工业大气污染的治理工艺技术与预防措施分析

摘要：工业化进程的加速势必会导致一系列的环境污染问题发生，主要表现为氮氧化物、二氧化硫、总悬浮颗粒物等浓度超标，对人们的身心健康造成较大的危害。因此，如何在实现工业化进程的前提下有效治理与预防工业大气污染成为当前社会关注的重点。简要分析了工业大气污染的成因，分别从治理技术与预防两个角度讨论应对措施，以期提供参考借鉴。

关键词：工业大气污染"治理工艺"氮氧化物"VOC废气

Analysis"of"Control"Technology"and"Preventive"Measures"for"Industrial"Air"Pollution

LING"Chuan1""ZHANG"Jian2""LV"Weijian3""LIU"Yangming3

1.Hongshan"District"Brigade"of"Chifeng"Ecological"Environment"Comprehensive"Administrative"Law"Enforcement"Detachment，"Chifeng，"Inner"Mongolia"Autonomous"Region，"024000"China;""2.Chifeng"Ecological"Environment"Monitoring"Center，"Chifeng，"Inner"Mongolia"Autonomous"Region，"024000"China;"3."Chifeng"Medical"Waste"Treatment"Center"Co.，"Ltd.，Chifeng，"Inner"Mongolia"Autonomous"Region，"024000"China

Abstract：The"acceleration"of"industrialization"will"inevitably"lead"to"a"series"of"environmental"pollution"problems，"mainly"manifested"as"excessive"concentrations"of"nitrogen"oxides，"sulfur"dioxide"and"total"suspended"particulate"matter，"which"pose"a"significant"threat"to"people's"physical"and"mental"health."Therefore，"how"to"effectively"control"and"prevent"industrial"air"pollution"under"the"premise"of"realizing"the"industrialization"process"has"become"the"focus"of"current"social"attention."This"paper"briefly"analyzes"the"causes"of"industrial"air"pollution，"and"discusses"the"countermeasures"from"the"perspectives"of"treatment"technology"and"prevention，"in"order"to"provide"reference"and"guidance.

Key"Words："Industrial"air"pollution;"Governance"process;"Nitrogen"oxides;"VOC"exhaust"gas

我国工业大气污染治理与预防虽然取得了一定成效，但是，在人们生活质量水平不断提升的背景下，仍面临诸多困难与挑战。《空气质量持续改善行动计划》（2023）的提出进一步强调要“切实解决人民群众关心的突出大气环境问题”，推动氮氧化物和挥发性有机化合物（Volatile"Organic"Compounds，VOCs）协同减排[1]。本文将重点讨论工业大气污染的成因、治理技术与防控措施。

1工业大气污染的成因

1.1产业结构不合理

21世纪以后，随着城市发展理念的改变，一些高污染企业纷纷从中心城区迁出，但同时又要兼顾城市的基础建设需求，在其周围兴建了一大批水泥、钢铁企业。在这个发展的进程中，各个地区的工业结构都不是很好，导致工业大气污染的原因也是不同的。

1.2动态效应

工业大气污染具有显著的动态效应，受气流等因素影响，工业大气污染物将随风传播至更多城市，受辖区管辖权的制约，污染源往往很难从根本上解决。另外，在工厂生产制造过程中，除了对工厂周围的环境造成污染外，在原料供应与运输过程中，还会对周围的环境造成严重的危害，而这一点目前还未计入工业大气污染的统计范围。

1.3城市规划不合理

一方面，城市规划建设中过于追求大量密集的高层建筑，对城市大气流动造成了一定的障碍，不仅造成了大量的工业废气排放，同时也导致工业大气污染在城市中的滞留[2]。另一方面，不合理的城市规划使局部的地形地貌发生了一定的改变，从而引起了气候环境的巨大变化。例如：北京防护林工程就极大地影响了当地的大气循环流通。

2工业大气污染的治理技术

2.1"VOCs废气处理技术

VOCs废气处理技术原理主要有吸附法、吸收法、冷凝法、生物法等，主要包括3个阶段，具体如下。

2.1.1"预处理阶段

含有粉尘的VOCs废气必须先用前处理装置除去其中的灰尘，并适当调整其温、湿度，使之符合下一步工艺的要求。

2.1.2"主体处理阶段（废气催化燃烧技术）

首先，利用具有高效吸附剂的吸附器对VOCs废气进行初步吸附净化，待达到饱和后，进行脱附，形成高度浓缩废气。其次，对高度浓缩废气予以催化燃烧，经热交换器预热到200～400nbsp;℃，在燃烧室中，可以将氧分子与碳氢化合物分子予以吸附，并经冷却生成H2O和CO2。

