酸雾废气净化系统的设计

马少华　张斐　何常青　王欣

北京航天试验技术研究所　北京　100074

摘要：采用“扁口吸风装置+移动槽盖+酸雾吸收塔”工艺处理无组织产生源酸雾，废气经处理后可达到《大气污染物排放标准》（GB16297-1996）二级要求。该系统含废气收集、引风、净化、排气共四个子系统。系统设备中，槽盖表面和吸收塔均由聚丙烯板制作，具有耐腐蚀性强、强度高、噪声低、维修方便、美观大方等优点。

关键词：酸雾　吸收塔　中和

Design of purification system for the acid mist emissions

Ma Shaohua，Zhang Fei，He Changqing，Wang Xin

Beijing Institute of Aerospace Testing Technology，Beijing 100074，China

Abstract：The design introduced in this paper is applied with a “flat mouth suction device + mobile container cover + absorption tower” technology to deal with acid mist generated from unorganized source. Emissions after treatment can meet the requirements of the air pollutant emission standards（GB16297-1996）II. The system consists of four subsystems，that is，mist collection，transportation，purification，and discharge. The surface of container cover and the absorber in this system are made by polypropylene plates with the advantages of corrosion resistance，easy maintenance，high strength，low noise，and nice appearance.

Keywords：acid mist；absorption tower；neutralization

引言

某镀锌厂酸洗生产线有6个酸洗槽，采用盐酸进行酸洗，酸洗槽中盐酸平均浓度为12%，酸洗稳定控制在30℃以下。盐酸为易挥发性液体，工件在酸洗时会产生一定的腐蚀性酸雾。此酸雾若不处理将极大危害工人健康，并造成车间内设备的严重腐蚀。为保护环境、保障员工健康及促进企业可持续发展，需要实施酸雾净化治理工程。

的集气率为75%，单台风机抽风风量为50000m3/h，对收集的氯化氢气体进行二级碱液喷淋中和（HCl+NaOH→NaCl+ H2O）处理，处理效率达95%，处理后氯化氢气体排放量为0.0049kg/h，排放浓度为0.06125mg/m3，最后由15m高排气筒外排。

2 系统设计2.1 系统构成

本工艺主要由废气收集系统、引风系统、废气净化系统、排气系统构成。废气收集系统由扁口吸风装置和移动槽盖构成，引风系统主要为防腐蚀管道，废气净化系统为填料吸收塔，排气系统为15m高防腐蚀排气烟囱。酸雾净化处理系统流程可进一步细化为，吸风装置—槽间酸雾通道—酸雾主通道—吸收塔第一层填料（第一级中和反应）—吸收塔第二层填料（第二级中和反应）—吸收塔除沫层—风机—排气烟囱。系统简图见图1.

䞨䴮ѫ㇑䚃1 工艺流程

1.1 工艺流程的选择

本项目中盐酸酸雾全部由酸洗槽槽口产生，为无组织连续产生源，因此采用“扁口吸风装置+移动槽盖+酸雾吸收塔”处理工艺。即在酸洗槽上部增加一个可移动的封闭槽盖，同时在酸槽的长边两侧设置扁口吸风装置，酸雾废气经风机收集后进入到吸收塔，在吸收塔内螺旋式上升，同时通过耐腐蚀泵将碱性液体送入吸收塔的上部进行喷淋，使得上下气液逆流接触，以进一步去除酸雾。酸雾通过多层水喷淋吸收后，经吸收塔顶部的排气筒达标排放。塔内酸液回用于酸洗工序。

1.2 工艺计算

根据《环境统计手册》酸洗槽氯化氢废气的产生量可由以下公式计算：

Gz=M（0.000352+0.000786V）P·F式中：Gz——氯化氢的蒸发量（kg/h）；M——氯化氢的分子量，氯化氢为36.5；

V——蒸发液体表面上的空气流速（m/s），经验数值取0.2-0.5之间，本项目酸洗温度控制在30℃以下，V取0.3；

P——相应于液体温度下的氯化氢气体分压（mm汞柱）；查《环境统计手册》表4-13知，盐酸重量浓度12%，液体30℃下P取0.04；

F——酸洗槽的表面积（m），本项目为151.2m。通过计算，盐酸酸雾的产生源强0.130kg/h。扁口吸风装置

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2.2 填料吸收塔的说明

目前国内对于腐蚀性气体（如酸、碱性废气）的治理，采用最多的就是液体吸收法治理[1-3]。采用液体吸收法治理该废气，关键在于酸雾净化塔的选择。本项目采用聚丙烯吸收塔，具有效率高、耐腐蚀性强，高强度、低噪声、耗电省、体积小，拆装维修方便，轻巧耐用，外形美观大方等优点，能有

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2015年第6期效去除氯化氢气体（HCl）、硝酸气体（HNO3）、氟化氢气体（HF）、氨气（NH3）、硫酸雾（H2SO4）、铬酸（CrO3）、氰氢酸气体（HCN）、碱蒸气（NaOH）、硫化氢气体（H2S）等水溶性气体。

