二氧化硫污染的處理方法

二氧化硫污染的治理方法化工與能源學(xué)院XXXXXXX摘要：大氣污染會(huì)對(duì)人類和其它生物的安康造成危害，本世紀(jì)以來，不斷發(fā)生的公害，使人們生疏到保護(hù)大氣不受污染的重要性。二氧化硫是大氣主要污染物之一，是衡量大氣污染程度重要標(biāo)志。目前我國(guó)是世界上二氧化硫排放量最大的國(guó)家，我國(guó)城市大氣污染嚴(yán)重，對(duì)社會(huì)環(huán)境產(chǎn)生很大壓力。本文分析了二氧化硫的來源和危害,綜述了二氧化硫廢氣的轉(zhuǎn)費(fèi)低，長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定牢靠，不產(chǎn)生二次污染的方法。關(guān)鍵詞：二氧化硫;污染現(xiàn)狀;治理方法SO2

的來源大氣中的二氧化硫主要是由含硫燃料燃燒和生產(chǎn)工藝過程中承受含硫原料所產(chǎn)生的。原油、煤以及鐵、銅、鉛、鋅、鋁礦石等很多原料中都含有硫。煤和油等含硫燃料的燃燒、原油的煉制、金屬礦石的冶煉等過程中，燃料和工業(yè)原料中的硫與氧結(jié)合，生成二氧化硫氣體，排放到大氣中，到達(dá)肯定的量時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生二氧化硫污染。SO2

的危害SO對(duì)人體安康的危害2SO2是一種無色具有猛烈刺激性氣味的氣體，易溶于人體的體液和其他黏性液中，長(zhǎng)期的影響會(huì)導(dǎo)致多種疾病，如：上呼吸道感染、慢性支氣管炎、肺氣腫等，危害人類健康。SO2在氧化劑、光的作用下，會(huì)生成使人致病、甚至增加病人死亡率，據(jù)有關(guān)爭(zhēng)論說明10μg/m310%的濃度能使死亡率降低%。SO2爭(zhēng)論說明，在高濃度的SO2

的影響下，植物產(chǎn)生急性危害，葉片外表產(chǎn)生壞死斑，或直接使植物葉片枯萎脫落；在低濃度SO2的影響下，植物的生長(zhǎng)機(jī)能受到影響，造成產(chǎn)量下降，品質(zhì)變壞。其主要損害有：H+PHSO2

導(dǎo)致細(xì)胞PH下降會(huì)引起氣孔關(guān)閉，使葉綠素變成脫鎂葉綠素等。因SO2-和HSO-的直接作用產(chǎn)生的損害，可能與二硫化物反響切斷雙硫鍵；與輔酶反3 3應(yīng)，可使硫胺素分解為嘧啶和噻唑；與嘧啶化合物反響，使mRNA鈍化。因SO2-和HSO-而產(chǎn)生的間接毒害作用，與代謝中間產(chǎn)物醛或酮起反響；形成自由基產(chǎn)3 3生危害。據(jù)1983年對(duì)我國(guó)13個(gè)省市25SO2造成的受害面積達(dá)萬公500噸，危害相當(dāng)嚴(yán)峻。SO2大氣中的SO2

