一、生產(chǎn)過程中空氣污染物的來源

表 1 主要空氣污染物

二、生產(chǎn)過程中的污染治理

生產(chǎn)過程中治理空氣污染的措施，通常目標(biāo)是減少臭味。在這方面的主要對(duì)策跟堿回收爐系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與操作已及跟蒸煮和蒸發(fā)操作帶來的不凝氣與蒸汽的收集與焚燒有關(guān)。

堿回收爐操作

堿回收階段由于黑液氧化作用或低臭堿爐設(shè)計(jì)，從而消滅了TRS 排放氣體的主要來源；但對(duì)來自爐膛燃燒區(qū)的TRS 排放物沒有作用。

而減少這部分 TRS 氣體排放，可通過嚴(yán)格遵守操作規(guī)程來達(dá)到。其中主要有：

1、爐膛負(fù)荷不應(yīng)超過規(guī)定的“臨界水平”。在一些老堿爐，其臨界水平為額定固形物負(fù)荷的115%左右。

2、一次風(fēng)不應(yīng)超過總供風(fēng)量的65%（即至少有35%應(yīng)為二次和三次風(fēng)）。

3、過剩氧應(yīng)控制在2.0%-2.5%范圍。低于2%，TRS 排放物增加，超過2.5%，可能有形成SO3 和粒子粘結(jié)等麻煩。

4、藥液硫化度應(yīng)保證在最低切實(shí)可行的水平，一定要低于30%。

5、供燃燒的黑液固形物濃度至少應(yīng)為62%。

6、黑液中惰性無機(jī)化合物（如NaCO3、NaCl）的濃度應(yīng)為最低。

7、黑液噴灑應(yīng)很好地分散。

8、高湍動(dòng)的二次風(fēng)是有益的。

煙氣中存在的 TRS 基本上是由于爐膛上部（氧化）區(qū)域燃燒不充分所致。氧化除了充足的空氣外，還需要有充分的“滲透”與混和作用。

黑液中的硫濃度對(duì) TRS 的形成有深遠(yuǎn)影響。隨著通過生產(chǎn)過程中采取的措施，使硫的損失得到控制，藥液硫化度水平趨于上升，從而將增加TRS 排放的推動(dòng)力。為了保持硫化度的最高限額，必須減少含硫化學(xué)品的補(bǔ)給量。有許多工廠鑒于芒硝的高含硫量，實(shí)際上已取消了以芒硝作為補(bǔ)給化學(xué)品，而使用諸如燒堿和純堿等無硫化學(xué)品。

不凝物的收集與焚燒

不凝物和不凝蒸汽來自蒸煮放氣、蒸煮噴放和黑液蒸發(fā)（后者含 TRS 和揮發(fā)性有機(jī)化合物），通�；旌线M(jìn)入某個(gè)氣體總管以便隨后進(jìn)行處理。在有些系統(tǒng)中，還加入來自蒸煮器與蒸發(fā)器的冷凝蒸汽汽提器的氣體。

使用連續(xù)蒸煮器的工廠中，不凝氣流量十分穩(wěn)定。使用間歇式蒸煮鍋時(shí)必須有若干均衡流量的辦法。由兩種基本的氣體貯罐形式用于提供緩沖能力，使氣體可在穩(wěn)定的流速下進(jìn)行計(jì)量，球形系統(tǒng)利用塑料隔膜的升降維持在緩沖隔艙內(nèi)的恒壓。浮桶型氣體貯罐利用隨著氣體的進(jìn)出貯罐而使“浮桶”升降。

在有些工廠，氣體在焚燒前用燒堿洗滌以吸收硫化物，但在大多數(shù)系統(tǒng)，氣體都是不經(jīng)進(jìn)一步處理即去焚燒，一般是在石灰窯中焚燒。焚燒破壞了有機(jī)化合物而將TRS轉(zhuǎn)化成SO2，如果石灰窯配有廢氣洗氣器，就可部分地加以吸收。在不凝物焚燒系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與操作中，必須對(duì)潛在的爆炸危險(xiǎn)采取一切可能的預(yù)防措施。由于管道內(nèi)不凝氣流極易燃燒，整個(gè)系統(tǒng)經(jīng)常使用火焰消除器和安全隔膜等安全裝置。

三、控制設(shè)備

嚴(yán)格地說，空氣污染物有三種形式：即固體微粒子、氣體/蒸汽（臭氣）和液滴（如霧和懸浮細(xì)粒）但液滴很容易除去，基本上不認(rèn)為會(huì)造成污染問題。在污染控制設(shè)備實(shí)際上常形成液體夾帶物，它接著在以后工序中很容易地被從氣流中除去。所以實(shí)際上需要被除去的兩種污染物主要是固體微粒子和氣體/蒸汽。

