汽油燃烧（38.5%）、焚烧（28.3%）、溶剂蒸发（11.3%）、石油蒸发和运输消耗（8.8%）、提炼废物（7.1%）。美国排放碳氢化合物占总产量的比例高达34%，其中半数以上来自交通运输。汽车排放的碳氢化合物主要有两类：烃类，如甲烷、乙烯、乙炔、丙烯、丁烷等；醛类，如甲醛、乙醛、丙醛、丙烯醛和苯甲醛等。此外还有少量芳烃和微量多环芳烃致癌物。 危害 一般
11、碳氢化合物对人的毒性不大，主要是醛类物质具有刺激性。对大气的最大影响是碳氢化合物在空气中反应形成危害较大的二次污染物，如光化学烟雾。 防治措施 碳氢化合物从大气中去除的途径主要有土壤微生物活动，植被的化学反应、吸收和消化，对流层和平流层化学反应，以及向颗粒物转化等。,5.粒状污染物（如烟、尘、雾等） 天然过程排放颗粒物主要有火山爆发的烟气、岩石风化的灰尘、宇宙降尘、海浪飞逸的盐粒、各种微生物、细菌、植物的花粉等，约占大气颗粒物总量的89%。由燃料燃烧、开矿、选矿或固体物质的粉碎加工（磨面粉、制水泥等）、火药爆炸、农药喷洒等人工排放约占颗粒物总量的11%。人为排放集中在人类活动的场所如厂矿、城市
12、等，它增加了人类周围环境的大气负担。,化工废气处理原则,颗粒污染物 如：粉尘、烟尘、雾滴和尘雾的颗粒状污染物。 利用其质量大的特点，通过外力的作用将其分离出来，通常称为除尘。,气态污染物 如：SO2、NOx、CO、NH3、H2O、有机废气等。 利用污染物的物理性质和化学性质，通过冷凝、吸收、吸附、燃烧、催化转化等方法进行处理。,除尘技术,除尘通俗的讲就是：含尘气体中去除颗粒物的过程。实际上是一个固气相混合物分离问题，即是气溶胶非均相混合物的分离，从气溶胶中除去有害无用的固体或液体颗粒物的技术称为除尘技术。 由集尘罩、管道、除尘器、风机、排气筒以及系统辅助装置组成。,进入大气的固体粒子和液体粒子
13、均属于颗粒污染物。化工工业排放出废气中的颗粒污染物主要含有硅、铁、镍、钙、钒等氧化物及其他粒度在200um以下的浮游物质，这些物质都会污染周围的环境。,粉尘的物理性质，对于确定采用的除尘方法有重要影响。 粉尘性质中最重要的是粉尘颗粒尺寸和密度，此外还有比电阻率、附着性、粒子形状、亲水性、腐蚀性、毒性和爆炸性。,1、粉尘大小 2、尘粒密度（对于重力除尘及离心除尘等装置的性能有很大影响。） 3、尘粒的电阻率（对电除尘和过滤除尘装置的去除效率有很大影响）,改变尘粒电阻率的几种方法,1、改变温度：大多数尘粒的电阻是随温度升高而增大，直到一最大值。 2、加入水分：尘粒吸附水分后可使表面导电率增大，引起电
14、阻率降低。 3、添加化学药品：向含尘气体中添加化学药品可以调节尘粒电阻。 例如：向燃烧重油中加入适量的氨便可以提高电阻率。,除尘器的处理气体量,1,使用寿命,4,3,2,6,5,技术性能指标,经济指标,作为除尘器的性能指标，通常有下列六项：,除尘器的除尘效率,除尘器的压力损失,设备基建投资与运转管理费用,占地面积或占用空间体积,1、粉尘的浓度表示（根据含尘量的大小） 个数浓度：单位体积气体所含粉尘的个数，单位为 个/cm3。 质量浓度：单位标准体积气体所含悬浮粉尘的质量数，单位为 g/m3N。 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
15、小的参数，单位为m3/h、m3/s。,3、除尘装置的效率 （1）除尘装置的总效率：在同一时间内，由除尘装置整体除下的粉尘量与进入装置的粉尘量的百分比。 （2）除尘装置的分级效率：装置对某一粒径d为中心，粒径宽度为d烟尘除尘效率。,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，也称压力降。压力损失的大小用除尘装置进出口处气流的全压差来表示。,除尘装置的类型,按是否使用水或其他液体可分为 湿式除尘器、干式除尘器。 按效率的高低分： 高效除尘器、中效除尘器和低效除尘器 按除尘机制分：,机械式除尘器 湿式除尘器 过滤式除尘器 静电除尘器,三 除尘装置的类型,各类除尘装置的除尘原理,
16、（1）机械式除尘器 机械式除尘器是通过质量力的作用达到除尘目的的除尘装置。质量力包括重力、惯性力和离心力，主要除尘器形式为重力沉降室，惯性除尘器和旋风除尘器等。,重力沉降室除尘原理,重力沉降室是利用粉尘与气体的密度不同，使含尘气体中的尘粒依靠自身的重力从气流中自然沉降下来，达到净化目的的一种装置。,优点结构简单，投资少，使用方便，维护管理容易。 适用于颗粒粗、净化密度大、磨损强的粉尘。一般作为多级净化系统的预处理。,重力沉降室示意图,单层重力沉降室工作原理图 多层重力沉降室,惯性除尘器的除尘原理,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的方法为惯性力除尘，常用方法是使含尘气流冲击在挡扳上、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。,惯性除尘器除尘原理示意图,离心式除尘器的工作原理,使含尘气流沿某一定方向作连续的旋转运动，粒子在随气流旋转中获得离心力，使粒子从气流中分离出来的装置
