二氧化硫的排放現(xiàn)狀與治理

1、二氧化硫的排放現(xiàn)狀與治理目前，我國城市的大氣污染十分嚴(yán)重，我國是世界上大量生產(chǎn)與消費(fèi)煤炭的主要國家之一，以煤為主的能源結(jié)構(gòu)、不成熟的脫硫技術(shù)以及排污收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)偏低等一系列原因造成我國二氧化硫污染嚴(yán)重的事實(shí)，對(duì)社會(huì)環(huán)境產(chǎn)生很大的污染。SO2在大氣中容易與水反應(yīng)產(chǎn)生酸雨,使我國成為三大酸雨區(qū)之首,而且其范圍不斷擴(kuò)大、危害程度加劇。目前酸雨區(qū)面積已占國土面積的29%,酸雨對(duì)生態(tài)環(huán)境會(huì)造成極大的危害。SO2既是污染環(huán)境的罪魁禍?zhǔn)?，又是寶貴的硫資源。我國是一個(gè)缺硫的國家,因?yàn)榱蛸Y源不足,影響磷肥的生產(chǎn),致使氮磷化肥的比例嚴(yán)重失調(diào),影響農(nóng)業(yè)增產(chǎn)。如果我國在治理SO2污染的同時(shí)能回收一部分硫資源，則可在很大程

2、度上緩解我國目前硫資源緊張的局面，從而變廢為寶。因此，加強(qiáng)對(duì)燃煤火電廠二氧化硫排放與治理的研究有著重要的現(xiàn)實(shí)意義,本文旨在研究我國二氧化硫排放現(xiàn)狀,探究燃煤火電廠二氧化硫排放發(fā)展趨勢(shì),針對(duì)二氧化硫的排放提出相應(yīng)的解決策略,為二氧化硫污染的治理提供一些可行性思路。1國內(nèi)二氧化硫污染狀況隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,我國煤炭的勘探與開采也是日益進(jìn)步,但是在火電行業(yè)飛速發(fā)展的同時(shí)引發(fā)了二氧化硫的大量排放，使得我國燃煤火電廠的二氧化硫廢氣治理面臨極其嚴(yán)峻的形勢(shì)。火電廠二氧化硫在全國二氧化硫的排放量中占據(jù)了極大比例,其排放量占全國工業(yè)二氧化硫排放量的42%,并且還有逐年遞增的趨勢(shì),而其去除率卻一直保持在一個(gè)較

3、低的水平;大型火電廠又是火電廠中二氧化硫的排放大戶,而且主要集中于廣東、江蘇、河北、山東、河南等幾個(gè)省。燃煤煙氣中的SO2是我國目前最主要的SO2污染源，其量大面廣，治理難度最大。國內(nèi)的二氧化硫污染源可歸納為三個(gè)方面：（1）硫酸廠尾氣中排放的二氧化硫；（2）有色金屬冶煉過程排放的二氧化硫：如銅、鉛、鋅、鈷、鎳、金、銀等都是硫化礦，硫含量大，在冶煉過程中排放出大量的二氧化硫，由于受冶煉技術(shù)的限制，部分煙氣的二氧化硫濃度較低，不能直接用于制造硫酸，形成二氧化硫污染;（3）燃煤煙氣中的二氧化硫：我國煤炭產(chǎn)量居世界第一位，是以煤炭為主要能源的國家，煤炭在一次能源中約占75%，大多為高硫煤（硫含量2.5

4、%），在全國煤炭的消費(fèi)中，占總量84%的煤炭被直接燃用，燃燒過程中排放出大量的二氧化硫，特別是火力發(fā)電站及煉焦化工等行業(yè)，燃煤二氧化硫排放占總二氧化硫排放量的85%以上，造成嚴(yán)重的大氣污染。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2003年國內(nèi)排放至大氣中的二氧化硫已達(dá)22.2Mt,隨著國民經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展，二氧化硫排放量將進(jìn)一步增大，其危害性也將更為嚴(yán)重。2二氧化硫的治理2.1硫酸廠尾氣S02的治理對(duì)于硫酸廠尾氣中的S02?？梢约友b置設(shè)備是尾氣中的二氧化硫循環(huán)為反應(yīng)原料。用氨法回收硫酸廠尾氣中SO2，用氨吸收SO2后形成亞硫酸銨一亞硫酸氫銨溶液，經(jīng)硫酸分解后,放出的SO2送回硫酸裝置制造硫酸,硫銨母液直接作肥料出售。對(duì)于更

5、高要求的工藝，可以使用硫酸兩轉(zhuǎn)兩吸新工藝,從而使SO2轉(zhuǎn)化率由原來的96%97%提高到99.5%以上。對(duì)環(huán)境要求較高的地區(qū)，硫酸廠采用兩轉(zhuǎn)兩吸工藝后,再在尾部加氨法脫硫裝置,這樣排放出來的SO2量就更少了。至于硫酸生產(chǎn)中的跑冒滴漏,通過加強(qiáng)生產(chǎn)管理也是可以解決的。2.2 冶煉煙氣SO2的治理從源頭人手,關(guān)閉一大批生產(chǎn)技術(shù)落后、環(huán)境污染嚴(yán)重的小型冶煉廠,堅(jiān)決取締落后的工藝。采用先進(jìn)的冶煉技術(shù),如貴溪冶煉廠的閃速熔煉、大冶有色金屬公司諾蘭達(dá)法熔煉、云南銅業(yè)股份有限公司艾薩熔煉、中條山有色金屬公司侯馬冶煉廠奧氏熔煉、金川有色金屬公司閃速熔煉等技術(shù),提高煙氣二氧化硫濃度,走煙氣直接制酸的工藝路線。2.

