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1、工业废气治理工艺设计方案工业废气治理工艺设计方案第 1 章 工业废气治理说明工业废气未经治理直接排放在大气中势必会对周围的环境造成污染，影响周围居民的生活。为有效保护环境，保障公众健康，同时为决策部门提供决策依据，按照建设项目环境保护管理条例(1998 国务院 253 号)和其它相关法律、法规的规定，建设项目必须进行环境治理。为企业的可持续发展，甲方决定对其进行治理，使废气治理后达标外排。为此我公司在对项目进行现场踏勘的基础上，结合有关技术资料、法律法规、技术导则和政府文件，编制完成了该项目的废气处理工艺设计方案，待业主审核后实施。第 2 章 废气中主要污染物特征及危害2.1 污染物的种类根据
2、我国环境空气质量标准（GB30951996）的规定，大气中的主要污染物有：颗粒物、二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOx）、一氧化碳（CO）、铅（Pb）、氟化物、苯并a芘及臭氧（O3），其主要物理、化学特性如下；2.2 几种主要污染物的特征2.2.1 颗粒污染物的特征大气气溶胶是一个极为复杂的体系，它们对环境和人类影响很大，其影响不仅取决于颗粒物的大小，也和颗粒物的浓度和化学组成密切相关。2.2.2 二氧化硫的特征SO2 是含硫大气污染物中最重要的一种。SO2 为无色、有刺激性臭味的有毒气体，不可燃，易液化，气体密度 2.927kg/m3，沸点-10,熔点-72.7，蒸气压 155.4kpa(1
3、165.4mmHg,0),溶于水，水中溶解度为 11.5g/L，一部分与水化合成亚硫酸。2.2.3 氮氧化物的特征（1）氮氧化物氮氧化物中，NO 和 NO2 是两种最重要的大气污染物。NO 为无色气体、淡蓝色液体或蓝白色固体，熔点-163.6，沸点-151.8，密度 1.3402kg/m3，在空气中容易被 O3 和光化学作用氧化成 NO2。NO2 为黄色液体或棕红色气体，熔点-11.2，沸点 21.2，相对密度 1.4494（液体，20），能溶于水生成硝酸和亚硝酸，具有腐蚀性。（2）光化学烟雾由石化燃料燃烧和汽车尾气排出的 NOx、烃类和太阳紫外线是形成光化学烟雾的三个要素。NOx 形成光化学
4、烟雾的大气主要特征是有二次污染物-光化学氧化剂的生成。主要的氧化剂是臭氧（O3），还包括过氧化氢（H2O2）、有机过氧化合物（ROOR）、有机氢过氧化合物（ROOH）和过氧乙酰硝酸酯、过氧丙酰硝酸酯（PPN）、过氧丁酰硝酸酯（PBN）、过氧苯甲酰硝酸酯（PBZN）等。此外还有醛类如甲醛、丙烯醛等。（3）一氧化碳（CO）一氧化碳为无色无臭气体，极毒！不易液化和固化，微溶于水，20时溶解度为 0.041g/L。溶点-199，沸点-191.5；蒸气压308.636kPa（-180），2.185MPa(-150)；相对密度0.96716（空气 = 1）。CO 易燃，在空气中呈蓝色火焰。CO 是煤气的主
5、要成分。（4）含氟化合物大气中常遇到的含氟化合物的主要有氟化氢、氟利昂、含氟农药和除莠剂等，它们在工农业生产中使用较多。当含氟化合物在大气中的残留浓度超过允许浓度时，对植物和动物生命，以致气候都会产生显著影响。（5）铅（Pb）铅是银灰色的软金属，在自然界中以硫化铅、碳酸铅、硫酸铅等形式存在。2.3 主要污染物对人体的危害2.3.1 颗粒污染物（大气气溶胶）的危害大气颗粒污染物来源广泛，成分复杂，含有许多有害的无机物和有机物。它还能吸附病原微生物，传播多种疾病。总悬浮颗粒物（TSP）中粒经5m 的可进入呼吸道深处和肺部，危害人体呼吸道，引起支气管炎、肺炎、肺气肿、肺癌等。侵入肺组织或淋巴结，可引
