在不銹鋼酸洗過程中,由于酸洗液要加熱,會產(chǎn)生大量的酸氣。這些酸氣在排入大氣前,必須進行凈化處理,否則將會污染空氣,引起公害。
1. 氮氧化物的凈化處理
氮氧化物包括有一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、三氧化二氮(N2O3)、四氧化二氮(N2O4)、五氧化二氮(N2O5)。這些氧化物,在常溫下可以單獨存在的主要是NO2和N2O4O。
氮氧化物中對人體危害較大的主要是NO2和N2O4.NO2和N2O4是一種棕紅色有窒息性氣味的氣體,具有強烈的刺激性,毒性是NO的3~4倍,N2O4的毒性與NO2相似。氮氧化物常被人們稱之為“黃龍”,其凈化的方法有下面幾種。
a. 活性炭吸附法
活性炭吸附氮氧化物的機理是依靠吸附劑與吸附質(zhì)之間的分子運動力、化學(xué)鍵力與靜電引力,形成物理吸附、化學(xué)吸附和交換吸附。物理吸附存在于活性炭的表面;化學(xué)吸附需要在高溫條件下才能進行解析,使飽和狀態(tài)下的活性炭活化;交換吸附附集在吸附劑表面帶電點上,吸附過程中伴隨著等量的離子交換。上述三種機制中,物理吸附是主要的。
選用活性炭時應(yīng)采用孔徑稍大于NOx分子直徑的活性炭?;钚蕴繉Ox的吸附量隨溫度的升高而下降。由于活性炭對強極性水分子也具有良好的吸附作用,在高溫、高濕情況下水分子能取代已吸附的NOx分子,因此可用蒸汽加溫或沸水煮的方法使吸附飽和的活性炭脫附再生。
活性炭的再生工藝如下:
(1). 將吸附氮的活性炭放在10%~20%NaOH溶液中浸泡,同攪拌,把NO2解析出來。
(2). 用清水清洗,pH在7~8之間。
(3). 用10%~20%的H2SO4溶液浸泡1小時,進行活化。
(4). 再水洗至pH達6~7之間。
(5). 將活性炭放在封閉容器中,通人170 kPa~200kPa絕對大氣壓的蒸汽,烘干1天~2天。
b. 氫氧化鈉(NaOH)吸收法
一般使用5%以下的NaOH水溶液進行吸收,一氧化氮只被該水溶液略微吸收。當(dāng)NaOH水溶液的濃度超過5%時,吸收效率降低。當(dāng)NaOH溶液濃度低于1%時,吸收效率急劇下降,需更換新液。NaOH吸收的過程包括:
(1). NO與NO2生成N2O3,然后向液面擴散。
(2). 三氧化氮溶于水生成亞硝酸。
(3). 生成的亞硝酸與NaOH發(fā)生中和反應(yīng)。吸收反應(yīng)如下:
N2O3(NO.NO2)+2NaOH=2NaNO2+H2O
2NO2(N2O4)+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O
c. 氫氧化鈉、雙氧水、硫化鈉吸收法
將三個填料塔串聯(lián),第一級塔的吸收液為氫氧化鈉;第二級塔加入雙氧水氧化劑,把NO氧化成NO2;第三級塔用硫化鈉(Na2S)作為還原劑。三級吸收法的吸收率在94%以上。
d. 氨、堿兩級吸收
用氨中和時,反應(yīng)如下:
3NO2+H2O=2HN3+NO
HNO3+NH3→NHNO3
2NO+O2→2NO2
氨中和氣相反應(yīng)可在堿液吸收前的風(fēng)道中進行,也可在氣相反應(yīng)塔中進行。為加速反應(yīng)應(yīng)設(shè)置旋流裝置,起攪拌作用。吸收塔常采用填料塔。為防止氨及NOx泄漏,宜采用負壓反應(yīng)和吸收,即將排風(fēng)機設(shè)在系統(tǒng)的最后面。
2. 酸霧凈化裝置
酸霧通常采用液體中和的方法進行凈化處理,常用的凈化處理裝置有噴淋塔、填料塔和篩板塔等,見圖9-7。