二氧化硫廢氣的治理方法之我見

摘 要：二氧化硫是常見空氣污染的氣體之一，其所引發(fā)的酸雨嚴(yán)重?fù)p害人們的身體健康以及對建筑物也會造成明顯的腐蝕作用，這就需要人們采取有效方法對二氧化硫進(jìn)行治理，確?？諝赓|(zhì)量適宜人類生存。本文在充分考慮當(dāng)?shù)丶夹g(shù)、經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)上，分析燃料燃燒各個階段的脫硫方法，旨在達(dá)到二氧化硫得到有效治理的目的。

關(guān)鍵詞：二氧化硫 燃料脫硫 煙氣脫硫 治理方法

中圖分類號：X5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）06（c）-0147-02

空氣的二氧化硫主要來源于工業(yè)生產(chǎn)，其特點是氣味較難聞，極易引發(fā)呼吸不暢，如果隨著呼吸系統(tǒng)進(jìn)入血液循環(huán)，就會使一些酶活力大幅度下降，進(jìn)而增加肝臟負(fù)荷，還對呼吸系統(tǒng)造成阻滯，嚴(yán)重時會導(dǎo)致炎癥，與苯進(jìn)行有機(jī)反應(yīng)，可加大這種物質(zhì)的致癌作用；二氧化硫會限制葉綠素的光合作用，使得植物葉子枯黃，最終阻礙植物的正常生長；一些金屬制品或者飾品會在二氧化硫的作用下失去光澤，使得織物結(jié)構(gòu)變得脆弱；此外，二氧化硫會在空氣中經(jīng)過緩慢氧化而成為三氧化硫，與水作用就會形成酸雨，從而大幅度腐蝕地面各種設(shè)施。因此，采取有效方法對空氣中的二氧化硫進(jìn)行治理是勢在必行的，關(guān)系著人們生活的多個方面。

1 燃料脫硫

煤炭中的硫含量大約為1%，當(dāng)前試驗分析的新型脫硫方法包括浮選法、氧化脫硫法、微生物脫硫法、化學(xué)過濾法、粉碎脫硫法等等。在實際含硫燃料的處理中，對中型煤固硫能夠有效而經(jīng)濟(jì)地減低二氧化硫的排放量。對多種煤種加以處理，選取瀝青等材料對其進(jìn)行黏結(jié)，采用較為經(jīng)濟(jì)的含鈣固硫劑，經(jīng)過干餾作用制煤，固定成型，就可以得到不同類型的煤炭。運用這種方法，可以有效解決用煤較多的大型工業(yè)區(qū)二氧化硫空氣污染問題，把煤炭改造為清潔燃料，不但可以大大提高煤炭的燃燒利用程度，還可以減少其對空氣造成的污染。對煤炭進(jìn)行有效的氣化或者是液化，如脫碳、加氫，就可以將其改造為清潔燃料。

可以采用以下方面進(jìn)行重油的脫硫操作：在鉬、鈷或者鎳作為催化劑的情況下，經(jīng)高壓加氫反應(yīng)處理，破壞C-S化學(xué)鍵，轉(zhuǎn)換為H-S，形成具有臭氣蛋氣味的硫化氫氣體，達(dá)到重油燃料的脫硫效果。

2 燃燒脫硫方法及其原理

現(xiàn)在工業(yè)最為常用的燃燒脫硫方法是先進(jìn)的流化床燃燒脫硫技術(shù)，其運行的化學(xué)原理是等反應(yīng)池內(nèi)因氣速而出現(xiàn)的上升作用力與煤粒重力大小相等時，煤粒就會出現(xiàn)浮動硫化。在燃料燃燒的過程中，應(yīng)該加入一定量的石灰，達(dá)到脫硫的目的，其反應(yīng)機(jī)理如下：

根據(jù)煤粒的流態(tài)不同，可將流化床鍋爐分成兩種，即鼓泡式和循環(huán)式。其中，循環(huán)式的脫硫工藝流程為：制備相關(guān)的吸收劑→吸收塔處理→脫硫灰→二次循環(huán)→控制系統(tǒng)，它通常選取干燥的消石灰粉當(dāng)做二氧化硫的吸收劑，還可以為其它的對SO2強(qiáng)吸附物質(zhì)。這種工藝進(jìn)行脫硫還有一些其它產(chǎn)物，如亞硫酸鈣、硫酸鈣、煤灰、未經(jīng)反應(yīng)的消石灰等等，可用于煤礦廢礦井的填埋、公路施工建設(shè)等等方面。這種工藝現(xiàn)在普遍用于10～20 kw等級的工業(yè)機(jī)組，用地較少、造價經(jīng)濟(jì)，對老機(jī)組具有良好煙氣除硫效果。

3 燃燒煙氣脫硫方法

在工業(yè)廢氣排放到空氣中之前，應(yīng)該選取物理或者是化學(xué)的處理方法對其進(jìn)行脫硫操作，主要可以分為干法處理和濕法處理兩種。根據(jù)多年的實踐研究，總結(jié)有關(guān)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，以下幾種新型方法對煙氣脫硫具有較好的應(yīng)用效果。

3.1 濕法脫硫處理

3.1.1 強(qiáng)堿或者亞硫酸鈉吸收法

其反應(yīng)機(jī)理如下：

此種方法較為方便合理，對于二氧化硫含量較高的煙氣，由于強(qiáng)堿很容易因吸收廢棄的二氧化碳而形成碳酸鈉，這樣就增加強(qiáng)堿的投入量，進(jìn)而提高了處理成本，這樣就可以選用具有弱酸性的亞硫酸鈉進(jìn)行煙氣除硫。