6、起尘肺。尘肺因所积的粉尘种类不同，有煤肺、矽肺、石棉肺等。TSP 还能减少太阳紫外线，严重污染地区的幼儿易患软骨病。2.3.2 氮氧化物（NOx）的危害新的研究表明 NO 比 NO2 毒性更大。NO 对人体的危害主要是能和血红蛋白（Hb）结合。生成 HbNO，使血液输氧能力下降。NO 对血红蛋白的亲和性约为 CO 的 1400 倍，相当于 O2 的 30 万倍。NO2 是有刺激性的气体，毒性很强，约为 NO 的 45 倍。对呼吸器官有强烈的刺激作用，进入人体支气管和肺部，可生成腐蚀性很强的硝酸及亚硝酸或硝酸盐，从而引起气管炎、肺炎、甚至肺气肿。亚硝酸盐还可与人体血液中的血红蛋白结合，形成正铁血
7、红蛋白，引起组织缺氧。2.3.3 一氧化碳（CO）的危害CO 是在环境中普遍存在的，在空气中比较稳定的、积累性很强的大气污染物。CO 毒性较大，主要对血液和神经有害。CO 吸入人体后，通过肺泡进入血液循环，它与血红蛋白结合力比氧与血红蛋白的结合中力大 200300 倍。CO 与人体血液中的血红蛋白（Hb）结合后，生成碳氧血红蛋白（CO Hb），影响氧的输送，引起缺氧症状。CO 中毒最初可见的影响是失去意识，连续更多的接触会引起中枢神经系统功能损伤、心肺功能变异、恍惚昏迷、呼吸衰竭和死亡。2.3.4 铅（Pb）铅不是人体必须元素，它的毒性很隐蔽而且作用缓慢。铅能通过消化道、呼吸道或皮肤进入人体，
8、对人的毒害是积累性的。铅被吸收后在血液中循环，除在肝、脾、肾、脑和红细胞中存留外，大部分（90%）还以稳定的不溶性磷酸盐存在于骨骼中。铅是对人类有潜在致癌性的化学物质，靶器官是肺、肾、肝、皮肤、肠。铅的化合物中毒性最大的是有机铅，如汽车废气中的四乙基铅，比无机铅的毒性大 100 倍，而且致癌。四乙基铅的慢性中毒症状为贫血、铅绞痛和铅中毒性肝炎。在神经系统方面的症状是易受刺激、失眠等神经衰弱和多发性神经炎。急性中毒往往可以由于神经麻痹而死亡。四乙基铅的毒性作用是因为它在肝脏中转化为三乙基铅，然后抑制了葡萄糖的氧化过程，由于代谢功能受到影响，导致脑组织缺氧，引起脑血管能力改变等病变。2.3.5 含
9、氟化合物的危害1、氟化氢 有强烈的刺激和腐蚀作用，可通过呼吸道粘膜、皮肤和肠道吸收，对人体全身产生毒性作用。氟能和人本骨骼和血液中的钙结合，从而导致氟骨病。长期暴露在低浓度的氢氟酸蒸气中，可引起牙齿酸蚀症，使牙齿粗糙无光泽，易患牙龈炎。当空气中 HF浓度为 0.030.06mg/m3 时，儿童牙斑釉患病率明显增高。HF 的慢性中毒可造成鼻粘膜溃疡、鼻中隔穿孔等，还可引起肺纤维化。高浓度的 HF 能引起支气管炎和肺炎。HF 的阈限值时间加权平均值为 3*10-6，短时间接触限值为 6*10-6。2、四氟化硅 密度为空气密度 3.6 倍的气体，同样刺激呼吸道粘膜。2.3.6 二氧化硫（SO2）的危
10、害二氧化硫排入空气后，对人体健康会造成影响。SO2 能刺激人的眼睛和呼吸系统，增加呼吸道阻力，还刺激粘液分泌。低浓度SO2 长期作用于呼吸道和肺部，使呼吸系统生理功能减退，肺泡弹性减弱，肺功能降低，可引起气管炎、支气管哮喘、肺气肿等。高浓度的 SO2 对呼吸衰竭的人特别敏感。SO2 进入血液，可引起全身毒性作用，破坏酶的活性，影响酶及蛋白质代谢。大气中的二氧化硫还会形成酸雾。通常所说的酸雾是指雾状的酸类物质。在空气中酸雾的颗粒很小，比水雾的颗粒要小，比烟的湿度要高，粒径为 0.110 m，是介于烟气与水雾之间的物质，具有较强的腐蚀性。酸雾的形成机理主要有两种：一种是酸液表面蒸发，酸分子进入空气
11、，与空气中的水分凝并而形成雾滴；另一种是酸溶液内有化学反应，形成气泡上浮到液面后爆破，将液滴带出。另外，伴随酸雾排放过程不可避免地会有呈分子态的酸性气态污染物如 SO2 和NOX 等的排放，所以其排放过程和排放物成分比较复杂。酸雾的危害。导致大气酸化的首要污染物是化石燃料在燃烧过程中排放出来的二氧化硫和氮氧化物，而酸雾的排放也不容忽视，因为和燃烧烟气相比较，酸雾的腐蚀力更强、毒性更大。例如就硫酸雾来讲，它的毒性比二氧化硫高约 10 倍之多。酸雾的排放会造成工作场所的空气中酸雾和酸性气体弥漫，排入大气后又会造成大气环境中的酸沉降。它不仅危及工人及厂房周围居民的身体健康，腐蚀厂房设备及精密仪器，造
