矿业环境工程三.ppt

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1、 第三章第三章 矿业大气污染与防治矿业大气污染与防治 第一节第一节 大气污染物大气污染物 大气污染物大气污染物:系指由于人类活动或自然过程排入大气的并对环境或人类产系指由于人类活动或自然过程排入大气的并对环境或人类产 生有害影响的那些物质。生有害影响的那些物质。目前认识到对环境已产生影响的主要大气污染物有目前认识到对环境已产生影响的主要大气污染物有:粉尘、硫氧化合物、氮氧化合物、一氧化碳、臭氧、碳氢化合物粉尘、硫氧化合物、氮氧化合物、一氧化碳、臭氧、碳氢化合物等等 第三章第三章 矿业大气污染与防治矿业大气污染与防治第一节第一节 大气污染物大气污染物 （一）一次污染物（一）一次污染物 一次污染物

2、是指直接从污染源排放的污染物质，如一次污染物是指直接从污染源排放的污染物质，如二氧化硫、一氧二氧化硫、一氧 化氮、一氧化碳、颗粒物化氮、一氧化碳、颗粒物等。等。（二）二次污染物（二）二次污染物 二次污染物是指由一次污染物在大气中互相作用经化学反应或光化二次污染物是指由一次污染物在大气中互相作用经化学反应或光化 学反应形成的与一次污染物的物理、化学性质完全不同的新的大气污染学反应形成的与一次污染物的物理、化学性质完全不同的新的大气污染 物。物。这类物质颗粒小，一般在这类物质颗粒小，一般在0.01-1.0m，其毒性比一次污染物还强。，其毒性比一次污染物还强。最常见的二次污染物：最常见的二次污染物：

3、硫酸及硫酸盐气溶胶、硝酸及硝酸盐气溶胶、臭氧、光化学氧化剂硫酸及硫酸盐气溶胶、硝酸及硝酸盐气溶胶、臭氧、光化学氧化剂 Ox，以及许多不同寿命的活性中间物，以及许多不同寿命的活性中间物(又称自由基又称自由基)，如，如HO2、HO、NO 和氧原子等和氧原子等。第三章第三章 矿业大气污染与防治矿业大气污染与防治 第一节第一节 大气污染物大气污染物 (三三)主要大气污染物主要大气污染物 1气溶胶状态污染物气溶胶状态污染物 在大气污染中，气溶胶系指固体粒子、液体粒子或它们在气体介质中的悬浮体。在大气污染中，气溶胶系指固体粒子、液体粒子或它们在气体介质中的悬浮体。其直径约为从其直径约为从0.002-100

4、m大小的液滴或固态粒子。大小的液滴或固态粒子。(1)总悬浮颗粒总悬浮颗粒(TSP)。用标准大容量颗粒采样器用标准大容量颗粒采样器(流量在流量在1.1-1.7m3/min)在滤膜上所集到的颗粒物的总在滤膜上所集到的颗粒物的总质量，通常称为总悬浮颗粒物。质量，通常称为总悬浮颗粒物。其粒径大小，绝大多数在其粒径大小，绝大多数在100 m以下，其中多数在以下，其中多数在10 m以下。以下。它是分散在大气中的各种粒子的总称，也是目前大气质量评价中的一个通用的它是分散在大气中的各种粒子的总称，也是目前大气质量评价中的一个通用的重要污染指标。重要污染指标。第三章第三章 矿业大气污染与防治矿业大气污染与防治第

5、一节第一节 大气污染物大气污染物 (三三)主要大气污染物主要大气污染物 1气溶胶状态污染气溶胶状态污染 (2)飘尘飘尘 能在大气中长期飘浮的悬浮物质称为飘尘。能在大气中长期飘浮的悬浮物质称为飘尘。其粒径主要是小于其粒径主要是小于10 m的微粒。的微粒。PM2.5 (3)降尘。降尘。降尘是指用降尘罐采集到的大气颗粒物。降尘是指用降尘罐采集到的大气颗粒物。在总悬浮颗粒物中一般直径大于在总悬浮颗粒物中一般直径大于10 m的粒子，由于其自身的重力作用会很的粒子，由于其自身的重力作用会很快沉降下来，所以将这部分的微粒称为降尘。快沉降下来，所以将这部分的微粒称为降尘。单位面积的降尘量可作为评价大气污染程度

6、的指标之一。单位面积的降尘量可作为评价大气污染程度的指标之一。(4)可吸入粒子。可吸入粒子。国际标准化组织国际标准化组织(1SO)建议建议IP定为粒径定为粒径d10 m的粒子。此标准目前已为日本和的粒子。此标准目前已为日本和我国科学工作者所接受。我国科学工作者所接受。(三三)主要大气污染物主要大气污染物 2硫的氧化物硫的氧化物 硫氧化物硫氧化物SOx主要是指二氧化硫主要是指二氧化硫SO2和三氧化硫和三氧化硫SO3。SO2 的危害：的危害：本身毒性不大，动物连续接触本身毒性不大，动物连续接触3030L LL L的的SOSO2 2无明显的生理学影响。无明显的生理学影响。SO SO2 2在大气中，尤

