?????? 1 前言?
??????? 隨著人類工業(yè)化程度的不斷提高，人類向自己賴以生成的環(huán)境中排放的有害物質(zhì)在不斷地增多，“保衛(wèi)地球、保護(hù)我們生成的環(huán)境”不再僅僅是一句危言聳聽的口號(hào)，而是關(guān)系到我們子孫后代能否生存的刻不容緩的大事。人類需要發(fā)展但更需要保護(hù)環(huán)境，如何保護(hù)好我們的環(huán)境是我們廣大科技工作者共同關(guān)心的問(wèn)題。目前，工業(yè)生產(chǎn)給環(huán)境帶來(lái)的主要污染物為工業(yè)、工業(yè)、廢渣(即工業(yè)“三廢”)，其中工廠每天向大氣中排放大量的各種各樣的工業(yè)對(duì)人類的威脅極大,盡可能將污染物排放量降低到最低限度是非常必要的。?
??????? 對(duì)生態(tài)環(huán)境影響較大和人類威脅較大且絕對(duì)排放量較大的主要包括：
??????? （1）含NOx、SO2、P、As、PH3、CO、HF、C2HCl3、C2H3Cl3等污染物的有毒氣體；
??????? （2）其它氣體，開展關(guān)于減少這類有害廢氣的研究是非常有必要的，本文結(jié)合著者在這一領(lǐng)域已經(jīng)開展的研究，討論了用現(xiàn)代吸附分離技術(shù)凈化這類氣體的意義及工業(yè)開發(fā)的可行性。?
??????? 2 吸附分離技術(shù)治理廢氣技術(shù)基礎(chǔ)及過(guò)程?
??????? （1）氣體吸附分離技術(shù)基礎(chǔ)?
??????????氣體吸附分離技術(shù)是近年發(fā)展較快的一項(xiàng)新技術(shù), 按照方式的差異常分為變壓吸附法和變溫吸附法兩類：（1）變壓吸附(英文名稱Pressure Swing Adsorption,簡(jiǎn)稱為PSA)法提純或分離單元是根據(jù)恒定溫度下混合氣體中不同組份在吸附劑上吸附容量或吸附速率的差異以及不同壓力下組分在吸附劑上的吸附容量的差異而實(shí)現(xiàn)的，由于采用了壓力漲落的循環(huán)操作，強(qiáng)吸附組份在低分壓下脫附，吸附劑得以；吸附劑的使用壽命一般為十年以上，所以PSA過(guò)程基本是無(wú)原料消耗過(guò)程；（2）變溫吸附法（英文名稱 Temperature Swing Adsorption,簡(jiǎn)稱為TSA）或變溫變壓吸附法（簡(jiǎn)稱為PTSA）是根據(jù)待分離組份在不同溫度下的吸附容量差異實(shí)現(xiàn)分離，由于采用溫度漲落的循環(huán)操作，低溫下的被吸附的強(qiáng)吸附組份在高溫下得以脫附，吸附劑得以，冷卻后可再次于低溫下吸附強(qiáng)吸附組份。確定是否采用吸附法分離的主要依據(jù)為待分離組分之間的吸附等溫線，圖1為待分離組分A（污染物）、B（非污染物）的在溫度為t1或t2的吸附等溫線所示：?
??????? 對(duì)于污染排放物A如果與非污染組份B吸附容量差別較大，則可考慮PSA技術(shù)（當(dāng)然，有時(shí)動(dòng)態(tài)吸附容量也是確定分離的一個(gè)依據(jù)，但在污染治理中很少涉及）；對(duì)于常溫（t1）下強(qiáng)吸附組份A不能良好解吸的分離，可考慮采用TSA或PTSA技術(shù)。?
??????? 吸附分離技術(shù)采用的吸附劑通常為活性炭、硅膠、氧化鋁等常規(guī)吸附劑或在吸附劑上附載不同貴金屬的專用吸附劑，或者是開發(fā)不同孔徑、不同微孔容積的專用吸附劑。?