12、成生产和生活的损失，而且还会对农作物及其他动植物的生存带来不良影响，造成对建筑物、文物古迹等的损坏等。因此，人们在加强对燃煤烟气、汽车尾气等进行治理的同时，也迫切需要采取得力措施控制酸雾的排放，以遏制大气环境的酸化和酸雨的发展。大气中的二氧化硫还会形成酸雨。酸雨就是酸性的雨。准确的说，pH 值小于 5.65 的雨叫酸雨。酸雨的成因是一种复杂的大气化学和大气物理的现象。酸雨中含有多种无机酸和有机酸，绝大部分是硫酸和硝酸。工业生产、民用生活燃烧煤炭排放出来的二氧化硫，燃烧石油以及汽车尾气排放出来的氮氧化物，经过“云内成雨过程”，即水汽凝结在硫酸根、硝酸根等凝结核上，发生液相氧化反应，形成硫酸雨滴和
13、硝酸雨滴；又经过“云下冲刷过程”，即含酸雨滴在下降过程中不断合并吸附、冲刷其他含酸雨滴和含酸气体，形成较大雨滴，最后降落在地面上，形成了酸雨。我国的酸雨是硫酸型酸雨。酸雨的形成：酸雨多成于化石燃料的燃烧：S+O2（点燃）SO2 2SO2+2H2O+O22H2SO4氮的氧化物溶于水形成酸：4NO2+2H2O+O24HNO3酸雨的危害。硫和氮是营养元素。弱酸性降水可溶解地面中矿物质，供植物吸收。如酸度过高，pH 值降到 5.6 以下时，就会产生严重危害。它可以直接使大片森林死亡，农作物枯萎；也会抑制土壤中有机物的分解和氮的固定，淋洗与土壤离子结合的钙、镁、钾等营养元素，使土壤贫瘠化；还可使湖泊、河
14、流酸化，并溶解土壤和水体底泥中的重金属进入水中，毒害鱼类；加速建筑物和文物古迹的腐蚀和风化过程；可能危及人体健康。酸性雨水的影响在欧洲和美国东北部最明显，而且被大力宣传，但受威胁的地区还包括加拿大和中国等地。在某些地方，偶尔观察到降下的雨水像醋那样酸。酸雨影响的程度是一个争论不休的主题。对湖泊和河流中水生物的危害是最初人们注意力的焦点，但现在已认识到，对建筑物、桥梁和设备的危害是酸雨的另一些代价高昂的后果。污染空气对人体健康的影响是最难以定量确定的。 受到最大危害的是那些缓冲能力很差的湖泊。当有天然碱性缓冲剂存在时，酸雨中的酸性化合物(主要是硫酸、硝酸和少量有机酸)就会被中和。然而，处于花岗岩
15、(酸性)地层上的湖泊容易受到直接危害，因为雨水中的酸能溶解铝和锰这些金属离子。这能引起植物和藻类生长量的减少，而且在某些湖泊中，还会引起鱼类种群的衰败或消失。由这种污染形式引起的对植物的危害范围，包括从对叶片的有害影响直到细根系的破坏。综上所述，对该项目外排烟气的治理是非常必要和刻不容缓的，是一件造福子孙、利国利民的大好事。第 3 章 方案编制3.1 编制依据? 公司有关领导的情况介绍和我方技术人员实地考察。?中华人民共和国环境保护法。?中华人民共和国大气污染防治法。?环境空气质量标准（GB3095-1996）。?大气污染物排放标准（GB16297-1996）。?建筑结构荷载规范（GBJ9-8
16、7）。?通用设备安装工程质量检验评定标准（TJ305-79）。? 机电设备制造与选用根据各相关标准。3.2 设计参数3.2.1 处理废气量依据该公司提供的情况，根据真空泵房的大小以及污染物的产生状况，采用控制速度法计算设计集气罩的集气：40000 m3/h。3.2.2 废气处理后浓度经治理后废气排放达到大气污染物排放标准（GB16297-1996）二级要求。3.3 编制原则（1）执行国家相关环境保护政策和有关法规、规范及标准；（2）烟气治理工程系统运行稳定可靠。（3）采用技术成熟、工艺先进、易于操作管理的处理工艺，系统操作、管理及维护简便，工程投资省，运行费用低。（4）处理工艺中选用的设备应与该厂现有设备配套，不影响该厂现有设备的正常运行，兼顾原有的设施，因地制宜，降低投资成本。（5）洗涤器选择湿法，废气去除效率大于 90%。 第 4 章 工艺设计4.1 工艺流程选择针对该公司的废气排放所含物质，治理方案考虑采用填料喷淋塔进行处理。喷淋塔是利用吸收的原理来达到处理废气的目的。吸收法处
