主要大气污染物控制技术

（一）烟尘控制技术
　　大气中固体颗粒污染物与燃料燃烧关系密切。减少固体颗粒物的排放可采取两种措施：一是改变燃料的构成，以减少颗粒物的生成，比如用天然气代替煤，用核能发电取代燃煤发电等；二是在烟尘排放到大气环境之前，采用控制设备将尘除掉，以减轻大气环境污染程度。这里重点介绍第二类方法。
　　由燃料及其他物质燃烧或以电能加热等过程产生的烟尘，以及对固体物料破碎、筛分和输送等机械过程产生的粉尘，都是以固态或液态的粒子存在于气体中，从气体中除去或收集这些固态或液态粒子的设备称为除尘装置。
　　根据主要除尘机理。常用的除尘装置可分为：（1）机械式除尘装置；（2）袋式除尘装置；（3）湿式除尘装置；（4）电除尘装置。
　　在选择除尘装置时除要考虑所处理的粉尘特性外，还应考虑除尘装置的气体处理量，除尘装置的效率及压力损失等技术指标和有关经济性能指标。
　　1．干式机械除尘装置：不用水或其他液体作润湿剂，仅利用重力、惯性力及离心力等沉降作用去除气体中粉尘粒子的装置称为干式机械除尘装置。主要的类型有：重力沉降室；惯性力除尘器；离心力除尘器。
　　干式机械除尘装置主要特点是结构简单、易于制造、造价低、施工快、便于维修及阻力小等优点，因而它们广泛用于工业。该类除尘装置对大粒径粉尘的去除具有较高的效率，而对于小粒径粉尘捕获效率很低。表2-17示出几种机械除尘装置的除尘特性。
　　（1）沉降室除尘：使含尘气体中的粉尘粒子借助重力作用而达到除尘目的的一种除尘装置。合尘气流通过横断面积比管道大得多的沉降室时，由于含尘气流水平流速大大降低，致使其中较大的粒子在沉降室中有足够的时间受重力作用而沉降。这种沉降室往往安装在其他收集设备之前，做为除去较大粒径尘粒的预处理装置，图2-22是一个简单沉降室的降尘示意图。
　　（2）旋风除尘器：这是利用旋转气流产生的离心力使尘粒从气流中分离的装置。它是由进气管、筒体、锥体和排气管等组成，气流流动状况如图2-23所示。含尘气流进入除尘器后，沿外壁由上向下作旋转运动，同时有少量气体沿径向运动到中心区域。气流作旋转运动时，尘粒在离心力作用下逐步移向外壁，到达外壁的尘粒在气流和重力共同作用下沿壁面落入灰斗。净化的气体达到锥体底部后，转而向上沿轴心旋转，最后经排管排出。这种分离方式使5μm以下的尘粒去除效率达到50％。
　　（3）惯性除尘装置：使含尘气流与挡板相撞，或使气流急剧地改变方向，借助其中粉尘粒子的惯性力使粒子分离并捕集的一种装置。图2-24所示是含尘气流冲击在两块挡板上时尘粒分离的机理。
　　2．过滤式除尘装置：又称空气过滤器，这是使含尘气流通过过滤材料将粉尘分离捕集的装置。采用滤纸或玻璃纤维等填充层做滤料的空气过滤器，主要用于通风及空气调节方面的气体净化；采用砂、砾、焦炭等颗粒物做为滤料的颗粒层除尘器，在高温烟气除尘方面引入注目；采用纤维织物作滤料的袋式除尘器，主要在工业尾气的除尘方面应用较广。这里主要介绍袋式除尘器。它的除尘效率一般可达99％以上，如图2-25所示。含尘气流从下部进入圆筒形滤袋，在通过滤料的孔隙时，粉尘被捕集于滤料上，透过滤料的清洁气体由排出口排出，一个袋室可装有若干只分布在若干个舱内的织物过滤袋，常用滤料由棉、毛、人造纤维织物加工而成。这种方法除尘效率高，操作简便，适合于含尘浓度低的气体；其缺点是占地多、维修费用高，不耐高温、高湿气流。
　　3．湿式除尘装置：湿式除尘装置是使含尘气体与液体（一般为水）密切接触，利用水滴和尘粒的惯性碰撞及其他作用捕集尘粒或使粒径增大的装置。它可以有效地将直径为0.1—20μm的液态或固态粒子从气流中除去，同时，也能脱除气态污染物。根据湿式除尘器的净化机理，可将其分为7类：重力喷雾洗涤器、离心洗涤器、自激喷雾洗涤器、板式洗涤器、填料洗涤器、文丘里洗涤器、机械诱导喷雾洗涤器。应用广泛的三类湿式除尘器，即喷雾塔式洗涤器、离心洗涤器和文丘里式洗涤器，如图2-26、2-27所示，圆柱形的喷雾塔是一种最简单的湿式除尘装置，在逆流式喷雾塔中，含尘气体向上运动，液滴由喷嘴喷出向下运动，因尘粒和液滴之间的惯性碰撞，拦截和凝聚等作用，使较大的粒子被液滴捕集。这种方法具有结构简单、造价低、占地面积小，操作及维修方便和净化效率高等优点，能够处理高温、高湿的气流，但要注意设备和管道的腐蚀以及污水和污泥的处理等问题。
　　4．电除尘装置：电除尘器是含尘气体在通过高压电场进行电离的过程中，使尘粒荷电，并在电场力的作用下使尘粒沉积在集尘极上，将尘粒从含尘气体中分离出来的一种除尘设备。图2-28是一个简式电除尘器示意图。它的集尘极为一圆形金属管，放电极极线（电晕线）用重锤悬吊在集尘极圆管中心。含尘气流由除尘器下部进入，净化后的气流由顶部排出。这种电除尘器多用于净化气体量较大的含尘气体。此外还有板式电除尘器。这种电除尘器的优点是对粒径很小的尘粒具有较高的去除效率，耐高温，气流阻力小，除尘效率不受含尘浓度和烟气流量的影响，是当前较为理想的除尘设备，但设备投资费用高，占地大，技术要求高。