從廢氣中除去固體微粒子與氣體/蒸汽污染物的主要設(shè)備類型見表2。在所有情況下，選表2 空氣污染物控制設(shè)備

擇設(shè)備主要取決于對(duì)性能需求、工藝和安全考慮及經(jīng)濟(jì)因素的仔細(xì)評(píng)估。洗氣器設(shè)計(jì)用于除去固體微粒子或氣體/蒸汽，一般不適宜于同時(shí)除去兩種污染物。

消除氣態(tài)污染物的燃燒過程

有許多氣態(tài)空氣污染物如 TRS 排放物，可通過燃燒加以消除。為了完全消除污染物，必須加入足量的空氣，或維持在650-800℃的高溫（即熱焙燒），或使用催化劑在較低的 300-500℃溫度（催化劑燃燒）。主要使與空氣徹底地混合并將溫度提高到完全氧化所需的水平。

雖然投資略高一些，但專門為消除污染物而設(shè)計(jì)的催化系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用要比相應(yīng)的熱焙燒系統(tǒng)便宜。要考慮的一個(gè)因素是氣流中是否存在有結(jié)垢媒介，它會(huì)降低催化劑的功能。盡管在許多應(yīng)用場(chǎng)合，催化系統(tǒng)顯得更有效和運(yùn)行更經(jīng)濟(jì)，但它們?cè)谥茲{造紙工業(yè)很少使用，因?yàn)橹T如石灰窯和動(dòng)力鍋爐等熱焙燒系統(tǒng)是現(xiàn)成的，并可適用于破壞污染物。

氣體和臭氣的吸附

吸附是將氣體分子捕集到固體吸附物（諸如活性炭或硅膠）的表面上。吸附是一個(gè)物理過程，利用吸附表面與所選氣體分子之間的吸引力。當(dāng)吸附區(qū)已飽和時(shí)，借通入蒸汽或熱空氣使吸附床“再生”。然后經(jīng)過濃縮的再生氣流必須送去回收或處置設(shè)施進(jìn)行最終處理。在制漿造紙工業(yè)中已很少使用吸附法除去污染物，但這種技術(shù)在特定情況下可能仍然是有用的。通常當(dāng)污染物濃度很稀或當(dāng)氣體（或蒸汽）有充分回收價(jià)值時(shí)，發(fā)現(xiàn)吸附法還有其用武之地。

濕法洗氣器

濕法洗氣器是通過跟適當(dāng)?shù)奈找夯驖?rùn)濕液（最常用的是水）緊密接觸而從氣流中除去粉塵或氣態(tài)污染物。捕集率通常與通過容器的壓力降和除污的相對(duì)難度成函數(shù)關(guān)系。為獲得規(guī)定的捕集率，所需壓力降（此項(xiàng)工作由風(fēng)機(jī)完成）與粒子規(guī)格和（或）氣態(tài)雜質(zhì)的溶解度成相反變化。因此，如果要除去微米級(jí)的粒子或低溶解度的氣體，就需要大的壓力降。通過工業(yè)洗氣器的壓力降，根據(jù)需要波動(dòng)于8-254cm 以上水柱。顯然，高壓降洗滌器的運(yùn)行費(fèi)用更貴些。

濕法洗氣器最適用于凈化熱濕的氣體。在操作中由于空氣、水和污染雜物的混合，可形成明顯的侵蝕作用�？稍谥刑间撋贤扛哺鞣N材料以防止腐蝕。在多數(shù)情況下使用不銹鋼或玻璃鋼作為結(jié)構(gòu)材料可能是值得的。

洗氣器的制造商提供了五花八門的設(shè)計(jì)系列，下面介紹幾個(gè)常用類型的操作特性。多層蒸餾塔型洗氣器和固定填料型洗氣器是成功地用于多級(jí)氣體吸收的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)。這類設(shè)計(jì)由于積聚和堵塞問題不大，適合于除去固體微粒。所有其它類型都是專為除去固體微粒設(shè)計(jì)的。

用機(jī)械方法除去固體微粒

最簡(jiǎn)單的粒子除去裝置是機(jī)械的或慣性的捕集器，在這里，氣體沿著粒子無法輕易地跟隨的路線流動(dòng)。作為一種類型，機(jī)械捕集器的安裝費(fèi)用不貴，運(yùn)行費(fèi)用為低至中等，但限于除去相對(duì)較大的粒子。最簡(jiǎn)單的機(jī)械捕集器形式是沉降室，實(shí)際上是大截面的分隔裝置使氣體速度下降，從而使重粒子沉降下來。壓力降很小，但只能分離50μm 以上的粒子。