7、其在污染大气中易被氧化形成在大气中，尤其在污染大气中易被氧化形成SOSO3 3，再与水分子结合，再与水分子结合 生成硫酸分子，经过均相或非均相成核作用，形成硫酸气溶胶，并同时发生成硫酸分子，经过均相或非均相成核作用，形成硫酸气溶胶，并同时发生化学反应生成硫酸盐。硫酸和硫酸盐可形成硫酸烟雾和酸性降水，造成生化学反应生成硫酸盐。硫酸和硫酸盐可形成硫酸烟雾和酸性降水，造成较大危害。较大危害。SO2所以被作为重要的大气污染物，原因就在于它参与了所以被作为重要的大气污染物，原因就在于它参与了硫酸烟雾和酸雨的形成。硫酸烟雾和酸雨的形成。(三三)主要大气污染物主要大气污染物 2硫的氧化物硫的氧化物 大气中大

8、气中SO2主要来源：主要来源：在排放在排放SOSO2 2的各种过程中约有的各种过程中约有9696来自燃料燃烧过程来自燃料燃烧过程 硫在燃料中可以无机硫化物或有机硫化物的形式存在，其燃烧过程中硫在燃料中可以无机硫化物或有机硫化物的形式存在，其燃烧过程中发生如下反应：发生如下反应：无机硫绝大部分以硫化矿物形式存在，在燃烧时：无机硫绝大部分以硫化矿物形式存在，在燃烧时：4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2 有机硫有硫醇、硫醚等，在燃烧过程中首先形成有机硫有硫醇、硫醚等，在燃烧过程中首先形成H2S，再氧化为，再氧化为SO2：CH3CH2CH2CH2SH H2S+2H2+2C+C2H4 2H2S

9、+3O2 2H2O十十2SO2 燃料中的硫酸盐类硫化物不参与燃烧反应，燃烧后多残存于灰中，此燃料中的硫酸盐类硫化物不参与燃烧反应，燃烧后多残存于灰中，此种硫化物为非可燃性硫化物。种硫化物为非可燃性硫化物。(三三)主要大气污染物主要大气污染物 3氮的氧化物氮的氧化物 氮氧化物氮氧化物NOX种类很多，它是种类很多，它是NO、NO2、N2O、NO3、N2O4、N2O5等等氮氧化物的总称。氮氧化物的总称。造成大气污染的造成大气污染的NOxNOx，主要是指，主要是指NONO和和NONO2 2。大气中大气中NOx的来源的来源 人为源主要是燃料的燃烧。人为源主要是燃料的燃烧。燃烧装置所产生的燃烧装置所产生的

10、NOxNOx，是燃料燃烧用的空气中的氧和氮在高温下，是燃料燃烧用的空气中的氧和氮在高温下由下列反应所产生：由下列反应所产生：N2+O22NO 1/2N2+O2 NO+O N2+O NO+N NO+1/2O2 NO2 燃烧产生的燃烧产生的NOxNOx主要是主要是NONO，只有很少一部分被氧化为，只有很少一部分被氧化为NONO2 2。一般都假定。一般都假定燃烧产生的燃烧产生的NOxNOx中的中的NONO占占9090以上。以上。城市大气中的城市大气中的NOxNOx一般一般2/32/3来自汽车等流动源的排放，来自汽车等流动源的排放，1/31/3来自固定源来自固定源的排放。的排放。(三三)主要大气污染物

11、主要大气污染物 3氮的氧化物氮的氧化物 氮氧化物的危害氮氧化物的危害：一般空气中一般空气中NONO对人体无害，但当它转变为对人体无害，但当它转变为NONO2 2时，就具有腐蚀性和生理刺时，就具有腐蚀性和生理刺激作用，因而有害。激作用，因而有害。NO NO2 2能降低远方的亮度和反差，损害植物，引起农作物减产。能降低远方的亮度和反差，损害植物，引起农作物减产。在一般城市空气中，在一般城市空气中，N0N02 2的浓度高时，能引起急性呼吸道病变。的浓度高时，能引起急性呼吸道病变。NONO2 2是形成光化学烟雾的主要因素之一是形成光化学烟雾的主要因素之一。氮氧化物的危害氮氧化物的危害：(三三)主要大气

12、污染物主要大气污染物 4碳的氧化物碳的氧化物 大气中碳的氧化物主要包括：一氧化碳大气中碳的氧化物主要包括：一氧化碳(CO)和二氧化碳和二氧化碳(CO2)。CO2是大气中的正常组分，是大气中的正常组分，CO则是大气中很普遍的排放量极大的污则是大气中很普遍的排放量极大的污染物。染物。CO产生于含碳物质的不完全燃烧。主要来源于燃料的燃烧和加工、产生于含碳物质的不完全燃烧。主要来源于燃料的燃烧和加工、汽车排气。汽车排气。(三三)主要大气污染物主要大气污染物 5碳氢化合物碳氢化合物(CH)碳氢化合物包括烷烃、烯烃和芳烃等复杂多样的含碳和氢的化合物。碳氢化合物包括烷烃、烯烃和芳烃等复杂多样的含碳和氢的化合

13、物。碳氢化合物的自然源大部分是生物活动产生的。其中甲烷碳氢化合物的自然源大部分是生物活动产生的。其中甲烷(CH(CH4 4)占的比占的比重较高，有些植物产生挥发性的萜烯和异戊二烯，它们都是复杂的环烃。重较高，有些植物产生挥发性的萜烯和异戊二烯，它们都是复杂的环烃。碳氢化合物的排放主要来源是石油燃料的不充分燃烧过程和蒸发过程，碳氢化合物的排放主要来源是石油燃料的不充分燃烧过程和蒸发过程，其中汽车排放量也占有相当的比重，石油炼制、化工生产等也产生多种类其中汽车排放量也占有相当的比重，石油炼制、化工生产等也产生多种类型的碳氢化合物。型的碳氢化合物。城市空气中碳氢化合物虽然对健康无害，但能导致生成有害