經(jīng)吸收塔處理，由于排放廢液中亞硫酸氫鈉具有較強(qiáng)的還原性，如果不加以處理，就會對水體造成污染，降低水質(zhì)。可以采用向排放液中加入一定量的氫氧化鈉加以處理，其反應(yīng)如下：

產(chǎn)生的亞硫酸鈉可以供造紙廠或者其它工廠投入使用，還可對溶液加以物理或者化學(xué)處理，分析亞硫酸鈉，使其以結(jié)晶的形式沉淀，這樣就達(dá)到亞硫酸鈉回收再利用的目的。

3.1.2 亞硫酸鉀溶液吸收法

由于亞硫酸鉀具有較高的溶解度以及良好的熱穩(wěn)定性，因此將其當(dāng)做二氧化硫吸收液，更容易結(jié)晶回收利用，減少了廢氣治理投入資金。其反應(yīng)機(jī)理如下：

此反應(yīng)為可逆反應(yīng)，可采用濃度較高的亞硫酸鉀溶液當(dāng)做吸收劑，在溫度為60℃ 時候?qū)Χ趸蜻M(jìn)行吸收，這樣就會形成較濃的亞硫酸氫鉀溶液，然后引入相關(guān)處理儀器中間，經(jīng)過降溫處理就可以獲得焦亞硫酸鉀固體，再經(jīng)過高溫脫水，即可獲得純度較高的二氧化硫氣體，用于其它行業(yè)施工材料。余液可以稍加處理再進(jìn)行回收利用。

3.1.3 氨水吸收法

其反應(yīng)機(jī)理如下：

運用這種方法對燃燒煙氣進(jìn)行脫硫，可以得到具有亞硫酸氫銨的溶液，可以采取加入定量濃硫酸，析出高純度的二氧化硫，得到硫酸銨晶體，用于農(nóng)業(yè)化肥，進(jìn)而加以回收再利用；還可以采用在廢棄液中通入氨氣，在大氣中氧氣的氧化作用下，進(jìn)過結(jié)晶過濾，從而得到硫酸銨固體。這種方法的脫硫率可高達(dá)90%。

以上三種方法均為濕法處理，其優(yōu)勢是采用的設(shè)施較少、占用空間不大、較為經(jīng)濟(jì)實用、處理手段較為簡便。然而經(jīng)過濕法處理后的煙道氣體溫度較低、相對濕度較高，粉塵與水分結(jié)合出現(xiàn)白色煙霧，且不易擴(kuò)散，因此，為改善這一情況，需要在廢氣排放之前，增添一道加溫裝置，來提高排放其它廢氣的整體溫度。

3.2 干法脫硫處理

3.2.1 堿式氧化鋁法

將強(qiáng)堿與氧化鋁制成球形，可以吸收廢氣中的二氧化硫，其程度可高達(dá)90%，如果這種裝置吸收達(dá)到飽和，可在150 ℃～350 ℃的范圍內(nèi)回收，其產(chǎn)生的二氧化硫可與650 ℃時和一氧化碳反應(yīng)，得到固體硫。其機(jī)理如下：

3.2.2 石灰石或者白云石法

把稱好的石灰石或者白云石置入高溫鍋爐內(nèi)，經(jīng)高溫分解得到對應(yīng)的氧化物，然后再與燃燒煙氣中的二氧化硫氣體進(jìn)行作用，生成對應(yīng)的煙硫酸鹽或者硫酸鹽。石灰石的主要成分是碳酸鈣，白云石的主要成分為碳酸鎂，這種脫硫方法的反應(yīng)機(jī)理如下：

反應(yīng)產(chǎn)生的固體顆?？梢圆捎脤?yīng)的裝置除去，這種方法對二氧化硫的反應(yīng)率為25%左右，可以采用濕法脫硫的方式進(jìn)一步加以處理。

3.2.3 活性炭吸附法

采用活性炭一幅裝置能夠較好對燃燒煙氣中多種污染氣體進(jìn)行吸附，如果在其環(huán)境中還有氧氣和水汽，那么這種吸附就不僅僅表現(xiàn)在物理方面，還有一定的化學(xué)吸附作用。通常燃燒煙氣各種成分的組成為：二氧化硫0.05%～0.10%之間、水汽10～13之間、二氧化碳3%～6%之間、其它大多為氮氣和氧氣。

在溫度100%～150℃之間，煙氣通過活性炭吸附裝置時，在活性炭的催化和吸附作用下，廢氣中的氧氣、水分、二氧化硫就會被吸附在裝置內(nèi)，這樣就為它們提供一個可發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的平臺，從而產(chǎn)生硫酸，其反應(yīng)方程式如下：

上述三種方法為干法脫硫，在對大量排放氣體處理的時候較為方便，降溫不明顯，不易形成煙霧；其缺點就是吸附較為緩慢、處理設(shè)施過大、維修費用多等。

4 催化氧化法

在五氧化二釩的催化作用下，二氧化硫可與空氣中的氧氣作用而生成三氧化硫，再與水汽進(jìn)行反應(yīng)，得到硫酸。這種方法的處理效率會受到煙氣中粉塵顆粒影響，所以應(yīng)該事xlu643FtfjEyCXQxcM2sqynLcpc9QL8DJoSze1mmN7Y=先除去顆粒狀物質(zhì)。

5 結(jié)論

綜上，現(xiàn)在有關(guān)二氧化硫治理方法很多，筆者認(rèn)為，要想選擇合理的二氧化硫治理方法，就應(yīng)該在自身經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、規(guī)模等條件的基礎(chǔ)上，采取合適的吸收試劑或者吸附裝置，確保處理設(shè)施能夠長期運轉(zhuǎn)、簡單實用、便于檢查維修。

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