工業(yè)廢氣中二氧化

1、工業(yè)廢氣中二氧化硫治理 二氧化硫（化學(xué)式：SO2）是最常見(jiàn)的硫氧化物。無(wú)色氣體，有強(qiáng)烈刺激性氣味。大氣主要污染物之一?；鹕奖l(fā)時(shí)會(huì)噴出該氣體，在許多工業(yè)過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生二氧化硫。由于煤和石油通常都含有硫化合物，因此燃燒時(shí)會(huì)生成二氧化硫。當(dāng)二氧化硫溶于水中，會(huì)形成亞硫酸（酸雨的主要成分）。這就是對(duì)使用這些燃料作為能源的環(huán)境效果的擔(dān)心的原因之一。 工業(yè)中產(chǎn)生二氧化硫的企業(yè)包括石油工業(yè)、煤化工、鋼鐵工業(yè)、有色金屬冶金、硫酸工業(yè)、水泥工業(yè)以及某些精細(xì)化工工業(yè)。 二氧化硫具有酸性，可與空氣中的其他物質(zhì)反應(yīng)，生成微小的亞硫酸鹽和硫酸鹽顆粒。當(dāng)這些顆粒被吸入時(shí)，它們將聚集于肺部，是呼吸系統(tǒng)癥狀和疾病、呼吸困難

2、，以及過(guò)早死亡的一個(gè)原因。如果與水混合，再與皮膚接觸，便有可能發(fā)生凍傷。與眼睛接觸時(shí)，會(huì)造成紅腫和疼痛。二氧化硫性質(zhì)概述收集法轉(zhuǎn)化法二氧化硫廢氣的治理方法吸收法:吸附法:活性炭法,分子篩法,氧化銅法,碳酸鈉法不再生的吸收法:石灰-石灰石法, 海水吸收法再生的吸收法:亞硫酸鈉法,堿式硫酸鋁法,磷酸鈉法, 物理吸收法還原: 氧化:催化氧化法:氣相催化氧化法, 液相催化氧化法化學(xué)氧化法:過(guò)氧化氫法,黃磷法電化學(xué)氧化法:電輻射化學(xué)氧化法, 電解氧化法催化還原法：常壓催化還原法, 高溫高壓催化還原法生物還原法：濕式生物還原法石灰石灰-石灰石法石灰石法此類方法所用吸收劑為CaO或CaCO3 (或者為MgO

3、或MgCO3 ) ,反應(yīng)過(guò)程可表示為:SO2+ MeCO3+1/2O2+ 2H2O MeSO4 2H2O+ CO2SO2+ MeO+1/2O2 Me SO4式中:Me Ca 或Mg將吸收劑粉制成漿液,在吸收器內(nèi)廢氣中的SO2 直接被漿液吸收,這就是濕式石灰-石灰石類法。濰坊化工廠的簡(jiǎn)易排煙脫硫設(shè)備就是采用這種方法,不過(guò)是改用廢電石泥代替消石灰作吸收劑。采用氣-液-固噴射鼓泡式反應(yīng)器( JBR)為吸收器的煙氣脫硫法( AFGD法) ,其吸收器集預(yù)洗、吸收和氧化于一體。此外爐內(nèi)噴入石灰石干粉和爐后噴水活化的聯(lián)合脫硫法( LIFAC)法。堿性溶液法 鈉堿法用鈉堿溶液(如NaO H、Na2CO3 或N

4、aHCO3溶液)作吸收劑, 既能脫除SO2 ,又能脫除NOx。此法脫硫脫硝效率高,可以處理高硫煤燃燒煙氣,所處理煙氣量可多可少,技術(shù)成熟可靠。此法的不足之處是: 設(shè)備腐蝕嚴(yán)重,最后排出系統(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升高度,往往要對(duì)煙氣進(jìn)行二次加熱升溫,能耗較高。氨堿法用氨水作吸收劑。Hsunling Bai等人介紹了氨水洗滌煙氣過(guò)程中發(fā)生的反應(yīng)。將洗滌后的吸收液用酸分解(即酸化) ,得到SO2和相應(yīng)的銨鹽,這就是氨-酸法。也可以將吸收液直接加工成亞硫酸銨產(chǎn)品,代替燒堿用于造紙行業(yè),這就是氨-亞硫酸銨法。鈉堿溶液或氨水吸收SO2 所生成的溶液再次與堿(石灰乳或石