14、的光化学城市空气中碳氢化合物虽然对健康无害，但能导致生成有害的光化学烟雾。烟雾。第二节第二节 矿山粉尘矿山粉尘 一、矿山粉尘的性质一、矿山粉尘的性质1）矿尘的物质组成 如 SiO2含量2）矿尘的粒度组成 表2-173）矿尘的比表面积4）矿尘的润湿性5）矿尘的光、热特性6）矿尘的荷电性与比电阻7）矿尘的化学性质8）矿尘的凝并性9）矿尘的爆炸性 与组分、浓度、粒度、环境有关 凡是能燃烧的粉尘都具有爆炸危险性，如煤尘、泥炭尘、钙粉、凡是能燃烧的粉尘都具有爆炸危险性，如煤尘、泥炭尘、钙粉、铝粉、木粉等铝粉、木粉等第二节第二节 矿山粉尘矿山粉尘 二、矿山粉尘危害程度的评价二、矿山粉尘危害程度的评价1）粉

15、尘浓度2）SiO2含量3）粉尘的粒度组成（分散度）表2-174）人接尘时间肺通气量5）接尘累计时间6）接尘人数第二节第二节 矿山粉尘矿山粉尘 三、矿物加工过程中的粉尘三、矿物加工过程中的粉尘1）破碎筛分中的粉尘2）物料转运中的粉尘3）其它粉尘矿物加工中的粉尘特点：表2-18、2-19、2-20四、矿物加工过程中的粉尘控制四、矿物加工过程中的粉尘控制1）减少粉尘源2）加强扬尘设备密封3）减少二次扬尘4）除尘 第三节第三节 除尘除尘 一、一、除尘效果的评价除尘效果的评价 （一）除尘率（一）除尘率 除尘率是指除尘器所捕集的粉尘重量与进入除尘器的粉尘重量之比，用除尘率是指除尘器所捕集的粉尘重量与进入除

16、尘器的粉尘重量之比，用表示。表示。当除尘器不漏风时，单台除尘器的除尘率当除尘器不漏风时，单台除尘器的除尘率：1)低效除尘器低效除尘器除尘效率为除尘效率为50-80，如重力沉降式、，如重力沉降式、惯性除尘器等；惯性除尘器等；2)中效除尘器中效除尘器除尘效率为除尘效率为80-95，如低能湿式除尘，如低能湿式除尘 器、颗粒层除尘器等；器、颗粒层除尘器等；3)高效除尘器高效除尘器除尘效率为除尘效率为95以上，如电除尘器、袋以上，如电除尘器、袋 式除尘器、文丘里除尘器等。式除尘器、文丘里除尘器等。除尘器的除尘效率除了与其结构有关，还取决于粉尘的除尘器的除尘效率除了与其结构有关，还取决于粉尘的性质、气体的

17、性质、运行条件等因素。性质、气体的性质、运行条件等因素。第三节第三节 除尘除尘 一、一、除尘效果的评价除尘效果的评价 （二（二.）通过率）通过率 使用布袋除尘器、电除尘器等除尘效率高的除尘器时，用粉尘通过率使用布袋除尘器、电除尘器等除尘效率高的除尘器时，用粉尘通过率表示除尘效果：表示除尘效果：100 （）（）（三三.）除尘器的阻力）除尘器的阻力 除尘器阻力是评定除尘器性能的重要指标，除尘器阻力是评定除尘器性能的重要指标，它也是衡量除尘设备的能耗和运行费用的一个指标。它也是衡量除尘设备的能耗和运行费用的一个指标。除尘器的阻力可分：除尘器的阻力可分：1)低阻力除尘器低阻力除尘器pP,尘粒向外壁运动

18、，沉降；尘粒向外壁运动，沉降；F1P,尘粒向内运动，随气流排出；尘粒向内运动，随气流排出；F1=P，尘粒与气流分离与否的几率为尘粒与气流分离与否的几率为50，该尘粒的粒径为，该尘粒的粒径为临界粒度临界粒度d50。d50是反映除尘器性能的一个重要指标是反映除尘器性能的一个重要指标，d50 越小，除尘器效率越高。越小，除尘器效率越高。第第三三节节 除尘除尘 二、二、机械除尘机械除尘 （三）（三）旋风除尘器旋风除尘器 旋风除尘器内气流切线速度分布旋风除尘器内气流切线速度分布 第三节第三节 除尘除尘 二、二、机械除尘机械除尘（三）旋风除尘器（三）旋风除尘器 影响影响 旋风除尘器性能的因素旋风除尘器性能

19、的因素 （1）粉尘粒度；（2）排气管越小，分离捕集的尘粒越小；（3）旋风器半径越小，离心分离力越大。（4）在一定的烟气速度极限内，烟气速度越大，压力损失越大，除尘效率越高；（5）温度、粘度等 第三节第三节 除尘除尘 三、三、湿式除尘湿式除尘 湿式除尘器又称洗涤式除尘器，它是一种应用非常广的设备，其除尘原理：湿式除尘器又称洗涤式除尘器，它是一种应用非常广的设备，其除尘原理：(1)由于洗涤装置中形成大量的液滴、液膜、气泡与烟气接触，尘粒撞击在液滴而粘附在其上，增大了粒子体积，从而促进了粒子污染物从烟气流中分离出来。(2)微粒的扩散作用，易与液滴接触 (3)烟气的增湿作用，尘粒相互凝集 (4)液气以

