朱 林，于若男，張亞甜，張 雷，劉 聰

（首都航天機械有限公司，北京 100076）

電鍍生產(chǎn)的主要環(huán)節(jié)中都會產(chǎn)生大量的電鍍工藝廢氣。其中，在鍍件前處理環(huán)節(jié)的除油和酸洗過程使用氫氧化鈉和鹽酸等，會產(chǎn)生大量堿霧和酸性廢氣；鍍鉻、鉻酸陽極化以及陽極化和磷化填充過程中使用鉻酐、重鉻酸鉀等，會產(chǎn)生大量鉻酸霧廢氣；含氰電鍍過程中使用氰化鈉、氰化鉀、氧化鋅、銅板等，會產(chǎn)生氰化物廢氣；不銹鋼酸洗過程中使用氫氟酸、硝酸、硫酸，會產(chǎn)生含氟廢氣、氮氧化物廢氣和酸性廢氣。

電鍍生產(chǎn)工藝過程中產(chǎn)生的各類廢氣，按鍍槽槽液的化學成分劃分，可分為鉻酸霧廢氣、氰化物廢氣、氯化氫廢氣、氮氧化物廢氣、含氟廢氣、硫酸霧廢氣和堿性廢氣。從減少污染物排放角度考慮，各類廢氣污染物的控制應(yīng)從控制源頭廢氣污染物逸出量和在末端采取廢氣凈化治理措施兩個方面進行綜合考慮。

1 廢氣污染物逸出量控制

在一些電鍍工藝槽溶液中投加一些表面活性劑，利用表面活性劑的發(fā)泡性，可達到抑制酸霧等污染物逸出量的目的；也可在工藝槽溶液表面加入一層塑料空心球，以起到阻擋酸霧逸出的作用。

1.1 鉻酸霧逸出量控制

鍍鉻的電流效率低，在鍍鉻過程中會產(chǎn)生大量氫氣和氧氣。由于鍍液的表面張力大，氫氣氣泡和氧氣氣泡逸出時帶有大量能量，在液面破裂時，液膜被劇烈地撕裂，分散成極細的鉻酸霧飛濺到大氣環(huán)境中；鍍鉻槽槽液溫度在55℃左右，工件鍍鉻時溶液會蒸發(fā)，隨即帶出大量鉻酸，形成鉻酸霧。鉻酸霧的抑制一般可采用塑料球或表面活性劑。

1.1.1 塑料球抑制鉻酸霧

在鍍鉻槽的槽液面上鋪蓋一層直徑約5 cm左右的聚乙烯空心塑料球，能起到抑制鉻霧的作用，此法用于鍍硬鉻時效果較好。

1.1.2 表面活性劑抑制鉻酸霧

加入少量高泡型表面活性劑，借助于陰陽極反應(yīng)產(chǎn)生的大量氫氣和氧氣的攪拌作用，使槽液表面產(chǎn)生泡沫覆蓋層，實現(xiàn)對鉻酸霧的抑制作用。

1.2 酸性氣體逸出量控制

1）鋼鐵件通常采用鹽酸進行酸洗，不銹鋼酸洗一般采用硝酸、硫酸和氫氟酸的混合酸。在不影響操作的情況下，對于酸洗產(chǎn)生的酸霧可以通過在槽液面上加入空心塑料球來控制，塑料球大小相間，密布一層，可起到阻擋酸霧逸出的作用。

2）鍍件在室溫環(huán)境下用鹽酸退鋅、退鎘鍍層時，由于退鍍過程中通常會產(chǎn)生較多氣泡，攪拌作用較強，因此可以加入少量十二烷基硫酸鈉，以起到一定的抑制酸霧作用。

3）在用混酸進行銅件酸洗或進行工件退銅、退鎳處理時，會產(chǎn)生氮氧化物氣體，此時在溶液中投加少量尿素，可起到一定的化學抑制作用。

1.3 堿霧逸出量控制

在電鍍的前處理環(huán)節(jié)，如電化學除油時會產(chǎn)生大量堿霧。電化學除油時，在陰陽極產(chǎn)生大量的氣體，當加入少量十二烷基硫酸鈉后，可以起到一定的堿霧抑制作用。

2 電鍍工藝廢氣凈化處理方法

根據(jù)電鍍時使用化學物質(zhì)性質(zhì)的不同，電鍍工藝廢氣的凈化處理方法大致分為四種，即鉻酸霧凈化處理工藝、氰化物廢氣凈化處理工藝、酸性廢氣凈化處理工藝和堿性廢氣凈化處理工藝。

2.1 鉻酸霧凈化處理方法

鉻酸霧采用濕法吸收是有效的，但由于凈化設(shè)備龐大，因此很少采用。在電鍍行業(yè)中，一般采用如擋板式、填料式、網(wǎng)格式等物理吸收法來處理鉻酸霧。目前電鍍行業(yè)普遍采用的是網(wǎng)格式鉻酸霧凈化處理裝置，過濾層由10～15層有菱形網(wǎng)孔的硬聚氯乙烯塑料板縱橫交錯平鋪而成。