對(duì)金屬的腐蝕主要是對(duì)鋼構(gòu)造的腐蝕。據(jù)統(tǒng)計(jì)，興旺國(guó)家每年因金屬腐蝕而帶來的直接經(jīng)濟(jì)損失占國(guó)民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值的2%～4%。由于金屬腐蝕造成的直接損失遠(yuǎn)大于水災(zāi)、風(fēng)災(zāi)、火災(zāi)、地震造成損失的總和。且金屬腐蝕直接威逼到工業(yè)設(shè)施、生活設(shè)施和交通設(shè)施的安全。SO對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響2SO形成的酸雨和酸霧危害也是相當(dāng)?shù)拇?，主要表現(xiàn)為對(duì)湖泊、地下水、建筑物、森2林、古文物以及人的衣物構(gòu)成腐蝕。同時(shí)，長(zhǎng)期的酸雨作用還將對(duì)土壤和水質(zhì)產(chǎn)生不行估量的損失。國(guó)內(nèi)污染現(xiàn)狀目前我國(guó)城市大氣污染狀況仍舊格外嚴(yán)峻。2023年，在國(guó)家監(jiān)測(cè)的343個(gè)城市中，到達(dá)或優(yōu)于國(guó)家空氣質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)、到達(dá)三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和劣于三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的城市約各占三分之一。二氧化硫平均濃度未到達(dá)國(guó)家空氣質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的城市約占22%，其中，超過國(guó)家空氣質(zhì)量三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的城市約占8%；南方地區(qū)酸雨污染較重，酸雨掌握區(qū)內(nèi)90%以上的城市消滅了酸雨。以煤為主的能源消費(fèi)構(gòu)造以及工業(yè)構(gòu)造和布局的不盡合理，造成60%以上的城市大氣總懸浮顆粒物超標(biāo)，二氧化硫污染保持在較高水平的煤煙型污染；城市機(jī)動(dòng)車尾氣排放污染物增加，使氮氧化物污染加重，形成了城市煤煙和交通復(fù)合型污染。進(jìn)入上個(gè)世紀(jì)90年月以來，我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)以年均10%左右的速度增長(zhǎng)，二氧化硫、煙塵、工業(yè)粉塵等大氣污染物排放總量也隨之增加，1995年到達(dá)最高水平。1995年全國(guó)二氧化硫排放總量到達(dá)2370萬t〔大大超出了環(huán)境自凈力量〕，比1990年增加了875萬t，排放總量超過歐洲和美國(guó)，居世界第一位。1995年以來由于國(guó)家對(duì)二氧化硫等主要污染物的排放實(shí)施總量掌握和經(jīng)濟(jì)構(gòu)造調(diào)整，污染物排放總量已有所削減。2023年全國(guó)二氧化硫排放總量為1927萬t，比1995年削減了443萬t。其中，約有60%的二氧化硫排放量來自國(guó)家劃定的酸雨掌握區(qū)和二氧化硫污染掌握區(qū)〔簡(jiǎn)稱“兩控區(qū)”〕。據(jù)專家測(cè)算，我國(guó)大氣中二氧化硫濃度到達(dá)國(guó)家空氣質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)的環(huán)境容量為1200萬t/a，2023年二氧化硫的實(shí)際排放量超過環(huán)境容量的60%。二氧化硫污染已使我國(guó)近三分之一國(guó)土面積再現(xiàn)酸雨，成為世界三大酸雨區(qū)之一。我國(guó)燃煤帶來的大氣污染，特別是二氧化硫污染，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，嚴(yán)峻影響了國(guó)民經(jīng)濟(jì)的進(jìn)展和人民群眾的正常生活。