6、3 燃煤煙氣SO2的治理對(duì)于燃煤中二氧化硫的治理可以在燃燒前脫硫,如洗煤等；燃燒過程中脫硫,如型煤、循環(huán)流化床鍋爐等；燃燒后脫硫,即煙氣脫硫。2.3.1型煤脫硫型煤脫硫即在煤中摻入石灰,燃燒時(shí)SO2直接與石灰反應(yīng)生成硫酸鈣留在煤渣中,達(dá)到脫硫的目的。脫硫率一般不高,但能減少煙塵排放量,改良燃燒條件,從而達(dá)到節(jié)煤的目的。2.3.2磷銨肥法（PAFP法）煙氣脫硫技術(shù)該技術(shù)是我國自行開發(fā)成功的一項(xiàng)脫硫工藝,屬回收法。該法采用天然磷礦石和氨為原料,先用無碘活性炭為一級(jí)脫硫劑,脫硫后生成稀硫酸,再用稀硫酸萃取磷礦粉制成稀磷酸,經(jīng)氨中和后作為二級(jí)脫硫劑,脫硫后生成硫磷銨料漿,再經(jīng)蒸發(fā)濃縮干燥,即成固體氮磷

7、復(fù)合肥料。無碘活性炭壽命是長的,脫硫效率是高的。稀硫酸的用途很廣,如果附近有硫酸廠,則可代水加入吸收塔；也可生產(chǎn)硫酸鹽；如果附近有磷銨廠,則可進(jìn)行二級(jí)脫硫生產(chǎn)磷銨復(fù)合肥料。2.3.3 旋轉(zhuǎn)噴霧干法煙氣脫硫技術(shù)旋轉(zhuǎn)噴霧干法脫硫是利用噴霧干燥的原理在對(duì)吸收劑進(jìn)行噴霧干燥的過程中完成對(duì)煙氣中二氧化硫的脫除,屬拋棄脫硫技術(shù),制備好的吸收漿液（石灰乳）用泵打入高位給料箱后自動(dòng)流入噴霧干燥吸收塔內(nèi),經(jīng)離心機(jī)分配管進(jìn)入高速旋轉(zhuǎn)的霧化輪,在離心力作用下噴射成均勻的傘狀霧滴,煙氣則沿霧化輪四周進(jìn)入塔內(nèi),形成一個(gè)向下的渦旋形氣流,保證了吸收劑與煙氣的良好混合和接觸,吸收劑霧滴在被煙氣蒸發(fā)干燥的同時(shí)完成對(duì)煙氣中二氧

8、化硫的吸收。由于噴霧輪的高速旋轉(zhuǎn)，吸收劑漿液在霧化輪出口處的線速度可達(dá)150m/s以上，在離心力的作用下分散成極其細(xì)小的微粒（直徑一般小于100m）。這些具有很大比表面積的分散微粒，與煙氣接觸，就能發(fā)生強(qiáng)烈的熱交換和化學(xué)反應(yīng)，迅速地將自身絕大部分水分蒸發(fā)掉，形成含水量很少的固體灰渣。如果吸收劑微粒沒有完全干燥，則在吸收塔出口的煙道和后部除塵設(shè)備中繼續(xù)發(fā)生吸收反應(yīng)。2.3.4爐內(nèi)噴鈣爐后增濕活化法（LIFAC法）煙氣脫硫技術(shù)該方法屬拋棄法，其工藝過程較簡(jiǎn)單，可以分成兩個(gè)主要階段:爐內(nèi)噴鈣和爐后活化。在第一階段，將脫硫劑石灰石粉磨至300目左右，用壓縮空氣噴射到爐內(nèi)最佳溫度區(qū)，并使石灰石與煙氣有良

9、好的接觸和足夠的反應(yīng)時(shí)間；石灰石受熱分解成CaO和CO2,CaO再與煙氣中SO2反應(yīng)生成亞硫酸鈣和硫酸鈣，亞硫酸鈣最終也被氧化成硫酸鈣。在第二階段，煙氣經(jīng)一特制的活化器噴水增濕，使未反應(yīng)的氧化鈣與水反應(yīng)生成在低溫下有很高活性的Ca（OH）2,這些Ca（OH）2與煙氣中剩余的SO2反應(yīng)，最終也生成硫酸鈣等穩(wěn)定的脫硫產(chǎn)物。2.3.5電子束輻照法（EBA法）煙氣脫硫脫硝技術(shù)電子束輻照法脫硫脫硝技術(shù)屬回收法，本法的工藝技術(shù)簡(jiǎn)單,它是利用高能電子束的光化學(xué)反應(yīng),用氨作為吸收劑。煙氣通過輻照反應(yīng)器,經(jīng)輻照后,分解產(chǎn)生了大量的氫氧基和氧原子,促進(jìn)煙氣中二氧化硫和氮氧化物形成硫酸和硝酸,繼而與添加物氨反應(yīng)生成

