[科普中国]-酸雾

简介

酸雾，通常是指雾状的酸类物质。在空气中酸雾的颗粒很小，比水雾的颗粒要小，比烟的湿度要高，粒径为0.1~10 μm，是介于烟气与水雾之间的物质，具有较强的腐蚀性。1其中包括硫酸、硝酸、盐酸等无机酸和甲酸、乙酸、丙酸等有机酸所形成的酸雾。

成因及形成机理酸雾主要产生于化工、电子、冶金、电镀、纺织(化纤)、机械制造等行业的用酸过程中，如制酸、酸洗、电镀、电解、酸蓄电池充电等。另外，在一些科学研究的过程中，也会使用到不同的酸。因为这些用酸工艺过程中使用的往往是多种酸的混合物，所以排放出的废气也大多是多种酸雾的混合。2

酸雾的形成机理主要有两种：一种是酸液表面蒸发，酸分子进入空气，与空气中的水分凝并而形成雾滴；另一种是酸溶液内有化学反应，形成气泡上浮到液面后爆破，将液滴带出。3另外，伴随酸雾排放过程不可避免地会有呈分子态的酸性气态污染物如SO2和NOX等的排放，所以其排放过程和排放物成分比较复杂。

城市大气中的酸雾主要是硫酸雾和硝酸雾，它们大部分来源于化石燃料燃烧排放的硫氧化物和氮氧化物，也有部分来自汽车排气(主要是氮氧化物)。常见的可以形成酸雾的气体有以下几种：

1、卤化氢（HX）均为无色、有刺激性气味的气体，易溶于水，水溶液为酸（氢卤酸），具有挥发性，易形成酸雾。

2、二氧化硫与水蒸汽结合,极易形成酸雾。

3、SO3易被水吸收,若高温下,易与水蒸汽形成酸雾。

危害导致大气酸化的首要污染物是化石燃料在燃烧过程中排放出来的二氧化硫和氮氧化物，而酸雾的排放也不容忽视，因为和燃烧烟气相比较，酸雾的腐蚀力更强、毒性更大。例如就硫酸雾来讲，它的毒性比二氧化硫高约10倍之多。

酸雾的排放会造成工作场所的空气中酸雾和酸性气体弥漫，排入大气后又会造成大气环境中的酸沉降。它不仅危及工人及厂房周围居民的身体健康，腐蚀厂房设备及精密仪器，造成生产和生活的损失，而且还会对农作物及其他动植物的生存带来不良影响，造成对建筑物、文物古迹等的损坏等。4因此，人们在加强对燃煤烟气、汽车尾气等进行治理的同时，也迫切需要采取得力措施控制酸雾的排放，以遏制大气环境的酸化和酸雨的发展。

处理方法现今控制酸气排放的方法主要有：液体吸收法、固体吸附法、过滤法、静电除雾法、机械式除雾法及覆盖法等。下面对这几类方法进行简要介绍。5

液体吸收法液体吸收一般包括水洗法和碱液中和法。碱液吸收常用的吸收剂有10%的Na2CO3、4%~6%的NaOH和NH3等的水溶液。所采用净化处理设备主要有洗涤塔、泡沫塔、填料塔、斜孔板塔、湍球塔等。其主要净化机理是使气、液充分接触，酸、碱中和，从而提高净化效率。液体吸收法的优点是设备投资较低，工艺较简单。缺点是：⑴ 耗能耗水量大、运行费用高；⑵ 容易带来二次污染；⑶ 在北方的冬天还容易因结冰而导致设备无法正常运行；⑷ 由于硝酸雾中含有不易溶于水的NO，因此液体吸收法对硝酸雾的净化效率比较低。

固体吸附法常用的吸附剂有活性炭、分子筛、硅胶、含氨煤泥等。北京工业大学研制成功一种可以治理多种酸雾的吸附剂——SDG吸附剂，曾被国家环保总局列为1992年最佳实用技术和1995年可行实用技术。该吸附剂已在多个行业中得到成功的应用。它可以净化硫酸、硝酸、盐酸、氢氟酸、醋酸、磷酸等各种酸气(雾)。尤其适用于浓度小于1000 mg/m3的间歇排放的酸洗操作场所。

