[科普中国]-含铅废气治理技术

简介

铅污染主要来源于采矿、冶炼、锡焊、含铅汽油的燃烧、含铅产品的生产等过程，如铅及有色金属开采、冶炼、铅的融炼和铅制品厂、铅蓄电池厂、煤和石油制品的燃烧、一些使用铅化合物的塑料厂、化工厂、油漆厂、橡胶厂等，均会对大气造成铅污染。

大气铅污染主要来源于汽车废气的排放。有资料表明，空气中98%的铅污染来自含铅汽油的燃烧。大气铅污染另一重要来源是燃煤产生的工业废气。煤燃烧后的灰分排放到大气形成铅尘，飘尘中铅含量高达10-4。

在大气中，铅及其无机化合物以铅烟和铅尘的形式存在。铅烟是以气溶胶状态存在于大气中的铅蒸汽及其细小氧化物，多在铅液熔化时产生，无色无臭，粒径很小，一般在0.01～1 μm，属于呼吸性粉尘，对人体危害极大。铅尘形态不规则，粒径相对较大，一般为1～200 μm，多在含铅材料加工搬运时产生。

危害铅对人体危害很大，它通过呼吸道、消化道和皮肤吸收进入人体，且能在体内积蓄，半衰期很长，很难代谢。其对人体组织有广泛的亲和力，几乎可以损害所有的器官，其中大脑和肾脏受害最严重，人体血液中含铅量超过0.1～0.15mg/L时，就会引起铅中毒损害神经系统、造血系统、泌尿系统、消化系统和生殖器官，引起贫血、肌肉关节疼痛消化系统异常、末端神经麻痹等症状，特别是使儿童的身体发育和智力受损。

治理技术含铅烟气的治理方法可分为干法与湿法两大类。干法包括布袋除尘、电除尘等，湿法有水洗法、酸性溶液吸收法、碱性溶液吸收法等。

静电法是利用烟尘在高压静电场的作用下带上电荷成为带电粒子，粒子向着异性电极方向迁移，沉积在电极上的原理来分离铅尘的。过滤法是利用高效滤料阻挡的方法，滤除铅烟粒子净化空气，采用此法净化效率较高。净化后的空气可再循环利用，减少通风热损失，达到节能的目的。

布袋除尘及电除尘都是高效的除尘方法，对于铅尘，因其粒径比较大，一般采用袋式除尘就可以达到净化要求。但对于粒径在0.1μm以下的气溶胶状铅烟，虽也可采用电除尘和布袋除尘，其脱除效率有限，而用化学吸收的方法具有较好的效果，为此常先用干法除去较大颗粒铅尘，然后以酸或碱性溶液吸收，具有较高的净化效率。

化学吸收法常用的吸收剂有稀醋酸、草酸和NaOH溶液等。

（1）稀醋酸吸****收法

铅加热到400～500 ℃时即产生大量的铅蒸气（即铅烟）而逸入空气中，在不同温度下，铅蒸气可以与氧反应生成PbO和PbO2。熔铅烟尘中铅主要以PbO的形式存在，尤其是当熔铅温度较高时更是如此。该物质不溶于水，难溶于稀的碱性溶液，但易溶于酸生成铅盐。以斜孔板塔作为吸收装置，采用0.25%～0.3%的稀醋酸水溶液作吸收剂，其反应式如下：

PbO+2HAC →PbAC2+H2O

Pb+2HAC →PbAC2+H2

废气在人塔之前先要除去较大的颗粒，空塔气速为2 m/s，液气比根据气量的大小，控制在2.8～4 L/m3，净化效率可达90%以上。该法的优点是装置简单，操作方便，净化效率高。缺点是吸收剂(醋酸)腐蚀性较强，设备需采取防腐措施，可采用硬质PVC或防腐内衬。

生成的醋酸盐毒性大且易溶于水，故吸收液必须经过处理方能排放，可选用氢氧化钠溶液对醋酸铅进行处理，其反应式如下：

PbAC2+2NaOH→Pb(OH)2↓+2NaAC

反应生成的NaAC易溶于水，属于无毒物质，对水体不造成污染，可直接排放。对Pb(OH)2沉淀若采用硝酸处理可生成硝酸铅，附产物硝酸铅可作为颜料铅铬黄的原料，也可作鞣革剂，媒染剂等使用。

（2）碱液吸收法

采用1%的NaOH液作吸收剂，铅烟进入冲击式净化器进行除尘及吸收，吸收产物为亚铅酸钠。其反应方程式为：

2Pb +O2→2PbO

PbO + 2NaOH →Na2PbO2+ H2O

该工艺的优点是在同一设备内完成除尘和吸收，同时由于使用了碱液，还可兼顾除油，特别适用于铅烟中含油的行业。此工艺设备简单，操作方便，净化效率较高，可达85%～99%。其缺点是气液接触时间短，当烟气中铅的含量小于0.5 mg/m3时，净化效率低于80%。同时，由于吸收后的亚铅酸钠没有回收价值，仍会污染环境。

水吸收法是目前最简单、普遍的方法。以水为吸收液是根据铅烟比重大、不溶于水的特点，利用物理吸收的原理净化。水吸收法的净化率与净化设备的型式与操作有关，可采用填料塔、喷雾洗涤法、泡沫塔和旋流板塔等。相同设备情况下，用水作吸收液其净化效率略低于用醋酸和碱吸收液1。