气体处理装置和脱臭装置

出处：按学科分类—工业技术 科学普及出版社《工厂消烟除尘手册》第157页（4434字）

3．2．1 气体处理装置和脱臭装置的设计原则

(1)原则

①准确掌握有害气体及恶臭的发生地点、范围等污染源情况。

②调查污染物浓度、成分比例以及它们的物理化学性质，特别要调查是否有起火、爆炸的危险。

③与已知经验值进行对比。

④调查有关法律规定。

⑤选定控制方法并进行计算，研究吸尘罩与操作的关系，设计特殊吸尘罩。

⑥选定气体处理方式并决定后处理方法。

⑦决定装置安装地点并决定通风道路线。

⑧计算各部件的性能，选定排风机和电动机。

⑨考虑安全装置的配备计划。

⑩办理申请手续。

⑾调整计划并做预算。

(2)吸尘罩的设计

①决定控制风速(气体产生情况和吸尘罩安装位置)。

②设计吸尘罩(操作性能与吸入性能以及形状和尺寸)。

③考虑经济因素(处理气体量、操作性能、装置的规格、室温的调节)。

(3)选定气体处理方式

①被处理气体的名称、成分、浓度。

②被处理气体中所含固体物(粉尘)、焦油成分等物质的性质和状态。

③气体温度。

④起火、爆炸的可能性。

⑤各种成分的物理处理方法。

⑥各种成分的化学处理方法。

⑦研究最终排放浓度。

(5)决定后处理方法

①指定处理装置的管理负责人。

②决定洗涤液等的后处理方法并与废弃物处理负责人签约。

③装置的维修管理以及所需药品的补充方法。

(4)其它注意事项

①讨论温度条件：有时从排气装置排到室外的气体量对冷暖气设备是个很大的负担。安装空调设备的工厂或寒冷地区对冬季排气要十分注意。

②从外部补充排放掉的空气量。排气装置开始运转后，要根据排气量从外部补充气体。因此，必须设计补充气体用的开口部分。但是，由于补充气体时，外部的飘尘也将同时进入，所以，在要求空气特别清洁的工厂(作业场所)，必须同时研究安装进气过滤装置。

③注意排气装置的安装方法。在新工厂安装排气装置时，由于其它设备还未运转，所以安装工作比较容易进行。但是，在已经开工的工厂进行安装时，可能会遇到大量放置易燃物品或有易燃、易爆气体的地点。在这类地点安装时，电焊、气割、电钻的火花都可能引起火灾。施工人员要充分推敲实施计划，细心地注意防止事故。

3．2．2 各种气体处理装置及脱臭装置的原理和结构

(1)吸收式

让气体与液体接触，利用溶解反应原理去除污染物。洗涤液包括：水、碱、酸、各种盐类的水溶液等。洗涤塔有：充填塔，漏水架式洗涤塔。其特点：适于处理含尘有害气体以及无机气体，运转费用便宜，但要处理排水。

(2)吸附式

让气体与活性炭、氧化硅胶等吸附剂接触，吸附去除气体中的特定成分。由于吸附剂吸附的物质量有限，要在适当的时候对吸附剂进行更换、再生。要在考虑吸附剂和被吸附物的极性后，选择吸附剂。另外，气体中的粉尘、烟尘、焦油能够包围吸附剂，使吸附能力降低，因此，必须进行前处理。其特点：适于处理低浓度气体，能够回收有用成分，但必须考虑吸附剂的再生或废弃后的处理方法。图3－45为活性炭气体吸附处理装置。

图3－45 活性炭气体处理装置

(3)直接燃烧式

将含有碳氢化合物的气体引入燃烧炉，加热至700～800℃，将可燃物直接氧化分解。为防止二次污染，要采用优质燃料。燃料用量较大。如果安装热交换器，一般可回收50%～80%的热能。此方式对由C、H生成的碳氢化合合物是适用的，而对于含Cl、N、S、P等物质的碳氢化合物，则需注意其燃烧生成物，例如HCl、SO₂等。其特点是适于处理高浓度气体，但燃料成本是个问题，不适用于氯系列溶剂(三氯乙烯等)，而且，在可燃气体爆炸临界内不能使用。

