《化工设计概论 教学课件 ppt 作者 杨秀琴 徐绍红 主编第7章 环境保护与安全设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化工设计概论 教学课件 ppt 作者 杨秀琴 徐绍红 主编第7章 环境保护与安全设计（95页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第七章 环境保护与安全设计,1.化工厂设计对环境保护和安全生产方面 的要求。,本章重点,2.化工生产废气、废水、固体废物的污染 防治方法,3.防火防爆、建筑防火、防治工业毒物的 安全措施,4.噪声的控制与防护措施,第一节 化工生产废弃物处理,按照污染物存在的形态，大气污染物可分为颗粒污染物与气态污染物。 依照与污染源的关系，可将其分为一次污染物和二次污染物。 从污染源直接排出的原始物质，进入大气后其性质没有发生变化，称为一次污染物； 若一次污染物与大气中原有成分，或几种一次污染物之间，发生了一系列的化学变化或光化学反应，形成了与原污染物性质不同的新污染物，称为二次污染物。,一、化工生产废气污染
2、防治,1颗粒污染物,是指大气中除气体之外的的物质，粒度范围一般在0.01100微米之间。按颗粒粒径及形态的不同可分为以下几类。 (1)总悬浮颗粒物（TSP） 指能悬浮在空气中，空气动力学当量直径100微米的颗粒物。 (2)降尘 指粒径大于10微米，在重力作用下可降落的颗粒状物质。 (3)飘尘（SPM） 指那些长期飘浮在大气中的颗粒，其粒径小于10微米的悬浮物。 (4)可吸入颗粒物（PMl0） 指悬浮在空气中，空气动力学当量直径10微米的颗粒物。,(5)雾 是液态分散型气溶胶和液态凝集型气溶胶的统称。雾的粒径一般在10微米以下。 (6)烟 是指在燃料燃烧、高温熔融和化学反应等过程中所形成的颗粒物
3、，是固态凝集型气溶胶。粒径一般在0.011微米之间。 (7)烟雾 即当烟和雾同时形成时就构成烟雾。通常是固、液混合的气溶胶，具有烟和雾的二重性。其粒径小于10微米。 这些颗粒污染物遮挡阳光，降低能见度，与气态污染物作用产生多种化学烟雾，生成二次污染物，被人体吸入引发呼吸系统疾病。,气态污染物种类极多，能够检出的有上百种，对我国大气环境产生危害的主要污染物有五种。气体状态大气污染物的分类可见表7-1所示。 目前，我国大气污染中受到普遍重视的一次污染物主要有硫氧化物(SOx )，氮氧化物(NOx)，碳氧化物(CO，CO2)和颗粒物。受到普遍重视的二次污染物主要是光化学烟雾。,2气态污染物,化工生产
4、过程，会有大量的污染物排入大气中。这类污染物主要有粉尘、含硫化合物、含氮化合物、碳氢化合物以及卤素化合物等。化工主要行业废气来源及其主要污染物如表7-2所示。,二、化工生产废气的来源及主要污染物,三、化工生产废气的特点 ：,水污染源,种类繁多,组成复杂,非点源污染,广义：各种没有固定排污口的环境污染,狭义：通常限定于水环境的非点源污染（也称面源， 以后即称面源）,污染物浓度高,易产生二次污染物,世界卫生组织把大气中那些含量和存在时间达到一定程度以致对人体和动植物危害达到可测程度的物质，称为大气污染物。大气污染物排放标准见表7-3大气污染物浓度限值。（GB30951996 ),四、大气污染物排放
5、标准,五、常用的气态污染物的治理方法,1吸收法,2吸附法,3催化法,4燃烧法,5冷凝法,就是采用适当的液体作为吸收剂，使含有有害物质的废气与吸收剂接触，废气中的有害物质被吸收于吸收剂中，使气体得到净化的过程。 其中吸收剂的性能对净化效果的影响十分显著，因此，可针对性地选择吸收剂，如去除氯化氢、氨、二氧化硫、氟化氢等易溶于水的气体，可用水来吸收；去除氯化氢、二氧化硫、硫化氢等酸性气体可用碱液来吸收；若去除碱性气体可用酸液。,1吸收法,（1）钙法（石灰石膏法） 采用石灰石、生石灰或消石灰的乳浊液为吸收剂，吸收烟气中的SO2。吸收生成的CaSO3，经空气氧化后可得到石膏。,（2） 稀硝酸吸收法 用3