的治理方法2吸取法石灰-石灰石類法此類方法所用吸取劑為CaO或CaCO〔或者為MgO或MgCO〕反響過程可表示為：SO MeCO2

1O22

2H

3OMeSO2

2H

3OCO2 21SO MeO O2 22

MeSO4式中：Me—Ca或Mg將吸取劑粉制成漿液，在吸取器內(nèi)廢氣中的SO2直接被漿液吸取，這就是濕式石灰-石灰石類法。濰坊化工廠的排煙脫硫設(shè)備就是承受這種方法，不過是改用廢電石泥代替消石灰作吸取劑。承受氣液下固噴射鼓泡式反響器〔JBR〕為吸取器的煙氣脫硫法〔AFGD法〕，其吸取器集預(yù)洗、吸取和氧化于一體。吳忠標(biāo)和譚天恩爭(zhēng)論了噴霧枯燥法中石灰漿液特性的影響。劉寅生介紹了爐內(nèi)噴入石灰石干粉和爐后噴水活化的聯(lián)合脫硫法〔LIFAC)法。其他堿性溶液法其他堿性溶液法有鈉堿法、氨堿法〔包括氨-酸法、氨-亞硫酸銨法〕、雙堿法等。鈉堿法用鈉堿溶液〔如Na0H、NaCONaHCO〕作吸取劑,既能脫除SO,又能脫除2 3 3 2NOX靠。此法缺乏之處是：設(shè)備腐蝕嚴(yán)峻，最終排出系統(tǒng)的廢液要經(jīng)進(jìn)一步處理后才能排放，另外，為了提高煙氣排出后的抬上升度，往往要對(duì)煙氣進(jìn)展二次加熱升溫，能耗較高。氨堿法用氨水作吸取劑。HsunlingBai等人介紹了氨水洗滌煙氣過程中發(fā)生的反響。將洗滌后的吸取液用酸分解〔即酸化〕，得到SO和相應(yīng)的銨鹽，這就是氨-酸法。也可以2將吸取液直接加工成亞硫酸銨產(chǎn)品，代替燒堿用干造紙行業(yè)，這就是氨亞硫酸銨法。鈉堿溶液或氨水吸取SO所生成的溶液再次與堿〔石灰乳或石灰石粉〕反響，將所吸取2的SOCaSO2 4石灰石來處理煙氣，既經(jīng)濟(jì)又可避開濕式石灰-石灰石法中消滅的堵塞問題。徐水生介紹了雙堿法煙氣脫硫技術(shù)的進(jìn)展，使雙堿法比以前更有吸引力。海水吸取法海水的pH一般為左右易與煙氣中的SO2行煙氣脫硫。例如德國(guó)LentjesBichoff公司為處理印度尼西亞1座650MW燃煤火力發(fā)電廠排放的煙氣，設(shè)計(jì)建筑了1套海水脫硫裝置。董學(xué)德、李紹箕探討了燃煤電廠海水脫硫工藝的原理，為選用海水吸取法供給了依據(jù)。亞硫酸鈉法此法以亞硫酸鈉溶液為吸取液，氣液逆流接觸，發(fā)生化學(xué)吸取。吸取反響及再生反響為：NaSO2

HOS02

吸取2NaHSO3再生此法的脫硫效率可達(dá)外95％一98％。南京化學(xué)工業(yè)公司是用亞硫酸胺溶液脫除硫酸生產(chǎn)尾氣中的硫。堿式硫酸鋁法堿式硫酸鋁系用Al(SO)和Ca(OH)CaCOAl(SO)2 43