??????? （2）吸附工藝過(guò)程循環(huán)的實(shí)現(xiàn)
??????? PSA、TSA或PTSA 過(guò)程的連續(xù)運(yùn)行通常是通過(guò)多個(gè)吸附器依靠閥門切換實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)某些塔在吸附時(shí)，其它的吸附器則處于再生等步驟；吸附飽和后的吸附劑需要再生時(shí)，其它已再生好的吸附器開始進(jìn)入吸附步驟，如此實(shí)現(xiàn)循環(huán)操作。????
??????? 3 工業(yè)廢氣來(lái)源及治理研究?
??????? 隨著工業(yè)化程度的不斷提高，人為產(chǎn)生的空氣污染物所占空氣總污染物的比例在不斷增加、對(duì)人類自身的危害在不斷增大。目前，排放空氣污染物最多的工業(yè)部門有:石油與化學(xué)工業(yè)、冶金工業(yè)、電力工業(yè)、工業(yè)等等，下面就工業(yè)排放的主要有害氣體污染物NOx、SO2、P、CO、鹵代烴、揮發(fā)性有機(jī)物（簡(jiǎn)稱為VOC）等的吸附分離治理前景和可行性簡(jiǎn)要分析如下：?
??????? （1）硝酸生產(chǎn)尾氣、煙道氣、石灰窯氣等各種工業(yè)廢氣中的NOx?
??????? 硝酸生產(chǎn)過(guò)程中要排放大量的硝酸尾氣，其中含有NOx。NOx不僅對(duì)人類、生物有劇毒，而且導(dǎo)致光化學(xué)煙霧的生成，其危害極大。我國(guó)現(xiàn)有硝酸生產(chǎn)工廠50多家，硝酸尾氣中NOx的濃度一般為500~5000 ppm，每年排入大氣的NOx（以NO2計(jì)）約為6萬(wàn)噸。如果能這些NOx，不僅控制了對(duì)環(huán)境的污染，同時(shí)可以增產(chǎn)硝酸，降低生產(chǎn)成本。?
??????? 目前西南化工研究院已開展了硝酸尾氣的吸附法治理工業(yè)性試驗(yàn)研究工作，實(shí)驗(yàn)證明了這種方法有相當(dāng)?shù)膬?yōu)越性。研究表明，凈化氣中NOx濃度可控制在低于0.02%，對(duì)應(yīng)尾氣中NOx濃度從0.04%到0.8%，回收氣中NOx濃度變化范圍可從0.8%至5%，可以返回系統(tǒng)生產(chǎn)硝酸。?
??????? 對(duì)石灰窯氣等廢氣中氮氧化物的脫除技術(shù)，西南化工研究設(shè)計(jì)院已開發(fā)成功，并申報(bào)國(guó)家。對(duì)煙道氣中氮氧化物的脫除，根據(jù)煙道氣組成采用TSA法與其他化學(xué)技術(shù)處理法可有效控制氮氧化物的排放量。?
??????? （2）黃磷尾氣凈化和從黃磷尾氣中提純一氧化碳
??????? 我國(guó)每年生產(chǎn)黃磷40萬(wàn)噸，生產(chǎn)過(guò)程中每生產(chǎn)一噸黃磷會(huì)產(chǎn)生2500Nm3尾氣，每年產(chǎn)生的尾氣量達(dá)10億Nm3，其主要成份為一氧化碳（約85%~90%），CO是一種易燃易爆有毒的氣體，尾氣中含有的P、S、As、F等及其化合物的有毒組分未經(jīng)處理排放到大氣中也將嚴(yán)重污染環(huán)境；同時(shí)CO又是一種重要的碳一化工原料，尾氣中含有的P、S、As等易使催化劑中毒，所以有效處理黃磷尾氣具有非常重要的意義。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外在凈化黃磷尾氣和開發(fā)黃磷尾氣領(lǐng)域已開展了較多工作，其中西南化工研究院開展了尾氣處理的動(dòng)態(tài)吸附研究實(shí)驗(yàn)，取得了可循環(huán)操作的TSA凈化流程，并結(jié)合自己的CO提純專有技術(shù)，已轉(zhuǎn)讓一套采用吸附法從黃磷尾氣凈化并提純CO的工業(yè)裝置。?