20、尘粒为核心而凝结，增加了尘粒的凝集。(5)尘粒接触液膜和气泡而粘附其上。第三节第三节 除尘除尘 三、三、湿式除尘湿式除尘 湿式除尘优点湿式除尘优点：在消耗同等能量情况下，除尘效率比干式除尘器效率高；可以处理高温，高湿含量的气体及粘性大的粉尘；可同时净化含有有害气体和粉尘的气体，为了更有效地净化有 害气体，可以根据有害气体的性质选用其他液体(如表面活性剂溶液)代替水。设备结构简单，设备费用低，占地面积小。湿式除尘缺点湿式除尘缺点：产生有毒废水，需进一步处理泥浆废水；当净化有腐蚀性的气体时，化学腐蚀性转移到水中，因此污水系 统要用防腐材料保护；不适用于憎水性和水硬性粉尘；在寒冷地区要防止冬季结冰。

21、湿式除尘器按结构形式分类湿式除尘器按结构形式分类：贮水式、加压水喷淋式、强制旋转喷淋式。第三节第三节 除尘除尘三、湿式除尘三、湿式除尘（1）贮水式除尘器贮水式除尘器 贮水式除尘器内有一定量的水，由于高速含尘气体进入后，冲击贮水槽的水，贮水式除尘器内有一定量的水，由于高速含尘气体进入后，冲击贮水槽的水，形成水滴、水膜和气泡，对含尘气体进行洗涤，如图形成水滴、水膜和气泡，对含尘气体进行洗涤，如图2-24所示。所示。第三节第三节 除尘除尘三、三、湿式除尘湿式除尘（1）贮水式除尘器贮水式除尘器 该类除尘器有该类除尘器有：冲击式除尘器，水浴除尘器，卧式旋风水膜除尘器。共同特点：共同特点：一般都使用循环水

22、，耗水量少，只消耗于蒸发和排除泥浆时的损 失。都不使用具有细小喷孔的喷嘴喷水，除尘器的各部分没有很 小的间缝，不容易发生堵塞，可以处理含尘浓度高，大流量的含 尘气体。第三节第三节 除尘除尘 三、三、湿式除尘湿式除尘 （2）加压水喷淋式）加压水喷淋式 加压水喷淋式是向除尘器内供给加压水，利用喷淋或喷雾产生水滴，对含尘 气体进行洗涤。属于这类除尘器有：属于这类除尘器有：文丘里除尘器，旋风水膜除尘器，泡沫除尘器，填料 塔，湍球塔等。第三节第三节 除尘除尘 三、三、湿式除尘湿式除尘 例：文丘里除尘器例：文丘里除尘器 含尘气体以60-120m/s的高速通过喉管，这股高速气流冲击从喷水装置(喷嘴)喷出的液

23、体使之雾化成无数微细的液滴，液滴冲破尘粒周围的气膜，使其加湿，增重。在运动过程中，通过碰撞，尘粒还会凝聚增大，增大(或增重)后的尘粒随气流一起进入旋风分离器，尘粒从气流中分离出来，净化后的气体从分离排出管排出。第三节第三节 除尘除尘 三、三、湿式除尘湿式除尘 例：文丘里除尘器例：文丘里除尘器 常用于除尘和高温烟气降温 第三节第三节 除尘除尘 三、三、湿式除尘湿式除尘 例：文丘里除尘器例：文丘里除尘器 文丘里除尘器的除尘效率，主要取决于喉管的高速气流将水雾化，并促使水滴和尘粒之间的碰撞。因此，在设计合理高效文丘里除尘器时，必须根据尘粒的粒径，掌握好喉管速度以及雾化后水滴大小的相互关系。文丘里除尘

24、器是一种效率较高的除尘器，具有体积小，结构简单，布置灵活等特点。该种除尘器对粒径为对粒径为1m 的粉尘除尘效率达的粉尘除尘效率达99。它的缺点是：阻力大，一般为60007000Pa。目前，在化工和冶金企业中得到广泛的应用。如烟气温度高，含湿量大或比电阻过大等原因不宜采用电除尘器或袋式除尘器时，可采用文丘里除尘器。常用于除尘和高温烟气降温.第三节第三节 除尘除尘 三、三、湿式除尘湿式除尘 （3）强制旋转喷淋式。）强制旋转喷淋式。强制旋转喷淋式除尘器，是借助机械力强制旋转喷淋，或转动叶片，使供水形成水膜、水滴、气泡、对含尘气体进行洗涤。由于这类除尘器因有机械旋转雾化器，因此气量、的变化对雾化影响不

25、大，小型设备也能处理较大气量，占地面积小，但其结构复杂，动力消耗比较大。属于这类除尘器有：属于这类除尘器有：旋转式喷雾式除尘器，如图2-25所示。第三节第三节 除尘除尘 三、三、湿式除尘湿式除尘 第四章第四章 废气的处理废气的处理第三节第三节 除尘除尘 四、过滤除尘四、过滤除尘 过滤式除尘装置是使含尘烟气通过滤料，将尘粒分离捕集的装置，分内部过滤式和过滤式除尘装置是使含尘烟气通过滤料，将尘粒分离捕集的装置，分内部过滤式和外部过滤式两种。外部过滤式两种。内部过滤内部过滤是把松散滤料以一定体积充填在框架等处，使烟气流通过滤料而得到净化，放射性粉尘用的过滤器就是采用这种过滤器，过滤速度小，压力损失一