10、硫酸銨、硝酸銨等混合物,作為農(nóng)用肥料。2.3.6 海水煙氣脫硫技術(shù)海水煙氣脫硫技術(shù)是利用天然海水（可直接利用電廠的循環(huán)冷卻排水）作為SO2吸收劑,無需其他任何添加劑,也不產(chǎn)生任何廢棄物,具有技術(shù)成熟、工藝簡(jiǎn)單、系統(tǒng)運(yùn)行可靠、脫硫效率高（理論脫硫率可達(dá)98%）和投資運(yùn)行費(fèi)用低等特點(diǎn),特別適用于沿海地區(qū)的燃中、低硫煤的電廠。2.3.7 石灰石石膏法煙氣脫硫技術(shù)該法是將石灰石粉磨成細(xì)粉,配成料漿作SO2吸收劑。在吸收塔中,煙氣與石灰石料漿并流而下,煙氣中SO2與石灰石發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成亞硫酸鈣和硫酸鈣；在吸收塔底槽內(nèi)鼓入大量空氣,使亞硫酸鈣氧化成硫酸鈣；結(jié)晶分離即得副產(chǎn)品石膏。硫酸鈣料漿也可不結(jié)晶分離

11、,用高壓泵直接送至廠外的石膏堆場(chǎng)貯存。該法因?yàn)槭沂椎脙r(jià)廉、吸收效率高、工藝過程比較簡(jiǎn)單,脫硫副產(chǎn)的石膏可用作建筑墻板原料。還可以把該石膏用作制造硫酸的原料,聯(lián)合生產(chǎn)硫酸和水泥。2.3.8 循環(huán)流化床燃煤固硫技術(shù)循環(huán)流化床燃燒技術(shù)是流化床燃燒技術(shù)的新發(fā)展,其技術(shù)核心是在流化床燃煤鍋爐爐膛出口設(shè)置分離器以捕集未完全反應(yīng)的顆粒,使其返回到燃燒區(qū)。由于固體物料部分在爐內(nèi)循環(huán)燃燒,提高了燃燒效率,再在煤中混入CaCO3等脫硫劑,故而可同時(shí)達(dá)到脫硫和節(jié)煤的目的。2.3.9新型氨法煙氣脫硫技術(shù)（NADS法）該技術(shù)屬回收法,它采用氨吸收煙氣中SO2生成亞硫酸銨亞硫酸氫銨,而后送往附近的化肥廠,用磷銨生產(chǎn)過

12、程中的半成品磷酸進(jìn)行分解,解吸出來的SO2經(jīng)空氣稀釋至適當(dāng)濃度送往硫酸車間制造硫酸,剩下的料漿用氨進(jìn)一步調(diào)整pH值后經(jīng)濃縮干燥制成氮磷復(fù)合肥料磷銨。該法具有許多優(yōu)點(diǎn)：電廠只需建脫硫塔、氨蒸發(fā)貯罐、亞銨料漿貯罐以及配套的循環(huán)泵和抽風(fēng)機(jī),基建投資大大節(jié)省,脫硫過程可以借用化肥廠的氨,脫硫后以亞銨形式返還,電廠只需負(fù)擔(dān)氨損失部分；而亞銨返回化肥廠后，經(jīng)磷酸酸解放出SO2即可制成硫酸，收益比較大。此外,該技術(shù)也可與硝銨廠聯(lián)合生產(chǎn)硝銨肥料。3.結(jié)論我國二氧化硫減排工作進(jìn)展緩慢，主要是二氧化硫排放管理措施不到位，二氧化硫減排工作沒有引起重視；脫硫經(jīng)濟(jì)政策不落實(shí)，國產(chǎn)化脫硫技術(shù)和設(shè)備水平不高等。通過分析認(rèn)為實(shí)現(xiàn)我國二氧化硫減排目標(biāo)應(yīng)從技術(shù)及管理等多方面入手，在提高煤炭質(zhì)量、采用清潔燃燒技術(shù)以及脫硫措施的同時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)管理措施，嚴(yán)格二氧化硫的排放標(biāo)準(zhǔn)，開展二氧化硫排污交易，以實(shí)現(xiàn)對(duì)二氧化硫污染排放的有效控制。二氧化硫?qū)Νh(huán)境及人類的危害越來越嚴(yán)重，對(duì)其的治理是保護(hù)大氣環(huán)境的重要方面。說明了環(huán)境治理中要盡量采用“綠色技術(shù)”，變廢為寶，體現(xiàn)環(huán)境保護(hù)的新思維，實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展要求。首先應(yīng)加強(qiáng)二氧化