2.1.3"后处理阶段

将催化燃烧所释放的热能经换热器加以回收，再将其应用于加热炉内的废气，提升能量利用率。燃烧后的工业废气经检测达到符合排放标准后，经排气口排入大气[3]。除此之外，VOCs治理催化剂可以进一步净化有机化合物，主要有金属氧化物载体（如Fe2O3、MgO、Al2O3等）、分子筛载体（如Y、HY、SY等）。目前最常用的VOCs治理催化剂包括负载型贵金属催化剂、负载型过渡金属氧化物催化剂与稀土金属复合氧化物型催化剂，具有较高的反应活性，对VOCs废气处理工艺技术起到优化的作用。

2.2"‌选择性催化还原技术

首先，以尿素水或氨水作为还原剂制备脱硝剂。其次，完全燃烧燃料，生成氮氧化物（Nitrogen"Oxides，NOx）与热量，将燃烧后的烟气进行除尘处理，去除大颗粒物与灰尘。经处理后的废气与脱硝剂展开反应，将NOx转化为N2和H2O，进入脱硝催化剂层。再次，尿素水或氨水中的氨和NOx发生氧化还原反应，实现氮氧化物无害化转化。最后，由于在脱硝过程中有一部分氨气残留，因此，为了防止氨气污染环境，需要对其进行脱氨处理，主要可以采取吸附法与氨氧化法，保证排入大气层的工业废气达到环境保护标准[4]。

2.3静电除尘技术

静电除尘技术是较为成熟的工业大气污染除尘方法的一种，在负离子与带电粒子的作用下，尘粒向阳极表面沉积。目前，一般的静电除尘技术都是用滤纸过滤，这样很容易阻塞滤芯，导致粉尘堆积，可能会引起二次污染，为此，静电除尘技术纷纷加以改进、优化，目前较为先进的技术如下。

2.3.1电袋复合除尘技术

电袋复合除尘技术是指在前级电除尘区将70%～80%的烟尘捕集在后级滤袋中，而剩余的部分则被截留在后级滤袋的过滤区域。此外，在前级电场中引入带电粉尘，可以有效提高滤袋表面尘层的过滤性能，改善滤袋的清灰性能与透气性。电袋复合除尘技术的除尘效果不受飞灰、煤种特性的影响，可以始终保持较低的运行阻力。

2.3.2移动极板电除尘技术

移动极板电除尘技术与传统静电除尘技术基本一致，即由前一级（传统电场）和后一级的可动极板电场构成。可动极板阳极由旋转式清灰刷与旋转式阳极板组成，设置于非电场区的旋转式清灰刷将粘附在其表面的灰尘完全去除，使其在没有到达反电晕的厚度之前将其完全去除，从而消除了反电晕现象，使二次飞扬降至最低，提高了收尘速率，大幅度度提升了电除尘器的收尘效率，降低了工业废气的排放浓度。

2.3.3低温电除尘技术

低温电除尘技术主要以低温换热器为核心，将进给电除尘器的工作温度从常温（120～160"℃）降至低温（90～110ºC），烟气温度的降低会导致进入电除尘器的烟气量减少、烟气流速减小，粉尘的比阻也随之降低，既能有效回收废热，又能提高除尘效率。

2.4工业大气污染的监测技术

2.4.1激光光谱技术

激光光谱技术是一种以原子发射光谱为基础可以对多种样本予以分析的新方法。与ICPMS、AAS、ICP-AES等监测技术相比，激光光谱技术适用于气溶胶、气态、液态等多种介质，具有稳定可靠、速度快、灵敏度高等优势，能够快速实现对工业废气数据的基础监测分析。

