第三节 废气净化
在电镀的许多过程中，会产生大量废气。如酸性、除油过程中产生的酸碱废气；镀铬过程中的铬酸废气；铜及合金、铝及合金的化学抛光、不良镀铜层和镀镍层的化学退除过程中产生的氮氧废气；氰化物电镀过程中产生的氰化物废气等等。这些废气在排入大气前，必须进行净化处理，否则将会污染空气，造成公害。
一、铬酸废气的净化
铬酸具有比重较大、易于凝聚的特点，酸雾废气在流动的空气中自然冷凝成雾滴，他们互相碰撞而凝聚成较大的液滴，利用这以原理设计了网格式铬酸回收器。回收器有立式和卧式。立式回收器的气流为下进上出，出口方向可在旋转90°方位做任何选择。卧式回收器的气流方向是右进左出，气流方向不能颠倒。回收器的净化效率为98%～99%，表17.3-1是回收器性能。
表3.3-1 网络式铬酸废气净化回收器性能
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型号
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L2/W2
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L3/W3
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L4/W4
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L6/W6
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W8
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W12
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W16
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额定风量（m3/h）
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2000
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3000
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40000
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6000
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8000
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12000
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16000
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使用风量（m3/h）
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1600～2400
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2400～3600
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3200～4800
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4800～7200
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6400～9600
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9600～14400
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12800～19600
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净化回收器的箱体由硬聚氯乙烯板制成。回收器的关键是过滤器，由8～12层开有菱形网孔的硬聚氯乙烯塑料网板纵横交错地平铺叠成，每层板网厚0.5mm。菱形网孔板可用普通塑料窗纱代替，但净化效率稍低。
当含有铬酸颗粒的空气进入净化回收器的下箱体和主箱体时，空气流速降低，已经因相互碰撞而变大的液滴在重力作用下从空气中分离出来。当铬酸废气经过网格时，被分散而经过许多狭窄弯曲的通道，提高了相互碰撞的机会而更容易凝聚。在吸附和重力作用下，细小的铬酸雾滴附着在网格表面，不断凝聚变大，从网格上降落下来。分离出来的铬酸沿排液管流入集液箱，净化后的空气经风机排出。
净化回收器安装，底部必须保持水平，应高出地面30cm以上。回收器的风道应全部采用硬聚氯乙烯塑料，为防止硬聚氯乙烯过早老化，净化器不宜安装在烈日暴晒处，净化器内凝聚下来的铬酸必须畅通的流出。为此集液管不能直通大气，每个回收器应带液封管，过滤网格应定期清洗，防止阻塞。
二、酸雾净化设备
酸雾常采用液体中和的方法进行净化处理，使用的装置有喷淋塔、填料塔、湍球塔、筛板塔等。如表3.3-2所示。
表3.3-2 酸雾净化塔
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名称
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结构及工作原理
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喷
淋
塔
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喷淋塔是一种结构最简单的湿法吸收设备，废气从塔下部进入，自下向上流通。吸收剂从上向下分几层喷淋，进行净化洗涤。喷淋的液滴应大小适中，在塔上部可设S型挡水板以抑制水雾排出塔外。气体在喷淋塔横断面上的平均流速一般为0.5m/h～1.5m/h,液气比0.6L/m3～1.0L/m3,压力损失100pa～200pa
喷淋塔吸收率低，仅适用于有害气体浓度低、处理气体量不大的情况
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填
料
塔
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在空塔内设置一至三层塑料网板托架，网板上堆放填料。在每层填料上方设溶液喷嘴，即成为填料塔。放入填料后，可以增大气液接触面积，吸收剂自塔顶向下喷淋，沿填料表面下降加湿填料，气体沿填料的间隙上升，在填料表面气液接触，进行吸收
填料塔所用的填料有瓷质小环、鞍形和波纹填料、空心塑料花球等类型。空塔速度0.5m/s～1.5m/s,液气比1L/m3～10L/m3,每米填料层的阻力一般W为400Pa～600Pa
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湍
球
塔
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湍球塔内设有开孔率较大的筛板，筛板上放置一定说量的轻质小球。气流通过筛板时，小球在其中湍动旋转，相互碰撞。吸收剂自上向下喷淋加湿小球表面，由于气、液、固互相接触，小球表面的液膜不断更新，提高了吸收效率。小球用聚乙烯或聚丙烯制造
湍球塔的空塔速度一般为2m/s～6m/s，每段塔的阻力约为400Pa～1600Pa
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筛
板
