化工安全技术
化工环境科学与安全技术
某碱厂废水废气综合治理方案
一、粉尘颗粒处理及反应机理
此碱厂锅炉排放的烟气进入图1。通过挡板式除尘器将烟气中的颗粒进行处理。沉降处理后的烟气中含有 NO X 和 SO 2 。含有碱的黄磷乳浊液能够同时去除 NO X 和 SO 2。含碱的黄磷乳浊液，喷射到含 NO X 和 SO 2 的烟气中与其逆流接触，其中黄磷与烟气中氧气反应产生臭氧（O 3）和氧原子（O ）， O 3 和 O 快速将NO 氧化为 NO 2 。 NO 2 溶解在溶液中转化成 NO 2- 和 NO 3- ， SO 2 被转化为 HSO 3- / SO32- ，与 NO 2 反应产生 HSO 3·/SO3·自由基。这类自由基与烟气中 O 2 反应产生 SO 42- ，其中一些 HSO 3- / SO32- 与 NO 2- 反应形成 N －S 中间产物，这类中间产物水解终产生 （NH 4）2SO 4 和石膏而净化了烟气中的 NO X 和 SO 2。
二、含碱黄磷乳浊液净化 NOX 和SO2工艺流程
图2 含碱黄磷乳浊液净化 NOX 与 SO2 示范工程装置
1. 烟气 2.NO 转化器 3.N2 4.P4 乳浊液 5. 水 6.P4 贮罐
7. 连接原有洗涤塔 8. 净化后的烟气入烟囱
沉降处理后的烟气通过电加热器预热约 177℃，进入到喷射吸收器（直径 0.1 m ，高 1.2 m 的玻璃柱，内装有二组共 10 个喷嘴）喷射含碱黄磷乳浊液和烟气逆流接触吸收 NOX 与 SO2。液气比 L/P 为 7.48（L/m3），P4 乳浊液循环使用，气液接触时间 2 秒内，NO 与 SO2 去除率均在 95% 以上。 综上所述，黄磷被 O2 氧化形成 P4O10 和 P4O6，并在洗涤器内与水分反应生成 H3PO4 和 H3PO3 烟雾。分析结果表示，仅有 10%～15% 的磷酸烟雾吸收在洗涤液中。有 90%～85% 的磷酸白色烟雾随烟气进入另一洗涤器收集，生成 40%～60% 磷酸，其中 H3PO4 和 H3PO3 比例为 9：1。另外有微量 H3PO2 存在。
NO 很快被 O 3 氧化成 NO 2，直接吸收在洗涤液中，NO 2 溶解后生成 N 2O 3或同 SO 32-、HSO 3- 反应。
在洗涤液中 HSO 3-/ SO32- 浓度大于 1mmol ，这与典型石灰石/石灰石体系相似。大多数 NO 经一系列反应，形成氮硫化合物。
烟气中 NOX 和 SO2 最终副产物为（NH4）2SO4 和石膏。
三 、废水处理
将处理废气产生的酸性液体和该厂排放的碱性废水在废水池中按一定比例混合，达到一定工业标准后排放。