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工业大气污染治理技术的应用与发展

2020-07-13 488 上传者：管理员

摘要：长期以来,我国经济重发展、轻环保,使得工业造成的大气污染非常严重。近年来,许多重工业发达地区出现雾霾现象,城市空气严重污染,导致居民呼吸疾病发生率大幅提高。为减轻环境污染,提高大气质量,实现可持续发展的目的,本文就大气污染治理技术展开分析。

关键词：
大气污染
治理
环境保护
硫化物污染
颗粒物污染
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目前,很多工业都采用能源消耗型生产模式,其主要能源是煤炭。大量煤炭长时间持续燃烧,会产生高浓度的有害气体,如果没有及时有效的治理,将给环境带来极重的负担[1,2,3]。我国是发展中国家,还处于经济转型阶段,所以大气污染现状非常严重,空气中的颗粒物、二氧化硫、二氧化氮含量较高,经常引发雾霾现象,有些地区甚至会出现酸雨。我国严格限制废气的排放,出台一系列国家标准,具体如表1所示。

表1 废气排放相关标准汇总

1、大气污染判断依据

当前,我国面临严重的大气污染。在生活中,如何判断所处环境有没有大气污染呢?其实,有一种最简单和直观的办法,就是把一块地方擦干净,等待几个小时,然后擦拭一遍。观察落下粉尘的多少和颜色变化。落下的粉尘越多,颜色越黑,则污染越严重。另一种方法就是观察工厂排出的废气颜色,如果是白烟,要继续判断是水蒸气还是废气;如果是灰烟,甚至比较脏,那就是有毒物质含量比较高的废气,会造成严重污染。

2、工业大气污染的分类

大气污染不仅仅是指气体污染,严格来说,大气污染分为颗粒物污染、气态污染、放射性污染[4,5,6]。颗粒污染物是指悬浮在空气中的颗粒物,它们的来源主要是火力发电厂、钢铁厂、有色金属冶炼厂、水泥厂、化工厂等。气态污染物主要指排放在空气中的硫化物、含氮化合物以及能够造成温室效应的二氧化碳,还有能够形成光化学烟雾的碳氢化合物。大气污染的主要来源有煤炭工业、石油工业、天然气工业、建材工业以及化学工业。这些工业在生产过程中产生二氧化硫、金属颗粒粉尘等污染物,对环境的影响极大。

3、大气污染的危害

废气中的固体颗粒物或者粉尘容易进入呼吸道,从而对人体产生严重影响。如果长期吸入固体颗粒物,人们可能罹患肺癌。硫化物的危害极大。二氧化硫本身就是强刺激性有毒气体,遇到水和烟尘后,毒性可以增加数倍。硫化氢可以跟血红蛋白结合,让人体缺少运输氧气的载体,最终窒息而死。氮氧化合物也是一种有毒气体,它对人体的侵害是无感知的,因为这种气体无色无味,无刺激性。光化学烟雾可以引起染色体畸变,加速衰老,降低免疫力。大气污染对环境破坏极大,因为不重视环境保护,放任大气污染,加上大气污染技术不成熟,人类工业发展史上出现过各种环境污染惨案。

3.1 1952年伦敦烟雾事件

伦敦烟雾,是1952年12月发生在英国伦敦的一次严重空气污染。这是英国历史上最严重的一次污染事件,当时受烟雾影响,户外的能见度非常低,烟雾甚至已经影响室内环境,但是当时并没有引起人们的注意,因为类似情况在伦敦并不罕见,时有发生。

3.2 洛杉矶光化学烟雾事件

第二次世界大战后,洛杉矶的飞机制造业和军事工业得到迅速发展。随着工业的发展和人口的快速增长,车辆数量和道路数量飞速增长,到了20世纪70年代,每天汽油的消耗量无法估量,受汽车漏油、汽油挥发、汽油不完全燃烧等因素影响,每天都向空气中排放大量的石油烃废气、一氧化碳、氧化氮和铅烟。在受到阳光照射后,这些排放物会发生光化学反应,最终产生浅蓝色的光化学烟雾,刺激眼睛、喉咙和鼻子,导致不同程度的眼疾、喉炎和头痛,甚至可能导致死亡。

4、工业大气污染的治理

对于任何污染,事后的治理都是亡羊补牢。污染防治的最好方法是以预防为主。我国坚决不能走先污染再治理的老路。因此,培养工业产业的污染防控意识至关重要。对于不可限制的废气排放,根据废气的污染物类型不同,分别采用不同的治理方法[7,8,9]。

