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1、吸附技术在治理大气污染物中的应用雷远达（华南师范大学化学与环境学院，广州510006）摘要：简述了大气污染物中NOX、SO2、CO、有机废气对生态环境产生的危害,及采用吸附技术在治理这些气体污染物中的应用。关键词：大气污染；环境；吸附；应用一、大气污染背景介绍大气污染是指大气中污染物浓度达到有害程度，超过了环境质量标准的现象。凡是能使空气质量变坏的物质都是大气污染物。大气污染物目前已知约有100多种。按其存在状态可分为两大类。一种是气溶胶状态污染物。另一种是气体状态污染物。气溶胶状态污染物主要有粉尘、烟液滴、雾、降尘、飘尘、悬浮物等。随着人
2、类工业化程度的不断提高,人类向赖以生存的环境中排放的有害物质在不断地增多。目前,工业生产排放量较大的废气主要包括含NOx、SO2、P、As、PH3、CO、HF、C2HCl3、C2H3Cl3等污染物的有毒气体和其它气体。二、气体吸附分离技术气体吸附分离技术是近年发展较快的一项新技术,按照再生方式的差异常分为变压吸附法和变温吸附法两类。(1)变压吸附(PressureSwingAdsorption,简称PSA)法提纯或分离单元是根据恒定温度下混合气体中不同组份在吸附剂上吸附容量或吸附速率的差异以及不同压力下组分在吸附剂上的吸附容量的差异而实现的
3、,由于采用了压力涨落的循环操作,强吸附组份在低分压下脱附,吸附剂得以再生;吸附剂的使用寿命一般为10年以上,所以PSA过程基本是无原料消耗过程。PSA技术在我国起步较晚，但发展迅速。目前能用于H2、CO、CO2的提纯、天然气的净化等，在粉末冶金行业中涉及的许多气体，如H2、N2、O2、CH4、CO、CO2等利用此技术进行分离或提纯，有许多突出的优点。[1](2)变温吸除法(TemperatureSwingAdsorption,简称TSA)或变温变压吸附法(简称PTSA)是根据待分离组份在不同温度下的吸附容量差异实现分离,由于采用温度涨落的循
4、环操作,低温下被吸附的强吸附组份在高温下得以脱附,吸附剂得以再生,冷却后可再次于低温下吸附强吸附组份。吸附分离技术通常采用的吸附剂为活性炭、硅胶、氧化铝等常规吸附剂或在吸附剂上附载不同贵金属的专用吸附剂,或者是开发不同孔径、不同微孔容积的专用吸附剂。三、大气废气来源与治理随着工业化程度的不断提高,人为产生的空气污染物所占空气污染物的比例在不断增加,对人类自身健康的危害在不断增大。目前,排放空气污染物最多的工业部门有:石油与化学工业、冶金工业、电力工业、建筑材料工业等,下面就工业排放的主要有害气体污染物NOX、SO2、P、CO、卤代烃、挥发性
5、有机物(简称为VOC)等的来源与吸附分离治理技术方法和发展前景进行介绍分析。（1）NOX的治理NOX不仅对生物有剧毒,而且会导致光化学烟雾的生成,其危害极大。NOX的人为来源主要是矿物燃料的燃烧。燃烧过程中所排放的氮氧化物可对环境造成严重污染。城市大气中的NOX主要来自汽车尾气和一些固定排放源。[2]硝酸生产过程中要排放大量含有NOX的硝酸尾气,我国现有硝酸生产工厂50多家,硝酸尾气中NOX的浓度一般为500～5000ppm,每年排入大气的NOX(以NO2计)约为6万t。如果能回收这些NOX,不仅控制了对环境的污染,同时可以增产硝酸,降低生
6、产成本。目前已开展了硝酸尾气的吸附法回收治理工业性试验研究工作。研究表明,净化气中NOX浓度可控制在低于0.02%,对应尾气中NOx浓度从0.104%到0.18%,回收气中NOX浓度变化范围从0.18%至5%,可以返回系统生产硝酸。对石灰窑气等废气中氮氧化物的脱除技术已开发成功,并申报了国家专利。根据烟道气组成,采用TSA法与其他化学技术处理法可有效控制氮氧化物的排放量。有课题利用沈阳地区的褐煤研制出了廉价的吸附剂和催化剂——褐煤基吸附催化剂,并利用褐煤基吸附催化剂进行了同时脱硫脱氮的实验研究。[3]得出结论：褐煤基吸附催化剂能同时脱硫脱氮
7、,脱硫效率和脱氮效率受烟气温度、烟气中氧气含量、水蒸气含量以及加入的氨气含量的影响。该吸附催化剂具有较高的脱硫脱氮性能,并且机械强度高,能够再生重复利用,具有深入研究的价值。（2）SO2的治理 现代工业的迅速发展,使煤炭、石油等能源的消耗日益增加,排放到大气中的烟尘及SO2等污染物也日益增加。近年来,我国SO2排放的年增长率在5%以上。[4]SO2对整个生态系统的影响及破坏相当严重,直接危害居民身体、畜牧业、农业及城市建筑物设施,形成的酸雨波及千里之外的地区,其危害性已为世界各国所共识。现代脱硫的方法主要分两类:一类为干法,即采用粉状或粒状
8、吸收剂、吸附剂或催化剂来脱除烟气中的SO2；另一类为湿法,即采用液体吸收剂洗涤烟气,以吸收所含的SO2。干法脱硫工艺过程简单,无污水和污酸处理问题,且净化后烟气温度下降很少,利于
