1 前言

　　隨著人類工業(yè)化程度的不斷提高，人類向自己賴以生成的環(huán)境中排放的有害物質(zhì)在不斷地增多，“保衛(wèi)地球、保護我們生成的環(huán)境”不再僅僅是一句危言聳聽的口號，而是關(guān)系到我們子孫后代能否生存的刻不容緩的大事。人類需要發(fā)展但更需要保護環(huán)境，如何保護好我們的環(huán)境是我們廣大科技工作者共同關(guān)心的問題。目前，工業(yè)生產(chǎn)給環(huán)境帶來的主要污染物為工業(yè)廢氣、工業(yè)廢水、廢渣(即工業(yè)“三廢”)，其中工廠每天向大氣中排放大量的各種各樣的工業(yè)廢氣對人類的健康威脅極大,盡可能將污染物排放量降低到適合低限度是非常必要的。

　　對生態(tài)環(huán)境影響較大和人類健康威脅較大且絕對排放量較大的廢氣主要包括：

　?。?）含NOx、SO2、P、As、PH3、CO、HF、C2HCl3、C2H3Cl3等污染物的有毒氣體；

　?。?）其它氣體，開展關(guān)于減少這類有害廢氣的研究是非常有必要的，本文結(jié)合著者在這一領(lǐng)域已經(jīng)開展的研究，討論了用現(xiàn)代吸附分離技術(shù)凈化這類氣體的意義及工業(yè)開發(fā)的可行性。

　　2 吸附分離技術(shù)治理廢氣技術(shù)基礎(chǔ)及過程

　?。?）氣體吸附分離技術(shù)基礎(chǔ)

　　氣體吸附分離技術(shù)是近年發(fā)展較快的一項新技術(shù), 按照再生方式的差異常分為變壓吸附法和變溫吸附法兩類：（1）變壓吸附(英文名稱Pressure Swing Adsorption,簡稱為PSA)法提純或分離單元是根據(jù)恒定溫度下混合氣體中不同組份在吸附劑上吸附容量或吸附速率的差異以及不同壓力下組分在吸附劑上的吸附容量的差異而實現(xiàn)的，由于采用了壓力漲落的循環(huán)操作，強吸附組份在低分壓下脫附，吸附劑得以再生；吸附劑的使用壽命一般為十年以上，所以PSA過程基本是無原料消耗過程；（2）變溫吸附法（英文名稱 Temperature Swing Adsorption,簡稱為TSA）或變溫變壓吸附法（簡稱為PTSA）是根據(jù)待分離組份在不同溫度下的吸附容量差異實現(xiàn)分離，由于采用溫度漲落的循環(huán)操作，低溫下的被吸附的強吸附組份在高溫下得以脫附，吸附劑得以再生，冷卻后可再次于低溫下吸附強吸附組份。確定是否采用吸附法分離的主要依據(jù)為待分離組分之間的吸附等溫線，圖1為待分離組分A（污染物）、B（非污染物）的在溫度為t1或t2的吸附等溫線所示：

　　對于污染排放物A如果與非污染組份B吸附容量差別較大，則可考慮PSA技術(shù)（當(dāng)然，有時動態(tài)吸附容量也是確定分離的一個依據(jù)，但在污染治理中很少涉及）；對于常溫（t1）下強吸附組份A不能良好解吸的分離，可考慮采用TSA或PTSA技術(shù)。

　　吸附分離技術(shù)采用的吸附劑通常為活性炭、硅膠、氧化鋁等常規(guī)吸附劑或在吸附劑上附載不同貴金屬的專用吸附劑，或者是開發(fā)不同孔徑、不同微孔容積的專用吸附劑。

　?。?）吸附工藝過程循環(huán)的實現(xiàn)

　　PSA、TSA或PTSA 過程的連續(xù)運行通常是通過多個吸附器依靠閥門切換實現(xiàn)的，當(dāng)某些塔在吸附時，其它的吸附器則處于再生等步驟；吸附飽和后的吸附劑需要再生時，其它已再生好的吸附器開始進入吸附步驟，如此實現(xiàn)循環(huán)操作。下圖為西南化工研究院實驗開發(fā)成功的TSA凈化并回收硝酸尾氣中NOx的流程示意圖。

　　3 工業(yè)廢氣來源及治理研究

　　隨著工業(yè)化程度的不斷提高，人為產(chǎn)生的空氣污染物所占空氣總污染物的比例在不斷增加、對人類自身健康的危害在不斷增大。目前，排放空氣污染物適合多的工業(yè)部門有:石油與化學(xué)工業(yè)、冶金工業(yè)、電力工業(yè)、建筑材料工業(yè)等等，下面就工業(yè)排放的主要有害氣體污染物NOx、SO2、P、CO、鹵代烴、揮發(fā)性有機物（簡稱為VOC）等的吸附分離治理前景和可行性簡要分析如下：

　?。?）硝酸生產(chǎn)尾氣、煙道氣、石灰窯氣等各種工業(yè)廢氣中的NOx

　　硝酸生產(chǎn)過程中要排放大量的硝酸尾氣，其中含有NOx。NOx不僅對人類、生物有劇毒，而且導(dǎo)致光化學(xué)煙霧的生成，其危害極大。我國現(xiàn)有硝酸生產(chǎn)工廠50多家，硝酸尾氣中NOx的濃度一般為500~5000 ppm，每年排入大氣的NOx（以NO2計）約為6萬噸。如果能回收這些NOx，不僅控制了對環(huán)境的污染，同時可以增產(chǎn)硝酸，降低生產(chǎn)成本。

　　目前西南化工研究院已開展了硝酸尾氣的吸附法回收治理工業(yè)性試驗研究工作，實驗證明了這種方法有相當(dāng)?shù)膬?yōu)越性。研究表明，凈化氣中NOx濃度可控制在低于0.02%，對應(yīng)尾氣中NOx濃度從0.04%到0.8%，回收氣中NOx濃度變化范圍可從0.8%至5%，可以返回系統(tǒng)生產(chǎn)硝酸。

　　對石灰窯氣等廢氣中氮氧化物的脫除技術(shù)，西南化工研究設(shè)計院已開發(fā)成功，并申報國家專利。對煙道氣中氮氧化物的脫除，根據(jù)煙道氣組成采用TSA法與其他化學(xué)技術(shù)處理法可有效控制氮氧化物的排放量。

此頁面產(chǎn)品介紹與文章來源于網(wǎng)絡(luò)，不代表本網(wǎng)站官方觀點，如有版權(quán)者需要刪除請與本網(wǎng)站聯(lián)系刪除文章！