26、般在30mm水柱(300Pa)。外部过滤外部过滤采用滤布或滤纸作为滤料，将最初粘附在滤料表面的尘粒作为过滤层进行微粒的捕集，它能捕集到1微米以下的微粒，因此应用比较广泛。第三节第三节 除尘除尘四、四、过滤除尘过滤除尘 1袋式除尘器袋式除尘器 （1）基本原理）基本原理 第三节第三节 除尘除尘 四、四、过滤除尘过滤除尘 1袋式除尘器袋式除尘器 （2）影响袋式除尘器除尘效率的因素）影响袋式除尘器除尘效率的因素 1)滤料上沉积粉尘的厚度。要保证使滤料达到一定阻力后及时清灰，清灰后还能保持 初始粉尘层，最理想的阻力是控制在1000-2000Pa左右。2)滤料种类。常用的滤料按所用的材质可分天然滤料(如棉

27、毛织物)、合成纤维滤料(如尼龙、涤纶等)、无机纤维滤料(如玻璃纤维、耐热金属纤维等)和毛毡滤料四类。一般要根据处理烟尘的性质选用不同的滤料，达到高效除尘的目的。目前广泛应用的滤料是涤纶绒布，它是国内性能较好的一种滤布，滤尘效率高，阻力较小而又容易清灰。3)滤速的选取。滤布过滤风速的大小取决于滤料的种类和清灰方式。一般取作用于滤 布全表面的平均风速，实际上多采用0.5-2m/min 过滤风速 第三节第三节 除尘除尘 四、四、过滤除尘过滤除尘 1袋式除尘器袋式除尘器 （2）影响袋式除尘器除尘效率的因素）影响袋式除尘器除尘效率的因素 1)滤料上沉积粉尘的厚度。要保证使滤料达到一定阻力后及时清灰，清灰

28、后还能保持 初始粉尘层，最理想的阻力是控制在1000-2000Pa左右。2)滤料种类。常用的滤料按所用的材质可分天然滤料(如棉毛织物)、合成纤维滤料(如尼龙、涤纶等)、无机纤维滤料(如玻璃纤维、耐热金属纤维等)和毛毡滤料四类。一般要根据处理烟尘的性质选用不同的滤料，达到高效除尘的目的。目前广泛应用的滤料是涤纶绒布，它是国内性能较好的一种滤布，滤尘效率高，阻力较小而又容易清灰。3)滤速的选取。滤布过滤风速的大小取决于滤料的种类和清灰方式。一般取作用于滤 布全表面的平均风速，实际上多采用0.5-2m/min 过滤风速 第三节第三节 除尘除尘 四、四、过滤除尘过滤除尘 1袋式除尘器袋式除尘器 （3）

29、袋式除尘器阻力的计算袋式除尘器阻力的计算 袋式除尘器阻力是袋式除尘器的一项重要性能指标，一方面它决定了除尘器的能量 消耗；另一方面决定了除尘效率和清灰时间间隔。袋式除尘器的总阻力P为：P=P1+P2+P3 式中 P1 机械设计阻力，Pa；P2滤袋本身的阻力，Pa；P3滤袋上粉尘层的阻力，Pa。第三节第三节 除尘除尘 四、四、过滤除尘过滤除尘 1袋式除尘器袋式除尘器 （4）袋式除尘器袋式除尘器除尘效率除尘效率 1)清洁滤布的除尘效率 可按下式计算：=e（1-）式中 e单一纤维的除尘效率，；滤布的孔隙率，。2)有粉尘负荷时的除尘效率：滤布经常是在粉尘负荷情况下工作的，其经验公式如下：m=e（1+e

30、/e）（1-）式中 e单一纤维由于捕集粉尘效率的增加量。第三节第三节 除尘除尘 四、四、过滤除尘过滤除尘 1袋式除尘器袋式除尘器 （5）清灰方式）清灰方式 袋式除尘器的清灰方式及清灰效果的好坏是影响除尘效率、阻力、滤袋寿命及工作状态的重要环节。清灰基本要求是能从滤布上迅速地、均匀地清落适量的沉积粉尘，并仍能保持一定的初始粉尘层，而不损坏滤袋和消耗动力。基本的清灰方式有：振打清灰、反气流清灰、气环喷吹清灰、压气脉冲清灰和声波清灰。清灰的工作可分为：连续工作、间断工作和分隔式工作。第三节第三节 除尘除尘 四、四、过滤除尘过滤除尘 1袋式除尘器袋式除尘器 它是一种外滤式除尘器是一种外滤式除尘器，它有

31、如下优点：(1)除尘效率高，它对1微米以上的粒子除尘效率可达9899，能捕集0.1-0.5微米的微粒子甚至0.01微米，对于含尘浓度0.2323g/m3时，除尘效率可达99.9以上。(2)适应性强，烟气中含尘浓度变化较大时，除尘效率和压力损失变化也不大，使用不同的滤布和清灰方法，可得到不同性质粉尘。(3)操作弹性大，单个设备处理的风量可由每小时数十米3到数十万米3。过滤铝可放置在有污染的房间或集中单独放置。(4)工作稳定，维护容易，能量消耗少。(5)便于回收固体干料，没有污泥处理和设备腐蚀问题 缺点有：(1)袋滤器所占空间比较大。(2)不宜于处理含有粘结性和吸湿性强的粉尘。废气的湿度不能接近或