鉻酸霧凈化回收原理：因鉻酸具有比重大、揮發(fā)性小以及易于凝聚的特點，鉻酸霧被帶入鍍槽吸風罩后形成一種多分散性的氣溶膠，霧滴比較粗大，且液滴大小不相等，部分霧滴與吸風罩、風管碰撞后變大，并凝聚在吸風罩和風管上；當含鉻酸液滴的空氣進入凈化器下箱體而未達到過濾網(wǎng)格層時，由于凈化裝置下箱體截面積比抽風管道界面大，空氣流速降低，已經(jīng)因碰撞而變大的液滴在重力作用下不能繼續(xù)前進而從空氣中分離出來；鉻酸廢氣進網(wǎng)格層時被分散，經(jīng)過許多狹窄彎曲的通道，增加了相互碰撞變大的機會，在重力作用下，細小鉻酸霧滴附著在網(wǎng)格表面，并不斷凝聚變大，最后從網(wǎng)格上降落下來；分離出來的鉻酸沿凈化裝置下部的排液管流入集液箱，再排入含鉻廢水管道，最后送至含鉻廢水處理站進行處理。凈化后的氣體進入上箱體，達標后排放。凈化裝置示意如圖1所示。

圖1 鉻酸霧凈化裝置示意圖

為延長過濾層的堵塞周期，通常在過濾層上端接入自來水噴淋裝置，每次設(shè)備開機和停機前，對過濾層進行5分鐘左右的噴淋沖洗，沖洗廢水通過裝置下部的排液管流入集液箱，再排入含鉻廢水管道，后送至含鉻廢水處理站進行處理。

2.2 氰化物廢氣凈化處理方法

氰化鍍槽溶液中的CN-在水中很容易發(fā)生水解，即CN-+H2O→HCN+OH-；同時，空氣中二氧化碳溶入氰化鍍液后，會產(chǎn)生氰氫酸，2NaCN+H2O+CO2（空氣）→Na2CO3+2HCN。

氰氫酸溶于水，當溫度＞26℃時揮發(fā)進入大氣中，根據(jù)這一特性，氰化鍍種產(chǎn)生的氰化物廢氣可以采用水噴淋吸收法進行處理，噴淋產(chǎn)生的含氰廢水排入含氰廢水管道，后送至含氰廢水處理站進行處理，凈化后的空氣達標排放。凈化裝置示意見圖2。

圖2 氫化物凈化裝置示意圖

2.3 酸性、堿性廢氣凈化處理方法

2.3.1 酸性廢氣的凈化處理

酸性廢氣的凈化處理常用液體吸收法和干式吸附法。北京工業(yè)大學研發(fā)的一種新型酸性廢氣吸附材料適用于氯化氫、硫酸霧、氮氧化物以及氫氟酸等廢氣的凈化處理。其中SDG-Ⅰ吸附劑適用于氮氧化物的吸附處理；SDG-Ⅱ吸附劑適用于氯化氫、硫酸霧和氫氟酸處理。酸性廢氣的凈化裝置示意如圖3所示。

圖3 酸性廢氣凈化裝置示意圖

SDG-Ⅱ吸附劑吸附廢氣的反應(yīng)機理如下：

SDG-Ⅰ吸附劑吸附廢氣的反應(yīng)機理如下：酸性廢氣通過過濾層進入凈化裝置中的干式吸附劑吸附床，酸霧被吸附劑吸附并發(fā)生化學反應(yīng)，凈化后的氣體經(jīng)風機達標后排放。SDG吸附劑主要性能指標如表1所示。

表1 SDG吸附劑主要性能指標

2.3.2 堿性廢氣的凈化處理

堿性廢氣的凈化處理常用液體吸收法，也可將酸堿廢氣進行混合，一并處理。

3 應(yīng)用實例

某軍工企業(yè)電鍍車間有鍍鉻、氰化鍍鋅、氰化鍍銅、陽極氧化、不銹鋼酸洗等工序，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生鉻酸霧、氰化物、氟化氫、硫酸霧、氯化氫、氮氧化物等廢氣污染物。分別安裝了鉻酸霧凈化裝置、氰化物凈化裝置和酸性廢氣凈化裝置對污染物進行控制。經(jīng)現(xiàn)場采樣檢測，廢氣中的鉻酸霧、氰化物、氟化氫、硫酸霧、氯化氫、氮氧化物等污染物的排放濃度全部達標，具體排放情況如表2所示。

表2 2020年工藝廢氣凈化裝置排放口污染物排放濃度mg/m3

4 結(jié)語

隨著國家對大氣環(huán)境質(zhì)量要求的不斷提高，各地陸續(xù)出臺了嚴格的污染物排放標準，大氣污染物的達標排放以及污染物排放總量的消減，是改善大氣環(huán)境質(zhì)量的重要手段。相信在各級生態(tài)環(huán)境主管部門的關(guān)懷和企業(yè)的共同努力下，各類工業(yè)生產(chǎn)中生產(chǎn)的廢氣污染物一定能得到有效處理，履行好企業(yè)應(yīng)盡的社會職責。