2Ca(OH)2

43Al(SO)4 x

2(OH)y

3(HO)2 zm

CaSO4

2HO2 Al(SO)2 43

CaCO3

HOAl(SO)(OH)(HO) CaSO2 4 x y 2 zm 4

2H

OCO2 將反響后的反響液過濾，濾液即為吸取液。脫硫裝置由吸取塔和再生塔組成。其他方法ElkemTechnology爭(zhēng)論出Elsorb法，用干回收煙氣和或尾氣中的SO2。該法用磷酸鈉水溶液為吸取劑，煙氣或尾氣經(jīng)其吸取處理后，副產(chǎn)SO2。我們不妨稱之為磷酸鈉法。LindeAG爭(zhēng)論出Clintox法，用干回收氣體中低濃度的SO2。該法是用一種特別的溶劑來吸SO2，所以我們就叫它物理吸取法。吸取SO2后的溶劑用加熱法進(jìn)展再生。另一種方法叫木質(zhì)酸磺酸鈉法。此法是將造紙黑液〔含肯定量的木質(zhì)素和木質(zhì)素磺酸鈉〕與亞硫酸鹽發(fā)生磺化反響，生成木質(zhì)酸磺酸鈉，然后用它來吸取SO2。此外還有檸檬酸鈉法。該法用檸檬酸和檸檬酸鈉組成的吸取液進(jìn)展煙氣脫硫處理，可以到達(dá)90％以上的脫硫率。鑒干檸檬酸和檸檬酸鈉的本錢、來源問題，佘穎等人改用NaH2PO4和Na2B4O7組成的弱酸性溶液作為吸取液。綜上所述，用干脫硫的吸取法很多。大型電廠主要承受濕式石灰-石灰石法，沿海工廠可以承受海水洗滌法，小型電廠或工業(yè)鍋爐煙氣的凈化可以承受其他方法。從資源綜合利用的觀點(diǎn)來看，再生的吸取法是很有前途的。吸附法活性炭吸附法活性炭吸附SO2在枯燥無氧條件下主要是物理吸附，在有氧和水蒸氣存在條件下會(huì)發(fā)生化學(xué)吸附?；钚蕴吭偕姆椒ㄓ袩嵩偕ā?fù)原氣體再生法、洗滌再生法。為了解決洗滌再生過程所得稀硫酸的利用問題，我國(guó)爭(zhēng)論出了磷銨肥法，利用自然磷礦石和氨為原料在煙氣脫硫過程中直接生產(chǎn)磷銨復(fù)合肥料。據(jù)說，糠醛渣活性炭無需添加任何活性組分便具有良好的脫硫性能；用活性炭纖維吸附，平衡吸附量比一般活性炭大5-6倍，且吸附、解吸速度決具有物理吸附及化學(xué)吸附特征。由此不難想到，假設(shè)把這兩種技術(shù)結(jié)合起來，活性炭吸附法的前景不行估量。分子篩吸附法分子篩吸附過程與活性炭吸附過程頗為相像。分子篩吸附劑有氫型絲光沸石、氫型皂沸石、脫鋁絲光沸石等。氧化銅法用球形的γ-Al2O3為載體，浸漬硫酸銅，然后用復(fù)原性氣體將硫酸銅復(fù)原為銅，當(dāng)煙氣通過吸附劑時(shí)，其中的氧將銅氧化為氧化銅，形成氧化銅吸附劑吸附床可以是固定床、流化床、錯(cuò)流移動(dòng)床，錯(cuò)流移動(dòng)床能同時(shí)脫除99％的SO2和90％的NOx。碳酸鈉法此法的吸附劑是球形、外表積很大、浸漬了碳酸鈉的氧化鋁。當(dāng)經(jīng)靜電除塵后的煙氣通過吸附劑流化床時(shí)，SO2和NOx被吸附。估量用此法可以除去95％的SO2和90％的NOx。