應(yīng)用場合:本工藝和設(shè)備可廣泛應(yīng)用于化工、電子、冶金、電鍍、紡織(化纖)、食品、機械制造等行業(yè)生產(chǎn)過程中排放的酸、堿性等有害廢氣的凈化處理。如調(diào)味食品、制酸、酸洗、電鍍、電解、蓄電池等。
為了保護環(huán)境,防止大氣污染,含有有害氣體的廢氣在排入大氣前,必須進行凈化處理。排入大氣的有害氣體量不得超過排放標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定值。有害氣體的凈化,通常采用的有中和法、吸附法及水洗法等。在選擇凈化方法時,必須對有害氣體進行分析,然后選擇凈化的方法,并盡量考慮回收利用。
一、酸霧的凈化處理:
(一)水洗法
如硫酸(H2SO4)、鹽酸(HCl)及硝酸(HNO3)均溶于水,古可直接用水稀釋凈化,經(jīng)處理后的廢液一般可直接排入下水道。當(dāng)廢液含酸濃度超過排放標(biāo)準(zhǔn)時,應(yīng)對廢液再進行中和處理。
水洗法的設(shè)備,一般有洗滌塔、填料塔、泡沫塔或濕式除塵器等。
(二)中和法
為提高對酸霧的凈化效率,除用水洗以外,尚可采用低濃度的堿性溶液對酸進行中和處理。對于硫酸、鹽酸、及氫氟酸霧的溶液,可用蘇打、石灰、氨液等中和。由于石灰溶液易堵塞管道及噴嘴,故一般采用蘇打與氨液作為中和劑居多。
二、常用酸霧處理方法:
1.硫酸霧氣
一般可用濃度為10%的蘇打(NaCO3)的堿性溶液(NaOH)或(NH3)溶液進行中和處理,其化學(xué)反應(yīng)為:
Na2CO3+H2O→2NaOH+CO2↑
2NaOH+H2SO4→NaSO4+2H2O
2(NH3)+H2SO4→(NH4)2SO4+259KJ
堿性溶液經(jīng)中和酸氣后,應(yīng)設(shè)沉淀箱使渣滓沉淀下來,凈液通過溢流循環(huán)使用。溶液必須定期取樣分析,并加入適量的堿液進行中和含酸溶液。由于循環(huán)堿溶液中會不斷溶解鹽份,需要填入新水補充,否則循環(huán)液將漸漸呈飽和溶液。一般堿液的PH值達到8~9時,即需更換新的堿液。
2.鹽酸霧氣的中和處理
由于鹽酸的溶解熱很大,在室溫情況下為560KJ(35%HCl)。因此要較*地脫除鹽酸,必須用冷卻吸收器,或者在溶液再循環(huán)使用時,經(jīng)過冷卻器后再回收凈化設(shè)備。
對于濃度大的氣體,由于惰性氣體含量很少,鹽酸很容易擴散,吸收也快,因此可在簡單的設(shè)備中進行處理,如用外部冷卻的濕壁塔等。對于濃度較稀的氣體,吸收速度有所降低,可采用陶瓷塔。
鹽酸霧氣可用堿液(NaOH)或氨(NH3)等低濃度溶液進行中和處理,其化學(xué)反應(yīng)為:
NaOH+Hcl→NaCl+H2O
NH3+HCl→NH4Cl
鹽酸霧氣的另一種處理方法可用氨水進行中和處理,其處理方法同硫酸霧氣相同。
3.硝酸霧氣的中和處理
硝酸(HNO3)可用氨(NH3)溶液中和,其化學(xué)反應(yīng)為:
3NO+H2O→2HNO3+NO
HNO3+NH3→NH4NO3
2NO+O2→2NO2
因為NO2易溶于水,其中2/3生成HNO3,1/3轉(zhuǎn)化為NO,NO與空氣中O2作用NO2再被水溶解,形成另一個循環(huán),但由于其反應(yīng)為可逆過程,所以總有NO2和NO同時存在,雖然在氣相中有反應(yīng)但不能*消除NO2和NO,只能降低其濃度,因此吸收作用不十分*。NO2和NO被吸收的程度取決于層流和氣相中NH3的濃度,以及氣液接觸時間,其濃度越大,接觸時間越長,則吸收越完善。
采用堿液(NaOH)中和硝酸的處理化學(xué)反應(yīng):
NAOH+HNO3→NANO3+H2O
4、氫氟酸(HF)中和處理
可用5%蘇打(Na2CO3)的堿液(NaOH)進行中和處理,其化學(xué)反應(yīng)為:
HF+NaOH→NaF+H2O
通過凈化后的氟化鈉(NaF)溶液,加入適量的石灰溶液〖Ca(OH)2〗和明礬〖Al(SO4)3〗后,即可沉淀析出冰晶石(Na2AlF6)和石膏(CaSO4),而氫氧化鈉又能得到再生使用。
12NaF+Al2(SO4)3→3Na2SO4+2Na3AlF6↓
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