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第十章空气污染净化系统概述

10.1空气污染净化方法分类

大气污染物的净化，实际上是一个混合物的分离问题。

气溶胶污染物，属于非均相混合物。将固态或液态粒子从气体介质中分离出来的净化方法称为气体除尘。对于非均相混合物，一般都采用物理方法进行分离，分离的依据是气体分子与固态（或液态）粒子在物理性质上的差异。如由于较大粒子的密度比气体分子大得多，则可利用重力、惯性力、离心力（统称为质量力）进行分离，统称为机械分离方法；由于粒子的尺寸和质量较气体分子大得多，则可采用过滤层进行过滤的方法加以分离；利用某些粒子易被水润湿、凝并增大而被捕集，又可采用湿式洗涤方法进行分离；由于某些粒子的荷电性，亦有在高压电场内利用静电力（库仑力）进行分离的静电除尘。

气态污染物在气体中以分子或蒸气状态存在，属于均相混合物，其分离方法根据物理的、化学的及物理化学的原理予以分离。目前国内外净化气态污染物的方法主要有冷凝法、吸收法、吸附法、催化转化法及燃烧法。

冷凝法是利用物质在不同温度下具有不同饱和蒸气压的性质，通过冷却使处于蒸气状态的污染物质冷凝成液体，从而达到分离净化目的。这种方法的净化效率低，一般多用于回收浓度在1%以上的有机蒸气，或用于预先回收某些可利用的纯物质，有时也用作吸附、燃烧等净化流程的预处理，以减轻操作负荷或除去影响操作、腐蚀设备的有害组分。

吸收法是利用废气中各组分在特定液体中具有不同溶解度的性质来分离分子状态污染物的一种净化方法。吸收法常用于净化浓度为0.01％~0.1％范围的无机污染物。吸收法净化效率较高，应用范围广，是气态污染物净化的常用方法。

吸附法是利用多孔性固体吸附剂对废气中各组分的吸附能力不同，选择性地吸附一种或几种组分，从而达到分离净化目的，吸附法适用范围广，可以分离回收绝大多数有机气体和大多数无机气体，尤其用以净化有机溶剂蒸气时，具有较高的效率，也是气态污染物净化的常用方法。

催化转化法是利用催化作用将废气中的气态污物转化为无害的或比原状态更易处理和回收利用的物质，以达到净化气体的目的。与吸收和吸附法不同，催化转化法无需将污染物与气体分离，而是直接将有害物质转化为无害物质，避免二次污染，简化了操作过程。

燃烧法是利用废气中某些气态污染物可以氧化燃烧的特性，将其燃烧变成无害物的方法。燃烧净化仅能处理那些可燃的或在高温下能分解的气态污染物，其化学作用主要是燃烧氧化，个别情况下是热分解。燃烧法只是将气态污染物烧掉，一般不能回收原来物质，但有时可回收利用燃烧产物和燃烧过程产生的热量。

除了按上述各种净化机制进行分类外，在工程中，还常以净化过程中是否使用水或其它液体而把净化方法分为干法和湿法两大类。本章将针对目前常用的除尘、吸收、吸附、催化转化等方法，介绍净化装置的分类、性能和选择。

10.2空气污染净化装置

10.2.1除尘装置

从气体介质中将固体粒子分离捕集的设备称为除尘装置或除尘器。

按照除尘器利用的除尘机制，如重力、惯性力、离心力、库仑力、扩散力等，可将其分成如下四类：（1）机械式除尘器如重力沉降室、惯性除尘器、旋风除尘器等；（2）湿式洗涤器如旋风水膜洗涤器、自激喷雾洗涤器、文丘里洗涤器等；（3）过滤式除尘器如袋式除尘器、颗粒层除尘器等；（4）电除尘器如干式电除尘器、湿式电除尘器等。实际上，在除尘中往往同时利用了几种除尘机制，一般是按其中的主要作用机制而分类命名的。

按除尘过程中是否用水或其它液体，还可将除尘器分为干式和湿式两大类：用水或其它液体使含尘气体中的粉尘（固体粒子）或捕集到的粉尘湿润的装置，称为湿式除尘器；把不润湿气体中的粉尘或捕集到的粉尘的装置，称为干式除尘器。因此，以烟气冷却或调湿为目的而进行喷雾的装置，仍包括在干式除尘器中。

近年来，为提高对微粒的捕集效率，陆续出现了综合几种除尘机制的各种新型除尘器，如声凝聚器、热凝聚器、通量力/冷凝（FFC）洗涤器、高梯度磁分离器、荷电袋式除尘器、荷电液滴洗涤器等。

10.2.2吸收装置

根据吸收原理，将污染物从气相转移至液相的净化设备称为吸收装置。吸收过程是气体溶于液体的传质过程。一般以溶解过程是否发生化学反应而分为物理吸收和化学吸收。吸收装置根据其总体结构可分为以下几类：

（1）喷淋塔

喷淋塔结构简单，塔内只设若干喷嘴，俗称空塔。喷淋塔一般采用逆流吸收，废气由下部进入，吸收剂液体由上部喷入。喷嘴将液体雾化成液滴状与气体接触，在液滴表面进行气液接触并传质。塔顶设有除雾器，用以除去气体中的雾滴。喷淋塔可用于同时除尘、吸收和降温的场合。

（2）填料塔

填料塔在塔内装有一定高度的填料，液体靠重力作用从塔顶沿填料表面呈薄膜状向下流动，气体则呈连续相由下向上同液膜