吸附法的優(yōu)點(diǎn)是脫硫排氣的溫度高干用堿性溶液吸取之類的濕法且再生后可回收硫或其化合物但再生的干法處理流程較長(zhǎng)，工藝過程較簡(jiǎn)單，投資費(fèi)和操作費(fèi)較高。因此開發(fā)工藝過程簡(jiǎn)潔、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益都好的吸附法仍舊是長(zhǎng)期而又困難的工作。復(fù)原法常壓催化復(fù)原法此法所用復(fù)原劑為H2、CO、甲烷之類的復(fù)原性氣體,催化劑是以鐵為主的金屬氧化物,其載體為γ-Al2O3，反響溫度隨復(fù)原劑不同而變化〔420-550℃〕，反響幾乎在常壓下進(jìn)行，生成硫磺、水和CO。反響為不行逆反響，經(jīng)一級(jí)反響脫硫率可達(dá)％以上。2高溫高壓催化復(fù)原法此法用合成氣〔如粗煤氣〕在選擇性催化劑存在的條件下將氣體中的SO復(fù)原為硫磺。2承受當(dāng)今最好的催化劑，在溫度為450-700℃、壓力為2MPa的條件下，經(jīng)一級(jí)反響硫回收率可達(dá)96％。假設(shè)兩個(gè)反響器串聯(lián)，中間加1個(gè)冷凝器則硫回收率有可能到達(dá)99％以上。生物復(fù)原法生物煙氣脫硫法是通過4個(gè)根本步驟將煙氣中的SO4個(gè)根本步驟為：在2噴霧吸取器中用水霧吸取，脫除煙氣中的SO；在厭氧微生物反響器中借硫酸鹽復(fù)原菌的作2用，將吸取液中的硫化物復(fù)原為HS；在好氧微生物反響器中，在特別掌握的生物環(huán)境中，2HS98％2投資費(fèi)比石灰石強(qiáng)制的氧化法省30%對(duì)未經(jīng)濃縮的〔低濃度的〕SO煙氣〔或廢氣〕的處理，可承受液相生物復(fù)原法；假設(shè)采2用氣相催化復(fù)原法，則需先將煙氣〔或廢氣〕中的SO進(jìn)展?jié)饪s。2氧化法氣相催化氧化法〔聯(lián)合脫硫脫硝法〕用濕氣硫酸法〔WSA〕可以將各種氣體中的SONO，這兩2 x種方法聯(lián)合起來就是聯(lián)合脫硫脫硝法。此法是在第一反響器中用氨將NO催化轉(zhuǎn)化為氮和水x蒸氣，在其次反響器中將SO催化氧化成SO然后可回收得到濃硫酸。此法在美國(guó)叫SNOX法，2 3在德國(guó)叫Desonox法。錢玲華介紹過一種“100％消退NOSOTiOx x 2劑，只要將片材放在陽光下，就可100％地將NO和SO完全除去。這也是一種氣相催化氧化x x法，其脫硫脫硝過程似乎比聯(lián)合法簡(jiǎn)潔很多。液相催化氧化法為了凈化硫酸尾氣，孫佩石、寧平進(jìn)展了錳基催化劑吸取液凈化硫酸尾氣的試驗(yàn)研究。爭(zhēng)論結(jié)果說明，在%MnSOFeSO4 4凈化效率可達(dá)73％以上。此后，沈迪、童志權(quán)等人又進(jìn)展了液相氧化脫除煙氣中SO的爭(zhēng)論。童志權(quán)等人由試2驗(yàn)得出，吸取液最正確的pH為5-6，Mn2+的吸取率，并副產(chǎn)石膏。