与现有的其他吸附剂相比，SDG酸雾吸附剂具有以下优点：⑴ 吸附剂原料及制作成本低；⑵ 吸附效率高，吸附容量大；⑶ 吸附过程以化学吸附为主，形成的产物性质稳定，所以吸附完成后的吸附剂可以直接抛弃，无需再生，节约了相应的工艺和设备消耗。吸附法净化设备有固定床吸附器、移动床吸附器、回转式吸附器等。

吸附法净化酸雾的优点是：⑴ 能比较好地去除伴随硝酸雾产生的氮氧化物的污染；⑵ 设备简单，操作方便；⑶ 干式工艺，不产生二次污染。其缺点是：由于吸附剂的吸附容量有限，造成设备庞大，且过程为间歇操作。因此，吸附法仅适用于净化处理酸雾浓度较低的废气。

过滤法酸雾过滤器的滤层主要包括板网、丝网和纤维三种型式。板网除雾器的滤层通常由聚氯乙烯材料制作，交错叠置于设备内。丝网除雾器中的丝网一般由聚乙烯或耐腐蚀不锈钢材料制作而成。纤维除雾器的纤维材料则以聚丙烯和玻璃纤维居多。

静电除雾法酸雾静电捕集器是静电收尘器系列产品中的一个种类，静电收尘成为专利技术后，第一次成功的实际应用便是1907年用于硫酸雾的捕集。

机械式除雾法这类方法的原理是借用重力、惯性力或离心力的作用使雾滴与气体分离，从而达到净化目的。常用的设备有折流式除雾器、离心式除雾器等。

处理装置功能可以处理的主要有害气体为酸雾(H2SO1)、氯化氢(HCl)气体及氟化氢(HF)气体、铬酸雾(CrO3)氰氢酸气体(HCN)、硫化氢(H2S)、氨气(NH3)、碱蒸气等水溶性气体、采用氢氧化钠为吸收中和液，溶液浓度为2-6%，净化效率均为95%以上。

特点效力高，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。酸气净化塔采用玻璃钢和PB塑钢材料分段制作。塔体外表面采用耐水、耐老化胶衣树脂作防老化面层，胶衣层厚不小于0.5mm。在强度与内外表面间采用无碱无蜡无捻的方格细布作为耐老化的渡层，其树脂含量不低于75%，层数按大型及技术标准要求敷设树脂含量达60-70%，使塔体强度绝对可靠。

本净化塔由圆形塔体，用法兰分段联接而成。具体结构由贮液箱、进风段、两级喷淋段、旋流板、出风锥帽等组成、其特点是：制作方便、便于安装检修、强度高、占地面积小。喷淋形式采用双层填料，两级喷淋，使汽液充分接触，提高净化效率。本塔配用一台玻璃钢离心通风机和塑料水泵或不锈钢水泵即可。当处理风量在10000立方米以上时，采用二台水泵就能达到设计要求。

喷淋塔主体：

(1)复合玻璃钢贮液箱、加液管，在吸液管上加有滤液装置，进风段采用复合玻璃钢制作。

(2)第一、二级喷液段均采用一排Y-1型尼龙喷嘴，保尔环滤料和有机玻璃检视孔、

(3)有效档水段设有施流板增加挡水的效果。

(4)玻璃钢风帽盖。

(5)玻璃钢离心通风机。

(6)塑料水泵或不锈钢离心泵。

(7)其它配件如塑料管件阀门、固定支架、检修爬梯和进风管道等，用户可在订货时定制。

净化顺序过程原理酸雾回收器采用气体碰撞及聚结原理，有效回收酸，以再利用。 喷淋塔采用氢氧化钠溶液为吸收中和液来净化酸雾废气。气体由离心通风机压入或吸入进风段，再向上流动，至第一滤料层，与第一级喷咀喷出的中和液接触反应。吸收后的废气继续向上流动至第二滤料层，与第二级喷咀喷出的中和液接触，再次发生中和反应，然后通过旋流板，由风帽和排风管或风机排入大气中。