在本项目中，HCl为极易溶于水的酸性气体，利用这一特性采用浓度为8%-16%的NaOH水溶液为吸收液，对盐酸废气进行化学吸收净化。吸收时盐酸雾与吸收液发生如下反应∶

HCl+NaOH→NaCl+ H2O

塔内填料层作为气液两相间接触构件的传质设备。填料塔底部装有填料支承板，填料以乱堆方式放置在支承板上。填料的上方安装填料压板，以防被上升气流吹动。喷淋液从塔顶经液体分布器喷淋到填料上，并沿填料表面流下。气体从塔底送入，经气体分布装置分布后，与液体呈逆流连续通过填料层的空隙。在填料表面上，气液两相密切接触进行传质。当液体沿填料层向下流动时，有时会出现壁流现象，壁流效应造成气液两相在填料层中分布不均，从而使传质效率下降。因此，喷淋塔内的填料层分为两段，中间设置再分布装置，经重新分布后喷淋到下层填料上。为了避免气体携走喷淋液，在塔顶部设置汽水分离器，有效截留喷淋液。喷淋液循环使用，在使用过程中会有部分损失，位于塔底的循环水箱适时补充喷淋液。

技术研究3）开车之前务必检查吸收塔对应的管道阀门是否打开，确保通风畅通。

4）在使用中，时刻注意循环水泵是否正常运转，是否外漏液体，是否空转（液位较低造成）。为了确保酸雾吸收塔的净化效率，碱液药槽内的氢氧化钠溶液浓度应为8%-16%。当碱液药槽内的氢氧化钠浓度低于2%时，必须加注氢氧化钠溶液或更换新的氢氧化钠溶液。

5）往药槽加注碱液时，务必要佩戴防护眼镜。

6）在测量过程中，如果酸雾吸收塔内液体PH小于等于8.0，加药泵会自动启动向塔内加注高浓度碱液。也可根据实际工况，人工启动加药泵。

7）定期打开风机前的活接管道，擦拭清洗风机叶轮。8）注意风机、循环水泵、加药泵、PH计等的日常维护保养。

4 结论

无组织产生源酸雾废气，经“扁口吸风装置+移动槽盖+酸雾吸收塔”工艺治理，排放后可达到《大气污染物排放标准》（GB16297-1996）二级要求。该系统技术成熟、工艺先进、易于操作管理。系统设备中，槽盖表面和吸收塔均由聚丙烯板制作，具有耐腐蚀性强、强度高、噪声低、维修方便、美观大方等优点。

3 维护事项

由于本系统主体结构采用聚丙烯材料制成，并配套了相应的风机、水泵等动设备，同时涉及到酸、碱等腐蚀性物质的反应，因此在试车及维护中需要特别注意以下事项：

1）吸收塔、喷淋管道及鲍尔环填料均为聚丙烯制品，在日常操作维护时应特别注意防火；

2）试车之前必须清除塔内污垢杂物，以免造成水泵和风机的破坏。

参考文献

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[3]韩雷雷.酸雾处理系统局部吸收空间设计研究.中国科技博览，2012.640.

（上接第90页）

溶液发生相变形成永久封堵；②外催化硅酸盐体系，其通常包含特殊盐水、硅酸盐、水泥，通过盐水和硅酸盐的接触形成硬质胶结进行封堵；③金属聚合物体系，其向地层中注入聚丙烯酰胺、聚糖类或者黄原胶，促使地层中金属离子聚合形成封堵（高温下封堵能力变弱）；④有机聚糖类体系，其封堵由温度触发，具有较宽的适用范围；⑤丙烯酸盐体系，其有温度触发胶结形成封堵，应用是受温度和毒性限制；⑥近井颗粒封堵体系，（2）碳氢化合物超细水泥体系，其注入地层后与水接触后形成封堵，未与水接触的部分讲返排，由于该体系颗粒较大，穿透深度受到限制，可以通过加入辅剂降低粒径增加穿透深度；（3）渗透率改变剂，通过改变水相的相对渗透率，从而限制流体流动控制产水，不能用于以下情况：①井间互相连通的情况；②已经进行过压裂的井；③自然裂缝发育层段。衍生物等物质可以用于常规控水，但是其对地层中的微生物敏感性较强。机械控水手段主要使用定点封隔器，主要控制井下压力和分散进下水锥来，然而其无法堵塞地层中的空隙或裂缝，很多控水手段受穿透深度、地层条件和施工前后生产措施的限制。无论是机械还是化学的控水手段都应该考虑油井的生产开发计划，选择合理的控水手段和液体体系，确保施工后的生产效果。未来的控水主要着重发展应用于超深井、高温层并具有较高的PH配伍性的控水技术，提高施工成功率和施工效率。参考文献

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[5]Water-Control Management Technologies：Areview of Successful[J].SPE 127809 2010.

5 结论和建议

控水技术在20多年来取得了长足的进步，随着生物科学技术、机械放置手段、新聚合物的开发的发展，我们可以运用综合技术进行跟复杂的控水处理。然而，各类不同的控水手段仍然存在其天生的劣势，生物高聚物如黄原胶、瓜尔胶 105