濃度為，承受石灰石中和生成的HSO2 44.4.3HO22用H2O2水溶液洗滌含SO2的廢氣，直接將SO2轉(zhuǎn)化為硫酸，所得硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達(dá)35％以上此法只適用干被處理的SO2的量不超過100kg/h的含SO2廢氣的處理。高能電子激活法〔等離子體法〕電子束法〔加世紀(jì)70年月初提出〕和脈沖電暈法〔20世紀(jì)別年月提出〕都是利用高能電子將煙氣分子激活、電離或裂解產(chǎn)生強(qiáng)氧化性的活性離子，如O、O3、OH、HO2等，使SO2和NOx全部或局部地氧化成相應(yīng)的酸。在反響過程中均添加氨，酸與氨反響生成相應(yīng)的銨鹽〔硫錢和硝胺〕混合物，然后用除塵器收集之，作為農(nóng)用肥料。由于電離的氣體系等離子體，所以此類方法又稱為等離子體法。高能電子束〔500-800kev〕是陰極放射再經(jīng)電場(chǎng)加速后形成的，故此法的實(shí)質(zhì)是用電子凈化煙氣。此法流程短、效率高，但本錢昂貴、工業(yè)化困難。脈沖電暈法，就是將高壓脈沖電源加到放電電極〔電暈極〕上，電暈極對(duì)接地極發(fā)生脈沖電暈放電，產(chǎn)生強(qiáng)氧化性的活性離子。由于是高壓脈沖電源產(chǎn)生的等離子體，所以被稱為脈沖等離子體。電暈放電又分正電暈放電和負(fù)電暈放電。寧成等人進(jìn)展了高壓正脈沖電暈脫硫脫硝和除塵相互影響的爭(zhēng)論。還有所謂高頻輝光等離子體，是靠電磁感應(yīng)來維持等離子態(tài)的?？捎檬⒐軣艟咦鞣错懫鳎獠坷p以感應(yīng)線圈，當(dāng)對(duì)線圈兩端施加高頻電壓時(shí)，燈具中便產(chǎn)生輝光等離子體〔有人稱輝光電暈放電為流光電暈放電〕。固然也可用其他高能輻射法產(chǎn)生等離子體，從而成為的等離子體法。4.4.5電解法電解體系一般由陽極、陰極和兩極之間的電解質(zhì)組成。依據(jù)電極材料、電解質(zhì)組成、電解槽和吸取器是否分設(shè)等的不同，就有了不同的電解方法。如電解槽和吸取器不分設(shè)的叫內(nèi)電池模式〔直接法〕，分設(shè)的叫外電池模式〔間接法〕連亞硫酸法，集內(nèi)電池模式與外電池模式干一體，既脫硫又脫硝。劉金盾報(bào)道了熔融鹽膜法脫除煙氣中SOLiSOKSO+NaSOLiAlO2 2 4 2 4 2 4 2同時(shí)施加直流電場(chǎng)技術(shù)脫硫。據(jù)說，電解法每年的投資費(fèi)、操作費(fèi)和維護(hù)費(fèi)比常規(guī)的石灰石洗滌法可節(jié)約80％。結(jié)語從上面的簡(jiǎn)潔介紹可以看出脫硫方法之多，說明脫硫問題很受人們的重視。至干承受什么脫硫方法，肯定要具體清況具體分析，不能盲目地趕時(shí)髦、而應(yīng)因地制宜，如中日兩國(guó)合作的排煙脫硫示范工程-濰坊化工廠簡(jiǎn)潔排煙脫硫裝置，承受的是石灰-石膏法；德國(guó)的LentjesBischoff公司在處理印度尼西亞1座電廠的煙氣時(shí)，承受的是海水洗滌法，就是證明。我認(rèn)為，投資省、脫硫效率高、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)低、長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定牢靠、不產(chǎn)生二次污染的治理方法就是好方法。參考文獻(xiàn)：[1]董勇,等.濰坊化工廠簡(jiǎn)易排煙脫硫設(shè)備[J].環(huán)境工程,1997,15(3):25-29.吳忠標(biāo),等.噴霧枯燥脫硫法中石灰漿液特性的影響[J].重慶環(huán)境學(xué),1993,15(2):1-4.劉寅生.LIFAC脫硫工藝[J].環(huán)境保護(hù),1992,(7)13.HsunlingBai,PratimBiswas,TimC.Keener.SO2RemovalbyNH3GasInjection:EffectsOfTemperatureandMoistureContent[J].Ind.Eng.Chem.Rse.,1994,33(5):1231-1236.徐永生.雙堿法煙氣脫硫技術(shù)進(jìn)展[J].城市環(huán)境與城市生態(tài),1997,4(2):45-48.洪蔚(譯).一種煙氣脫硫技術(shù)[J].化工環(huán)保,1997,17(6):383[原文見chem.Eng.,1997,104(7):25].ANewCatalystSimplifiesSulfurRemoval[J].Chem.Eng.,1994,101(5):26.錢玲華(譯).100%去除NOx和SOx的二氧化鈦片材[J].環(huán)境科學(xué),1994,15(4):18.S.G.Chang,etal.LBLPhoSNOXProcessforCombinedRemovalofSO2andNOxFromFlueGas[J].EnvironmentalProgress,1992,11(1):66-72.LittleJohn,etal.RemovalofNOxandSO2fromGasbyPeracidSolution[J].Eng.Chem.Res.1990,29(7):1420-1424.劉金盾.熔融鹽膜法脫除煙氣中SO2及其傳質(zhì)模型[J].華東化工學(xué)院學(xué)報(bào),1991,(1):115.DennisJ.Mchenry,JackWinnick.ElectrochemicalMembraneProcessforFlueGasDesulfurization[J].AIChEJournal,1994,40(1):143-151.王慶一.干凈煤技術(shù)是我國(guó)能源的將來.能源政策爭(zhēng)論通訊,1993,(7)中國(guó)能源爭(zhēng)論會(huì).能源手冊(cè),1992ZhangYHetFixationduringCoalBriquetCombus