(4)接触氧化式

用氧化触媒氧化分解气体中的有害成分。这种方式的燃料用量在直接燃烧式的40%以下。触媒多属白金系列，有颗粒状、条带状、蜂窝状等，燃烧温度：250～450℃。先用辅助燃料将触媒加热至以上温度，再让气体通过，使其燃烧分解，当达到一定浓度时，气体燃烧的热能将会保持此温度，不再需要助燃。由于触媒温度过高会加速其老化，因此温度管理非常重要。其特点是助燃料用量少，适于处理较低浓度的气体。缺点是气体中的重金属、卤化物等可使触媒中毒，使触媒性能明显下降。粉尘焦、油、烟尘等，也可毒化触媒的活性面。因此，气体的前处理是必要的。各种气体的吸收图如图3－46～图3－49所示。

图3－46 气体吸收图(氯)

图3－47 气体吸收图(氟化氢)

图3－48 气体吸收图(氯化氢)

图3－49 气体吸收图(硫氧化物)

硫氧化物干式吸收法有3种：

1)炉内添加石灰——将石灰或石灰石粉末直接吹入炉内。

2)吸收法——使其吸附在碱金属氢氧化物、金属氧化物上。

3)活性炭法——让含有SO₂、氧以及水蒸气的气体与活性炭接触，可以在活性炭表面生成硫酸。

氮氧化物处理方法(见图3－50)。

图3－50 气体吸收图(氮氧化物)

1)Mg(OH)₂泥浆吸收法；

2)FeSO₄溶液吸收法；

3)O₃氧化法；

4)湿式氧化法(NaOCl，KMnO₄)；

5)液相还原法。

3．2．3 脱臭方法的原理与特点

脱臭方法有燃烧法、氧化法、吸附法、药品处理法、掩蔽法、中和剂法等等。燃烧法包括直接燃烧式和低温燃烧式。直接燃烧式的原理是用700～800℃的高温使恶臭成分燃烧分解。其特点是能够收到很好的效果，可以用于恶臭浓度很高的场合，还能回收废热。缺点是在爆炸临界附近不能使用，助燃料消耗量较大，燃料管理工作难度较大，并且还要考虑其腐蚀性。低温燃烧的方法是用白金、钯等触媒，在250～350℃的温度下使其氧化分解。其特点是装置结构简单，助燃料用量少，最适于低于爆炸下限的中等浓度气体。缺点是不能处理使触媒中毒的含卤化物，焦油成分和金属成分的气体。触媒价格贵，而且，燃料管理需自动化。氧化法的原理与燃烧法基本相同，使用臭氧、次氯酸作氧化剂，主要用于处理下水和屎尿的恶臭。其缺点是恶臭成分与氧化剂供应量的平衡如果掌握不当，会引起二次污染，而且，使用范围有限。吸附法是用活性炭、氧化硅胶、活性白土等吸附剂吸附恶臭。其特点是适于处理低浓度气体，如果用于特高浓度时，可以回收有用成分，解吸效果较好，日常管理简便。缺点是有些恶臭成分难以吸附，为保护吸附剂，要进行气体前处理，以去除粉尘、焦油成分。吸附剂饱和之后就不再有效，也不易再生。药液处理法是使用酸、碱等溶液洗涤恶臭成分，适用于化学生成物以及牲畜等生物排放的恶臭。其缺点是需处理排水。抵消法是用发散芳香成分的的物质抵消恶臭，像厕所应用防臭剂一样，既简单又有效。其缺点是这不是一个解决问题的方法，而且药品很贵。中和剂法是用化学药品将恶臭成分进行中和分解，这种方法用途有限，且药品价格贵。其它方法还有：利用电晕放电捕集恶臭成分以及对恶臭成分进行冷却、絮凝等。

小型脱臭处理装置如图3－51所示。

图3－51 小型洗涤式脱臭装置

3．2．4 小型洗涤式脱臭装置数据

小型洗涤式脱臭装置的数据，见表3－13。

表3－13 小型洗涤式脱臭装置数据表

注：药品的选择根据每次处理的恶臭成分而定。