6、0左右的稀硝酸作为吸收剂，先将NOx用稀硝酸进行物理吸收，生成很少的硝酸；然后用空气进行吹脱，吹出 NOx后，硝酸被漂白；漂白酸经冷却后再用于吸收NOx。,吸附法就是使废气与大表面多孔性固体物质相接触，使废气中的有害组分吸附在固体表面上，使其与气体混合物分离，从而达到净化的目的。 吸附法烟气脱硫，应用较为广泛。当SO2气体分子与活性炭表面相遇时，被活性炭表面所吸附，烟气中的氧气将已吸附的SO2氧化成SO3，如果有水蒸气存在，SO3就和水蒸气结合形成H2SO4吸附于微孔中。,2吸附法,常用的吸附剂如表7-4 所示。,催化法净化气态污染物是利用催化剂的催化作用，将废气中的有害物质转化为无害物质或易
7、于去除的物质的一种废气治理技术。 典型的催化还原法排烟脱NOx工艺，用氨作还原剂，铜铬作催化剂，废气中NOx被 NH3 有选择地还原为N2和H2O，脱氮效率在90%以上。适用硝酸生产中NOx的治理。 工艺流程如图7-4所示。,3催化法,燃烧法是对含有可燃有害组分的混合气体加热到一定温度后，组分与氧反应进行燃烧，或在高温下氧化分解，从而使这些有害组分转化为无害物质。该方法主要应用于碳氢化合物、一氧化碳、恶臭、沥青烟、黑烟等有害物质的净化治理。 燃烧法工艺简单，操作方便，净化程度高，并可回收热能，但不能回收有害气体，有时会造成二次污染。常用的燃烧法有直接燃烧、热力燃烧、催化燃烧三种方法。如图7-5
8、为催化燃烧的热量回收流程图。,4燃烧法,冷凝法是利用物质在不同温度下具有不同饱和蒸气压这一性质，采用降低废气温度或提高废气压力的方法，使处于蒸气状态的污染物冷凝并从废气中分离出来的过程。该法特别适用于处理污染物浓度高的有机废气。 冷凝法不宜处理低浓度的废气，常作为吸附、燃烧等净化高浓度废气的前处理，以便减轻这些方法的负荷。如炼油厂、油毡厂的氧化沥青生产中的尾气，先用冷凝法回收，然后送去燃烧净化；此外，高湿度废气也用冷凝法使水蒸气冷凝下来，大大减少了气体量，便于下步操作。,5冷凝法,在化工生产中所排放的废气中的颗粒污染物质主要是含有硅、铝、铁、镍、钒、钙等氧化物的浮游物。 （一）粉尘的控制与防治
9、 对生产粉尘的单位尽量合理地用园林绿化带隔开，园林绿化带具有阻滞粉尘和收集粉尘的作用，可使粉尘向外扩散减少到最低限度； 在生产过程中需要对物料进行破碎、研磨等工序时，要使生产过程在采用密闭技术及自动化技术的装置中进行。 对工作场所引进清洁空气加强通风，对整个车间采取降尘防护措施。 加强个人防护，严格要求操作人员在生产场所使用防尘口罩、面罩等防护用具。 采用除尘设施，对悬浮在气体中的粉尘或落到地面或物体表面上的粉尘进行捕集分离。,六、颗粒污染物的净化方法,（二）除尘装置,装置作用原理,过滤除尘器,机械除尘器,湿式除尘器,电除尘器,机械除尘器,离心除尘器,惯性力除尘器,重力除尘器,在选用除尘器时，
10、要根据各种主要设备的优缺点和性能情况，气体污染的具体要求，通过分析比较来确定除尘方案，选定除尘装置。 常用除尘器的比较见表7-5。,2除尘装置的选择,还可以根据含尘气体的特性，从以下几方面考虑除尘装置的选择和组合。 若尘粒粒径较小，几微米以下粒径占多数时，应选用湿式、过滤式或电除尘式除尘器；若粒径较大，以10微米以上粒径占多数时，可选用机械除尘器。 若气体含尘浓度较高时，可用机械除尘器；若含尘浓度低时，可采用文丘里除尘器；若气体的进口含尘浓度较高而又要求气体出口的含尘浓度低时，则可采用多级除尘器串联组合方式除尘，先用机械式除去较大尘粒，再用电除尘或过滤式除尘器去除较小粒径的尘粒。, 对于黏附性
11、较强的尘粒，最好采用湿式除尘器。 不宜采用过滤式除尘器，因为易造成滤布堵塞；也不宜采用静电除尘器，因为尘粒黏附在电极表面上将使电除尘器的效率降低。 对于含有危险性组分的气体，应先将危险因素消除，再进行处理。如含CO的气体，可将CO转化为CO2 后再除尘。,1、色度 水的感官性状指标之一。 当水中存在着某种物质时，可使水着色，表现出一定的颜色，即色度。规定 lmg /L以氯铂酸离子形式存在的铂所产生的颜色，称为1度。 2、浊度 表示水因含悬浮物而呈浑浊状态，即对光线透过时所发生阻碍的程度。水的浊度大小不仅与颗粒的数量和性状有关，而且同光散射性有关，我国采用1L的蒸馏水中含lmg二氧化硅为一个浊度