32、低于露点，更不能有大量热传递，否则产生水蒸气凝聚而造成粒子物质粘附在滤布上而结块。(3)不适应于有爆炸性和有吸湿性粉尘。第三节第三节 除尘除尘 五、五、电除尘器电除尘器 静电除尘器是利用特高压直流静电除尘器是利用特高压直流电源（电源（20100kV）造成不均电场，造成不均电场，在该电场中的电晕放电，使含尘在该电场中的电晕放电，使含尘烟气的尘粒带上电荷，借助于静烟气的尘粒带上电荷，借助于静电场中的库仑力把这些带电的尘电场中的库仑力把这些带电的尘粒分离捕集于集尘极上的装置。粒分离捕集于集尘极上的装置。电极形式有平行板式和管式两种，通常负极为放电极，正极接地叫集尘极。第三节第三节 除尘除尘 五、五、

33、电除尘器电除尘器 静电除尘器由于它具有许多特点，因此，最广泛地应用于工业以及日常生活环境中：(1)高的捕集性能，能捕集微细尘粒在0.1微米以下，除尘效率高达99.9以上。(2)压力损失小(干式100Pa、湿式200Pa)，因此，风机动力费用少。(3)维护简单。虽设备费用高，但处理能力大，一般作大容量高效能的除尘装置使用 (4)处理不同性质的烟气范围广，能处理气体温度达500C以上，湿度达100，也能处理爆炸性气体 第三节第三节 除尘除尘 五、五、电除尘器电除尘器 静电除尘器除尘效率：静电除尘器除尘效率：第三节第三节 除尘除尘 五、五、电除尘器电除尘器 影响静电除尘器除尘效率的因素：影响静电除尘

34、器除尘效率的因素：（1）烟气流中尘粒的比电阻是影响静电除尘器中除尘效率最重要的因素之一。粉尘的比电阻是评价粉尘导电性能的一个指标。表面积为1cm2，高为1cm 粉尘层的电阻称比电阻Rb，经实测并按下式计算：比电阻Rb 104 cm 的粉尘，导电性好，在集尘极上容易释放电荷，失去极板吸力致发生二次扬尘，降低除尘效果；比电阻Rb 104 1011cm 的粉尘是电除尘器能正常工作的粉尘，它以适当速度释放电荷，不致发生二次飞扬；比电阻Rb 1011cm 的粉尘在集尘极能长久保持其电荷，形成能带负电的粉尘层(负电晕时)，它使粉尘的驱进速度降低，除尘效率随之降低。第三节第三节 除尘除尘 五、五、电除尘器电

35、除尘器 影响静电除尘器除尘效率的因素：影响静电除尘器除尘效率的因素：（2）烟气流中含尘粒的浓度。随着含尘浓度的增加，电晕电流逐渐减少，这种倾向谓之电晕阻止效应，当含尘浓度增加到某一值时，电晕放电电流基本为零，谓之电晕闭塞，此时静电除尘器失去除尘性能。一般对于平行板式静电除尘器，其烟气流进口含尘浓度20g/m3为宜。（3）除尘器断面烟气流的速度的大小，对除尘效率影响很大。静电除尘器断面烟气流速度增加除尘效率会降低，要求其断面风速一般保持在0.61.5m/s，最大不能超过2m/s。第三节第三节 除尘除尘 五、五、电除尘器电除尘器 影响静电除尘器除尘效率的因素：影响静电除尘器除尘效率的因素：第三节第

36、三节 除尘除尘六、选矿厂防尘实例选矿厂防尘实例 教材教材 P65 第四节第四节 含含SO2废气的净化废气的净化 高浓度高浓度SOSO2 2烟气：来自有色冶炼过程，其浓度都超过烟气：来自有色冶炼过程，其浓度都超过2 2 采用接触氧化直接制取硫酸采用接触氧化直接制取硫酸 低浓度低浓度SOSO2 2烟气：烟气：来自燃料的燃烧过程，其含量在来自燃料的燃烧过程，其含量在0.10.10.50.5左右左右 需要进行烟气脱硫净化需要进行烟气脱硫净化 目前，国内外防治目前，国内外防治SOSO2 2污染的主要方法：污染的主要方法：采用低硫燃料、燃料脱硫、改革工艺流程、采用低硫燃料、燃料脱硫、改革工艺流程、高烟囱扩

37、散稀释、烟气脱硫等。高烟囱扩散稀释、烟气脱硫等。烟气脱硫是目前较为现实和实用的途径，并可从烟气中制取石膏、硫酸、烟气脱硫是目前较为现实和实用的途径，并可从烟气中制取石膏、硫酸、液体液体SOSO2 2及硫磺等产品。及硫磺等产品。第四节第四节 含含SO2废气的净化废气的净化 一、一、烟气脱硫净化的方法烟气脱硫净化的方法 烟气脱硫净化的方法：烟气脱硫净化的方法：(1)用各种液体和固体优先吸收用各种液体和固体优先吸收或或吸附吸附SO2 (2)在气流中将在气流中将SO2氧化为氧化为SO3，再冷凝为，再冷凝为H2SO4 (3)在气流中将在气流中将SO2还原为还原为S，再将硫冷凝，再将硫冷凝 烟气脱硫净化的