塔
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塔内设有几层筛板，气体自下而上经筛孔进入筛板上的液层，通过气体的鼓泡进行吸收。筛板上的开孔率一般为10%～18%，筛孔上吸收液厚度一般为30mm左右，筛板上设有溢流堰以使液层厚度保持均匀。气液在筛板上交叉流动，提高了吸收效率
筛板塔的空塔速度一般取1.0m/s～3.5m/s，空塔速度1.0m/s时的阻力约为200Pa, 空塔速度3.5m/s时的阻力约为1000Pa +
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三、氮氧化物的净化处理
氮氧化物（NOx）包括一氧化氮（NO）、二氧化氮（NO2）、三氧化氮（N2O3）、四氧化氮(N2O4)、五氧化氮（N2O5)。这些氧化物中，常温下能单独存在的主要是NO2和N2O4。
氮氧化物中对人体危害较大的主要是NO2、N2O4和NO。NO2是一种棕红色有窒息性臭味的气体，具有强烈的刺激性，毒性比NO大3～4倍，N2O4毒性与NO2相似。氮氧化物俗称：“黄龙”，在用硝酸或含有较高浓度硝酸的混合液中进行酸洗、退镀或化学抛光时产生。表3.3-3是废气中NO的主要净化方法。
表3.3-3 废气中NOX主要净化方法
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净化方法
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要点
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催化
还原法
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非选择行催
化还原法
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用CH4、H2、CO或其他燃料气体作还原剂与NOX进行催化还原反应；废气中的氧参加反应，放热量大
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选择性催化
还原法
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用NH3作还原剂将NOX催化还原为N2；废气中的氧很少与NH3反应，放热量小
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液
体
吸
收
法
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水吸收法
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用水作吸收剂对NOX进行物理吸收与化学吸收；可回收NOX，但消耗动力较大
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稀硝酸吸
收法
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用稀硝酸作吸收剂对NOX进行物理吸收与化学吸收；可回收NOX，但消耗动力较大
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碱性溶液吸
收法
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用NaOH、Na2CO3、Ca(OH)2、NH4OH等碱性溶液作吸收剂对NOX进行化学吸收，对含NO较多的NOX废气则净化效率低
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氧化-吸收法
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对含NO较多的NOX废气用浓HNO3、O2、NaClO2、KmnO4等作氧化剂，先将NO部分氧化为NO2，然后再用碱溶液吸收，使净化效率提高
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吸收-还原法
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将NOX吸收到溶液中，与（NH4）2SO3、NH4HSO3、Na2SO3等还原剂反应，NOX被还原为N2，其净化效果比碱溶液吸收法好
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吸附法
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用活性碳、丝光沸石、分子筛、泥煤、风化煤等吸收废气中的NOX
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（一）活性炭吸附法
活性炭吸附氮氧化物的机理是依靠吸附剂与吸附质之间的分子运动力、化学键力与静电引力，形成物理吸附、化学吸附和交换吸附。物理吸附存在于活性炭的表面，化学吸附需要在高温条件下才能解析，使饱和状态下的活性炭活化。交换吸附聚集在吸附剂表面带电点上，吸附过程中伴随着等量的离子交换。上述三种机制中，物理吸附是主要的。
选用活性炭时一个采用孔径稍大于NOx分子直径的活性炭。活性炭啊对NOx的吸附量随温度的升高而下降。由于活性炭对强极性水分子也具有良好吸附作用，在高温高湿情况下水分子能取代已吸附的NOx分子，因此可用蒸汽加温或沸水煮的方法使吸附饱和的活性炭脱附再生。
活性炭的再生工艺如下：
（1）将吸附氮的活性炭放在10%～20%氢氧化钠溶液中浸入泡，同时搅拌，把二氧化氮析出来。
（2）水洗，PH在7～8之间。
（3）用10%～20%的硫酸溶液浸泡1h，进行活化。
（4）水洗至PH达6～7之间。
（5）将活性炭放在封闭容器中，通入170kPa～200kPa绝对大气压的蒸汽，烘干1d～2d。
（二）氢氧化钠吸收法
一般使用5%以下的氢氧化钠水溶液进行吸收，一氧化氮只被该水溶液略微吸收。当氢氧化钠水溶液的浓度超过5%时，吸收效率降低。当氢氧化钠溶液浓度低于1%时，吸收效率急剧下降，需更换新液。氢氧化钠吸收的过程包括：
(1)一氧化氮与二氧化氮生成三氧化二氮，然后向液面扩散。
（2）三氧化氮溶于水生成亚硝酸。
（3）生成的亚硝酸与氢氧化钠发生中和反应。
(三)氢氧化钠、双氧水、硫化钠吸收法
将三个填料她串联，第一级塔的吸收液为氢氧化钠，第二级塔加入双氧水氧化剂，把一氧化氮氧化成二氧化氮，第三级塔用硫化钠作为还原剂。三级吸收率在94%以上。
（四）氨、碱两级吸收
氨中和气相反应可在碱液吸收前的风道中进行，也可在专门的气相反应塔中进行。为加速反应应设置旋流装置，起搅拌作用。吸收塔常采用填料塔。为防止氨及NOx泄露，宜采用负压反应和吸收，即将排风机设在系统的最后面。
四、其他含酸废气的净化
（一）硫酸废气净化
由于硫酸溶解度较大，且挥发性小，可采用简单的水吸收，用填料塔或筛板塔。也可采用稀氢氧化钠溶液或氨溶液进行中和处理。
碱性溶液中和酸反应，应设沉淀箱沉淀渣滓，净液通过溢流循环使用。当碱液的PH达到8～9使，需更换新的碱液。
（二）氯化氢废气的净化
氯化氢无色，极易溶解于水，氯化氢在水中的溶解度随着其分压的升高而增大，随着温度上升而减少。水的温度愈低吸收率愈高。常用水或1%以下的稀氢氧化钠溶液吸收氯化氢废气。
（三）氰化物废气的净化
含氰化物废气一般可采用硫酸亚铁或氯系氧化剂吸收。用0.1%～0.7%的硫酸亚铁水溶液在空塔中作喷淋吸收，当流速为1.5m/s～1.81.5m/s，洗涤3s～4s时，净化效率可达98%。
用次氯酸钠水溶液洗手时，最终生成H2、NH3和CO2。
吸收液宜用氢氧化钠将PH调至弱酸性。