12、单位，即1度,第二节 化工生产废水污染防治,一、水体污染的水质指标,3、硬度 水的硬度是由水中的钙盐和镁盐形成的。硬度分为暂时硬度（碳酸盐）和永久硬度（非碳酸盐），两者之和称为总硬度。水中的硬度以“度”表示，1L水中的钙和镁盐的含量相当于lmg / L的CaO时，叫做1度 4、溶解氧（DO) 溶解在水中的分子态氧，叫溶解氧。20 时，0.1MPa 下，饱和溶解氧含量为 910-6。它来自大气和水中化学、生物化学反应生成的分子态氧,5、化学需氧量（COD ) 是在一定的条件下，采用一定的强氧化剂处理水样时，所消耗的氧化剂量。它是表示水中还原性物质多少的一个指标，以 mg / L 表示。 目前应用
13、最普遍的是酸性高锰酸钾氧化法与重铬酸钾氧化法，但两种氧化剂都不能氧化稳定的苯等有机化合物。它是水质污染程度的重要指标，COD 的数值越大表明水体的污染情况越严重 6、生化需氧量（BOD) 在好氧条件下，微生物分解水中有机物质的生物化学过程中所需要的氧量。 目前，国内外普遍采用在20下，五昼夜的生化耗氧量作为指标，即用 BOD5表示，单位mg / L,7、总有机碳（TOC) 水体中所含有机物的全部有机碳的数量。其测定方法是将所有有机物全部氧化成CO2 和H2O，然后测定所生成的CO2量。 8、总需氧量（TOD) 氧化水体中总的碳、氢、氮和硫等元素所需的氧量。测定全部氧化所生成的 CO2、H2O、
14、NO和SO2等的总需氧量。 9、残渣和悬浮物 在一定温度下，将水样蒸干后所留物质称为残渣。它包括过滤性残渣（水中溶解物）和非过滤性物质（沉降物和悬浮物）两大类。悬浮物就是非过滤性残渣,10、电导率（EC) 是截面 1cm2、高度为1cm的水柱所具有的电导。它随水中溶解盐的增加而增大。电导率的单位为 Scm 11、PH 指水溶液中，氢离子（H+）浓度的负对数，即 pH=-lgH+， pH的范围从014。 pH 等于7时表示中性，小于7时表示酸性，大于7时，则为碱性,1化工废水的分类及主要来源 化工废水可分为三大类 第一类为含有机物的废水，主要来自基本有机原料、合成材料、农药、染料等行业排出的废水
15、； 第二类为含无机物的废水，如无机盐、肥料、磷肥、三酸二碱等行业排出的废水； 第三类为既含有有机物又含有无机物的废水，如氯碱、农药、涂料等行业。 也可按废水中所含主要污染物分类，如碱性废水、酸性废水、含酚废水、含硫废水、含铬废水、含有机磷废水、含有机物废水等。化工废水的主要来源可以看作是由化工生产的原料和产品在生产、包装、运输、贮存的过程中产生或物料流失又经冲刷而形成的废水。,二、化工生产废水的来源与特点,2化工废水的特点 废水排放量大， 污染物种类多， 污染物毒性大、不易生物降解， 废水中含有有害污染物较多， 污染范围广。 参考表7-7 。,废水治理 就是采用各种方法将废水中所含的污染物质分
16、离出来，或将其转化为无害和稳定的物质，从而使废水得以净化。 根据其作用原理可划分为四大类别，即物理法、化学法、物理化学法和生物处理法。 按处理程度，废水处理技术可分为一级、二级和三级处理。 一级处理包括预处理过程，如经过格栅、沉砂池和调节池。通常被认为是一个沉淀过程，在某些情况下还加入化学药剂以加快沉降。一级沉淀池通常可去除9095的可沉降颗粒物，5060的总悬浮固形物以及2535的BOD5，但无法去除溶解性污染物。 二级处理也包括一级处理过程，主要目的是去除一级处理出水中的溶解性BOD，并进一步去除悬浮固体物质。二级处理主要为生物过程，可在相当短的时间内分解有机污染物。可以去除大于85的BOD5及悬浮固体物质，但无法显著地去除氮、磷或重金属，也难以完全去除病原菌和病毒。一般工业废水经二级处理后，已能达到排放标准。,三、化工生产废水的处理技术,