2.4.2微型气体传感器技术

微型气体传感器技术采用哑铃形气敏元件，利用线性可变滤光片共振腔作为空气腔，实现3.2～3.4"µm波段的光谱分辨。

2.4.3遥感监测技术

遥感监测技术是当前应用最广泛的工业大气污染监测技术手段，能够很好的显示出工业大气污染的分布、尺寸、形态等情况，并通过HJ、TM/ETM+、MODIS等多源遥感数据构建PM2.5与气溶胶光学厚度（Aerosol"Optical"Depth，AOD）之间的量化关系，实现AOD的反演，从而监测PM2.5与工业大气污染（SO2、NO等）[5]。

3工业大气污染预防措施

3.1区域层面

当前，工业大气污染呈现出以细颗粒物和臭氧为主的复合污染格局，且两者的前体物（VOCs、NOx等）具有复杂的非线性关联，形成机制非常复杂。工业企业除了颗粒物以外，VOCs、NOx等也是其主要排放源，是当前工业大气污染预防的关键环节[6]。

3.1.1"建立区域工业大气污染排放清单

排放清单包含了来自多个污染源的源强度信息，能够精准、全面地认识工业大气污染源对区域环境质量的影响。主要可以根据工业大气污染物在空间、时间上的分布特征，并通过化学反应机理及大气动力学理论，构建空气质量模型，从而有针对性地制定优先预防措施与常规预防措施。

3.1.2"采用多目标规划方法

从地域上看，要对重点控制区内的工业行业展开产业结构的调整，并持续优化空间布局，引导工业企业整合、兼并，实现产业链的延伸，依据优先预防措施与常规预防措施的差异，展开分级监管，可实现“一城一策”。与此同时，进一步强化对于工业大气污染的过程预警预测，并采取相应的错峰减产、生产等预防措施。

3.2行业层面

从制度、政策等方面，对工业大气污染的绿色生态发展道路提供指导，如《加快推动排放标准制修订工作方案（2024—2027）》《火电行业建设项目温室气体排放环境影响评价技术指南（试行）》等，促使工业企业提高污染治理水平、淘汰落后装备、强化环保理念。并且，通过工业行业协会，整合优势资源，为工业大气污染的预防提供有力支持。同时，结合当地实际情况，构建科学、合理的评价指标，采取停产整顿、兼并重组、改造提升、转型、退出等举措，严格控制工业生产与废气排放，促进工业企业的绿色、健康发展。

3.3企业层面

工业企业应对自身进行全面的调研，通过引入先进的工业大气污染控制设备与工艺，降低氰、碳、硫的排放，针对有机气体、无机气体（HS2、NH3、NOx及SO2等）与颗粒物污染，采取科学、有效的预防措施。主要方法如下：（1）将各个储槽生成的气体予以集中收集，送入排气洗净塔予以净化和清洗，方法主要包括水洗、洗油洗涤、酸洗以及碱洗等；（2）建立压力均衡装置，将来自工业生产区中的无氧挥发性有机气体输送到负压气体管线中，展开气体回收；（3）收集工业生产区可回收的VOCs，并放于热动力焚烧装置中，实现能量高效回收；（4）积极推广LDAR，针对法兰、阀门、压缩机等容易产生废气泄漏的区域，制订科学、合理的预防方案，并加以定期维护，降低可能存在的工业废气无组织排放。

4结语

加强工业大气污染治理事关人民群众的身心健康与经济社会高质量发展，应不断引入先进的治理工艺技术，并从区域、行业、企业等方面加强工业大气污染的预防效果。

参考文献

[1]"国务院.国务院关于印发《空气质量持续改善行动计划》的通知[R/OL].（2023-11-30）[2023-12-07].https：//www.gov.cn/zhengce/zhengceku/202312/content_6919001.htm.

[2]张哲.浅谈工业企业大气污染治理工艺技术及预防措施[J].轻工科技，2024，40（3）：138-141.

[3]李鹏.对环境监测下工业大气污染治理的探讨与分析[J].天津化工，2024，38（2）：119-121.

[4]葛诗杰.基于化肥工业固定源大气污染物排放标准制定方法研究[D].青岛：青岛科技大学，2023.

[5]都沁军，李娜.城市工业大气污染治理效率及动态分析：基于三阶段超效率SBM-DEA模型[J].河北地质大学学报，2022，45（5）：104-112.

[6]王涵，张锦博，郭怀成，等.基于排放量分解法的河北省工业部门大气污染排放影响效应分析[J].北京大学学报（自然科学版），2023，59（5）：823-832.