38、方法：烟气脱硫净化的方法：第四节第四节 含含SO2废气的净化废气的净化 二、二、石灰石石灰石石灰法石灰法 石灰石石灰石石灰法是作为最早烟气脱硫的方法之一。石灰法是作为最早烟气脱硫的方法之一。采用石灰石或石灰作为吸收剂的脱硫方法采用石灰石或石灰作为吸收剂的脱硫方法，包括：，包括：石灰石石灰直接喷射法，石灰石石灰直接喷射法，湿式石灰石石灰湿式石灰石石灰石膏法，石膏法，石灰石灰亚硫酸钙法，亚硫酸钙法，喷雾干燥法等。喷雾干燥法等。第四节第四节 含含SO2废气的净化废气的净化二、二、石灰石石灰石石灰法石灰法 (1)石灰石石灰直接喷射法石灰石石灰直接喷射法 该法为干法抛弃法之一。该法为干法抛弃法之一。原理

39、：原理：将固体石灰石或石灰粉料直接喷射到锅炉膛内的高温将固体石灰石或石灰粉料直接喷射到锅炉膛内的高温 区，在高温作用下石灰石被烧成区，在高温作用下石灰石被烧成CaOCaO，烟气中的，烟气中的SOSO2 2即被即被CaOCaO所所吸收并与之发生反应生成硫酸盐等颗粒物随烟道气排至旋风吸收并与之发生反应生成硫酸盐等颗粒物随烟道气排至旋风除尘器和电除尘器，被捕集下来。除尘器和电除尘器，被捕集下来。在较短时间内即完成煅烧、吸收，氧化三个过程。在较短时间内即完成煅烧、吸收，氧化三个过程。第四章第四章 废气的处理废气的处理 第三节第三节 含含SO2废气的净化废气的净化二、二、石灰石石灰石石灰法石灰法 (1)

40、石灰石石灰直接喷射法石灰石石灰直接喷射法 第四节第四节 含含SO2废气的净化废气的净化二、二、石灰石石灰石石灰法石灰法 (1)石灰石石灰直接喷射法石灰石石灰直接喷射法 影响脱硫影响脱硫效果效果的因素的因素：1)1)温度：石灰石在炉内容易烧僵，影响脱硫效率，一般控制在温度：石灰石在炉内容易烧僵，影响脱硫效率，一般控制在 900 90011001100 2)2)石灰石粒度：太大，则石灰石粒度：太大，则SOSO2 2通过孔扩散距离增加，太小的颗粒通过孔扩散距离增加，太小的颗粒 则随烟气流以接近气体速度流动，颗粒和气体则随烟气流以接近气体速度流动，颗粒和气体 的相对速度太低，不利于的相对速度太低，不利

41、于SOSO2 2的传质的传质 3)3)颗粒的孔径：太小，虽反应表面积大，但易堵塞；太大而反颗粒的孔径：太小，虽反应表面积大，但易堵塞；太大而反 应面积减少，一般应面积减少，一般0.2-0.30.2-0.3m m。4)4)停留时间：一般为数秒钟，停留时间：一般为数秒钟，第四节第四节 含含SO2废气的净化废气的净化二、二、石灰石石灰石石灰法石灰法(2)石灰石灰石湿式洗涤法石灰石灰石湿式洗涤法 脱硫的基本原理：脱硫的基本原理：用石灰石或石灰浆液吸收烟气中的用石灰石或石灰浆液吸收烟气中的SO2，先生成亚硫酸，先生成亚硫酸 钙，然后亚硫酸钙再被氧化为硫酸钙，因而可分为吸收和氧钙，然后亚硫酸钙再被氧化为硫

42、酸钙，因而可分为吸收和氧化两个过程。化两个过程。该法优点是采用固体物料直接生成固体产品。该法优点是采用固体物料直接生成固体产品。可分为抛弃法、石灰可分为抛弃法、石灰石膏法和石灰石膏法和石灰亚硫酸钙法三种，它们间只是亚硫酸钙法三种，它们间只是其最终产物及利用情况不同而有所区别。其最终产物及利用情况不同而有所区别。(2)石灰石灰石湿式洗涤法石灰石灰石湿式洗涤法 (2)石灰石灰石湿式洗涤法石灰石灰石湿式洗涤法 影响烟气脱硫的因素；影响烟气脱硫的因素；1)浆液浆液pH值：值：pH一般控制在一般控制在6左右左右 2)石灰石粒度：石灰石粒度：一般以一般以200300目为宜目为宜 3)吸收温度吸收温度 ：多

43、数控制烟气的湿球温度为：多数控制烟气的湿球温度为4950。4)增加吸收塔的持液量，有利于增加吸收塔的持液量，有利于CaCO3和和H2SO4的反应进行。的反应进行。5)增加液气比，有利于提高脱硫效率，一般烟气中增加液气比，有利于提高脱硫效率，一般烟气中SO2浓度浓度为为800900ppm时，在时，在pH为为7时控制液气比为时控制液气比为10-15Lm3，脱硫，脱硫率达率达98以上。以上。6)控制吸收液的过饱和，可以防止结垢。控制吸收液的过饱和，可以防止结垢。第四节第四节 含含SO2废气的净化废气的净化三、三、氨吸收法氨吸收法 氨吸收法是一个古老和比较广泛应用的方法，其主要优氨吸收法是一个古老和比

44、较广泛应用的方法，其主要优点是脱硫费用比较低，脱硫产品可以化肥形式提供使用，但点是脱硫费用比较低，脱硫产品可以化肥形式提供使用，但氨易挥发，吸收剂消耗增加。氨易挥发，吸收剂消耗增加。在氨吸收法中，按吸收液再生方法不同可分为：在氨吸收法中，按吸收液再生方法不同可分为：氨氨-酸法、氨酸法、氨-亚硫酸铵法、氨亚硫酸铵法、氨-硫铵法等。硫铵法等。第四节第四节 含含SO2废气的净化废气的净化三、三、氨吸收法氨吸收法 （1）氨）氨-酸法酸法 氨氨-酸法早在酸法早在3030年代国外就应用生产，由于其工艺成热，设备简单，年代国外就应用生产，由于其工艺成热，设备简单，操作方便，副产品为化肥，我国于操作方便，副产