在另一種機(jī)械捕集器中，氣體不斷地改變方向。最熟悉和廣泛使用的機(jī)械捕集器是旋風(fēng)分離器。含塵氣體在帶錐圓桶外殼的上部切線進(jìn)入，氣體被強(qiáng)制沿螺旋路線向下。粒子被離心力外甩并下行，它們通常排入一個(gè)漏斗中。氣體則被迫進(jìn)入中心漩渦并從頂部排出。氣流的螺旋線愈緊密，作用在粒子的離心力愈大。

使用小直徑的旋風(fēng)式捕集器，所獲得的粒子除去率最高。在許多應(yīng)用場(chǎng)合，捕集器由一個(gè)單一外殼內(nèi)裝許多小直徑的旋風(fēng)風(fēng)管而組成，氣流均等分配到每個(gè)管。采用這種裝置，可除去小至5μm 的粒子，效率達(dá)95%左右。

提供旋風(fēng)式捕集器效率的方法有兩個(gè)，但每個(gè)方法都包括二次氣流的處理。對(duì)原有老裝置，采取的方法是允許相當(dāng)量的氣流（約10%）隨粉塵排入漏斗內(nèi)的分離器隔艙。對(duì)新裝置，采取的有效方法是“刮除”出口管內(nèi)側(cè)的富含塵層，主氣流則去風(fēng)機(jī)和煙囪。從漏斗排出管或二次刮除室排出的二次氣流，一般讓它通過一個(gè)小型中等能量的洗氣器，在這里將細(xì)小的粒子清除掉。于是濕式洗氣器與主氣流相混合就產(chǎn)生了不飽和的煙囪廢氣。

織物過濾器（也叫布袋除塵器）利用氣體通過絕大多數(shù)粒子都無法穿透的濾布而捕集固體粒子。這種濾布捕集器要定期清除積聚物，因?yàn)殡S著捕集物不斷積聚在過濾介質(zhì)上，連續(xù)流動(dòng)的壓力差要增加。

砂礫床過濾器

“干式洗氣器”的基本原理是利用顆粒狀過濾介質(zhì)的移動(dòng)床捕集粒子。其典型設(shè)計(jì)是，由含兩個(gè)同心通風(fēng)圓筒管的立式容器所組成，在管內(nèi)的環(huán)狀空間充填豌豆大小的砂礫，其作用好似過濾器介質(zhì)。含塵廢氣穿過過濾器介質(zhì)借撞擊而除去。為防止過多的粉塵積集在過濾面上，“介質(zhì)柱”緩慢地向下移動(dòng)，連續(xù)排出含有微粒的介質(zhì)層。清洗砂礫以除去微粒物質(zhì)，然后用斗式升降機(jī)將其送到過濾器頂部供另一循環(huán)使用。

砂礫床過濾器是一個(gè)多功能捕集器，操作條件允許范圍大。這種裝置可在一定程度上借改變過濾介質(zhì)的顆粒規(guī)格和再循環(huán)速率加以調(diào)節(jié)。但其所需壓力降高于相應(yīng)的織物過濾器。

電除塵器

電除塵器（ESP）可能是一種效率最高的粒子捕集器。新型裝置一般可去除99.9%以上小至0.3μm 的粉塵粒子。雖然設(shè)備龐大，安裝費(fèi)用很貴，但運(yùn)行費(fèi)用還比較適中，因?yàn)椴幌衿渌奈廴疚锟刂蒲b置，ESP 只作用到被捕集的粒子上，而不是作用到整個(gè)氣流。ESP 長(zhǎng)期來是除去堿回收爐廢氣中堿塵的首選設(shè)備。現(xiàn)在ESP 也逐漸應(yīng)用于石灰窯和樹皮鍋爐廢氣的凈化。

ESP 在含塵氣體通過處利用高電壓產(chǎn)生一個(gè)負(fù)電荷場(chǎng)。粒子吸移負(fù)電荷并借正電荷捕集板被吸離氣流。定期用機(jī)械作用敲擊這些捕集板，將其積灰排入漏斗（干式底部）或進(jìn)入液體槽（濕式底部）。

ESP 的捕集率跟粒子暴露到靜電場(chǎng)的時(shí)間與粉塵粒子的電阻率有關(guān)。暴露時(shí)間是一個(gè)設(shè)計(jì)變數(shù)，取決于ESP 的截面積及其氣流方向的長(zhǎng)度。電阻率是粒子吸移電荷難易的一種度量方法；高電阻率表示對(duì)電荷遷移過氣體層的高阻抗。奇怪的是，具有中等電阻率的微粒物質(zhì)比具有極高或很低電阻率的微粒物質(zhì)一般更容易在ESP 中捕集。

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