4.1 颗粒污染物的治理方法

颗粒物的治理办法要比硫化物的治理办法简单,方法也比较多,多使用物理方法,主要分为干法和湿法两种。

4.1.1 干法

使用干法治理颗粒物污染,大部分借助外力,对空气中的粉尘进行沉淀、过滤、分离。物体在空中飘浮,离不开浮力,把一根羽毛和一块石头一起放在真空环境中,二者将同时落地。所以,干法治理颗粒物污染就是抽离废气中的气体,使颗粒物掉落,减少颗粒物在废气中的浓度,从而达到沉淀的过滤效果。当然,工厂有特定的设施,即重力沉降室,操作简单方便。当然,还有利用离心原理分离颗粒物,其原理跟波轮洗衣机甩干衣服类似。通过快速旋转,颗粒物被快速转出,从而达到目的。当颗粒物较大时,该方法可以简单有效地处理颗粒物,但是当颗粒物较小时,干法除尘就很难高效地达到目的。

4.1.2 湿法

大扫除时,要先洒水。其实就是利用水使空气中的灰尘落下,避免扫地时尘土飞扬。湿法除尘的原理就是这样,利用水分使废气中的粉尘体积和重量增加,从而达到废气治理的效果。相比较干法除尘,湿法除尘的效率更高,但是消耗的能源比干法要高得多。湿法除尘利用水“洗”去粉尘,水蒸发后,这些含有粉尘的水需要再次处理呢。这是湿法除尘的局限。

4.2 气态污染物的治理

废气中的有害成分复杂,但是对环境产生极大损害的主要是二氧化硫。酸雨对环境和人体的损伤极大,其主要成因就是二氧化硫酸化空气中的水分。所以,工业大气污染治理中,怎样治理二氧化硫成为重中之重。主要技术有两种,一是燃料脱硫,二是烟气脱硫。

4.2.1 燃料脱硫

任何事物的防治都应该从源头开始。所以,燃料未被燃烧之前,对燃料进行脱硫处理是一种极好的思路。它的原理让碳、硫跟氢进行催化反应,当硫元素和碳元素跟氢元素结合时,硫碳元素的化学键断裂,从而破坏硫碳元素的稳定性,使它们转化成更容易处理的气体或国体。目前,主要使用的方法是重油脱硫法。当产业规模较大,每日消耗的原料过多时,处理完燃料再去生产的方式显然会极大地影响生产效率。该方法技术不完善,燃料处理不彻底,即使处理完毕,排除的废气可能依旧不能达标。

4.2.2 烟气脱硫

烟气脱硫是一种亡羊补牢的做法。它是在污染物已经产生的前提下对污染物进行处理,减小伤害。其利用二氧化硫或三氧化硫跟其他元素进行化学反应,使它们转化成更容易处理的其他形态物质。其实,烟气脱硫法也分为干法和湿法。原理不变,只不过处理时过滤方法不同。干法加入能跟硫化物进行反应的气体进行过滤。湿法则使用能与硫化物发生反应的液体,如碱液、氨和石灰。对于烟气脱硫来说,湿法一举两得。反应后的物质易于处理,部分反应物还可以回收进行二次利用,大型企业适合采用该方法处理含硫废气。

5、大气污染防治的现状与前景

大气污染的防治,首先是防,然后才是治。我国现今工业大气污染比较严重,形势严峻。所以,大气污染防治迫在眉睫。目前,我国工业发展逐渐成熟,大气污染防治手段也日趋完善,人们对环境的敬畏之心逐步提高。人与自然和谐发展,才是发展的根本。所以,提高能源利用率,开发新能源是日后发展的重点。同时,要加大对城市环境法律监督和管理。除此之外,要利用政策促进能源转型,改进能源开发模式,优化能源结构,推动产业转型。德国鲁尔区做出表率,其利用煤炭开发出多种环保产品,可持续利用。

6、结语

污染防治需要因地制宜,具体情况具体分析。人们要增强污染防治意识,有效治理工业大气污染,不断改善生态环境,最终创造宜居的生活空间。

参考文献：

[1]王文林.大气污染的成因､影响因素及防治措施[J].资源节约与环保,2013,(7):36.

[2]付德岗.大气污染危害性分析以及治理途径[J].城市建设理论研究,2015,5(31):1101.

[3]金成.电力工业大气污染治理技术开发的反思与模式创新[J].城市周刊,2018,(31):77.

[4]焦永道.水泥工业大气污染治理[M].北京:化学工业出版社,2007.

[5]陈姝.苏州高新区工业大气污染物排污权分配研究[D].苏州:苏州科技大学,2017.

[6]范纯增,顾海英,姜虹.城市工业大气污染治理效率研究:2000-2011[J].生态经济,2015,31(11):128-132.

[7]欧阳春香.工业大气污染整治提上日程非电工业治理难题有望解决[J].能源研究与利用,2017,(2):4-5.

[8]白莉.广东省水泥工业大气污染治理措施及排放标准初探[J].生态科学,2009,28(4):375-378.

[9]卓桂珍.基于ExternE模型的我国省级区域工业大气污染损失评估[D].合肥:中国科学技术大学,2011.