45、品为化肥，我国于5050年代也开始采用。化工系统常用此法年代也开始采用。化工系统常用此法来净化硫酸厂尾气，过去多采用来净化硫酸厂尾气，过去多采用H H2 2SOSO4 4来分解吸收液得硫铵化肥，近年多采来分解吸收液得硫铵化肥，近年多采用磷酸或硝酸来分解吸收液得磷铵和硝铵化肥用磷酸或硝酸来分解吸收液得磷铵和硝铵化肥 第四节第四节 含含SO2废气的净化废气的净化三、三、氨吸收法氨吸收法 （1）氨）氨-酸法酸法 氨氨-酸法分吸收、分解、中和三个工序：酸法分吸收、分解、中和三个工序：1)吸收吸收：把含把含SOSO2 2的烟气和氨水同时通入吸收塔中，的烟气和氨水同时通入吸收塔中，SOSO2 2被氨水吸收

46、：被氨水吸收：2NH4OH+SO2 （NH4）2SO3+H2O (1)（NH4）2SO3+SO2+H2O 2NH4HSO3 (2)实际上实际上SOSO2 2的吸收剂是循环的（的吸收剂是循环的（NHNH4 4）2 2SOSO3 3-NHNH4 4HSOHSO3 3水溶液，水溶液，吸收反应按式吸收反应按式(2)(2)进行。进行。由于吸收过程循环液中由于吸收过程循环液中NHNH4 4HSOHSO3 3增多，吸收能力下降，吸收液中氨使部分增多，吸收能力下降，吸收液中氨使部分NHNH4 4HSOHSO3 3转变为转变为(NH(NH4 4)2 2SOSO3 3：NH4HSO3+NH3(NH4)2SO3 (

47、3)若烟气中有若烟气中有O2和和SO3的存在，可发生反应：的存在，可发生反应：(NH4)2SO3+O2(NH4)2SO4 (4)2(NH4)2SO3+SO3+H2O(NH4)2SO4+2NH4HSO3 (5)当当pH4.2-7.0时，吸收液中含有时，吸收液中含有HSO3-、SO3-和和NH4+第四节第四节 含含SO2废气的净化废气的净化三、三、氨吸收法氨吸收法 （1）氨）氨-酸法酸法 2)分解：分解：当溶液中当溶液中SOSO2 2和和NHNH3 3的摩尔浓度比为的摩尔浓度比为0.90.9时，应从循环系统中取出部分循时，应从循环系统中取出部分循环液，送入分解塔用浓硫酸分解，得到环液，送入分解塔用

48、浓硫酸分解，得到100100的的SOSO2 2和和(NH(NH4 4)2 2SOSO4 4溶液。溶液。2 2NH4HSO3+H2SO4（浓）（浓）2SO2+(NH4)2SO4+2H2O 分解液中分解液中NHNH4 4HSOHSO3 3含量愈高，硫酸浓度愈高，分解时含量愈高，硫酸浓度愈高，分解时H H2 2SOSO4 4消耗量就愈少，消耗量就愈少，反应速度就愈快，设备体积就愈小，一般采用反应速度就愈快，设备体积就愈小，一般采用93939595以上的以上的H H2 2SOSO4 4，理论，理论过量过量30305050，分解方式有空气解吸分解和蒸气加热分解。，分解方式有空气解吸分解和蒸气加热分解。3

49、)中和：中和：分解液中，过剩的硫酸用氨中和分解液中，过剩的硫酸用氨中和:H2SO4+2NH3(NH4)2SO4 (6)H2SO4+2NH4OH(NH4)2SO4+2H2O (7)氨的加入量略高于理论值，硫酸铵溶液可直接作肥料或固体硫铵。氨的加入量略高于理论值，硫酸铵溶液可直接作肥料或固体硫铵。第四节第四节 含含SO2废气的净化废气的净化三、三、氨吸收法氨吸收法 （1）氨）氨-酸法酸法 第四节第四节 含含SO2废气的净化废气的净化 六、吸附法除六、吸附法除SO2 SO2是一种容易被吸附的气体，常用活性炭、活化煤、活性氧化铝、是一种容易被吸附的气体，常用活性炭、活化煤、活性氧化铝、沸石、硅胶等作吸

50、附剂吸附吸附过程有物理吸附和化学吸附，通过加热或沸石、硅胶等作吸附剂吸附吸附过程有物理吸附和化学吸附，通过加热或者减压来将巳被吸附剂吸附的者减压来将巳被吸附剂吸附的SO2解吸出来解吸出来 （1)1)活性炭吸附：活性炭吸附：活性炭是一种良好的吸附剂，用来净化空气中的有害物质，对烟气中活性炭是一种良好的吸附剂，用来净化空气中的有害物质，对烟气中的的SOSO2 2气体常用活性炭吸附，气体常用活性炭吸附，用活性炭吸附烟气中的用活性炭吸附烟气中的SOSO2 2气体，当烟气中不存在有水蒸气和氧时，气体，当烟气中不存在有水蒸气和氧时，其吸附仅为物理吸附，但当存在有水蒸气和氧气时，同时存在有物理吸其吸附仅为物