5、灰石粉)反應(yīng),將所吸收的SO2 轉(zhuǎn)換為不溶解的CaSO4 ,并使吸收液再生,這就是雙堿法。用此法的目的是利用廉價(jià)的石灰石來(lái)處理煙氣,既經(jīng)濟(jì)又可避免濕式石灰-石灰石法中出現(xiàn)的堵塞問(wèn)題。徐永生介紹了雙堿法煙氣脫硫技術(shù)的新進(jìn)展5 ,使雙堿法比以前更有吸引力。海水吸收法 海水的pH一般為8. 0左右,易與煙氣中的SO2發(fā)生反應(yīng),設(shè)在海邊的工廠可以直接用海水進(jìn)行煙氣脫硫。例如,德國(guó)Lentjes Bicho ff公司為處理印度尼西亞1座650 MW燃煤火力發(fā)電廠排放的煙氣,設(shè)計(jì)建造了1套海水脫硫裝置。亞硫酸鈉法此法以亞硫酸鈉溶液為吸收液,氣液逆流接觸,發(fā)生化學(xué)吸收。吸收反應(yīng)及再生反應(yīng)為:Na2SO3+

6、H2O+ SO2=2NaHSO3此法的脫硫效率可達(dá)95% - 98% 。南京化學(xué)工業(yè)公司是用亞硫酸銨溶液脫除硫酸生產(chǎn)尾氣中的硫?；钚蕴课椒?活性炭吸附SO2 ,在干燥無(wú)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。活性炭再生的方法有熱再生法、還原氣體再生法、洗滌再生法。為了解決洗滌再生過(guò)程所得稀硫酸的利用問(wèn)題,我國(guó)研究出了磷銨肥法 ,利用天然磷礦石和氨為原料,在煙氣脫硫過(guò)程中直接生產(chǎn)磷銨復(fù)合肥料。有文獻(xiàn)報(bào)道糠醛渣活性炭無(wú)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、解吸速度快,具有物理吸附及化學(xué)吸附特征，此法前景較好

7、。分子篩吸附法 分子篩吸附過(guò)程與活性炭吸附過(guò)程頗為相似。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。 吸附法的優(yōu)點(diǎn)是脫硫排氣的溫度高于用堿性溶液吸收之類的濕法,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(guò)程較復(fù)雜,投資費(fèi)和操作費(fèi)較高。因此,開(kāi)發(fā)工藝過(guò)程簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益都好的吸附法,仍然是長(zhǎng)期而又艱難的工作。常壓催化還原法：此法所用還原劑為H2、CO、甲烷之類的還原性氣體,催化劑是以鐵為主的金屬氧化物,其載體為-Al2 O3 ,反應(yīng)溫度隨還原劑不同而變化( 420-550 ) ,反應(yīng)幾乎在常壓下進(jìn)行, 生成硫磺、水和CO2。反應(yīng)為不可逆反應(yīng),經(jīng)一級(jí)反應(yīng)脫硫率可

8、達(dá)96. 5%以上。高溫高壓催化還原法：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SO2 還原為硫磺。采用當(dāng)今最好的催化劑,在溫度為450- 700、壓力為2 MPa的條件下,經(jīng)一級(jí)反應(yīng)硫回收率可達(dá)96% 。如果兩個(gè)反應(yīng)器串聯(lián),中間加1個(gè)冷凝器,則硫回收率有可能達(dá)到99% 以上。液相(濕式)生物還原法：生物煙氣脫硫法是通過(guò)4個(gè)基本步驟將煙氣中的SO2 轉(zhuǎn)化為硫磺。4個(gè)基本步驟為: 在噴霧吸收器中用水霧吸收,脫除煙氣中的SO2; 在厭氧微生物反應(yīng)器中借硫酸鹽還原菌的作用,將吸收液中的硫化物還原為H2 S; 在好氧微生物反應(yīng)器中,在特殊控制的生物環(huán)境中, H2 S被選擇性地氧化為

9、硫磺; 將吸收液增稠、過(guò)濾, 分離出硫磺。此法的脫硫率可達(dá)到98% 。氣相催化氧化法(聯(lián)合脫硫脫硝法)用濕氣硫酸法：可以將各種氣體中的SO2 轉(zhuǎn)化為硫酸,用脫硝法可脫除NOx ,這兩種方法聯(lián)合起來(lái)就是聯(lián)合脫硫脫硝法。此法是在第一反應(yīng)器中用氨將NOx 催化轉(zhuǎn)化為氮和水蒸氣,在第二反應(yīng)器中將SO2 催化氧化成SO3 ,然后可回收得到濃硫酸。以用TiO2 細(xì)粉作催化劑,只要將片材放在陽(yáng)光下, 就可100% 地將NOx 和SOx 完全除去。這也是一種氣相催化氧化法,其脫硫脫硝過(guò)程似乎比聯(lián)合法簡(jiǎn)單很多。液相催化氧化法：以錳基催化劑吸收液凈化硫酸尾氣在0. 5% MnSO4 吸收液中添加0. 5% FeS

10、O4 ,吸收液的凈化效果最好, 單板平均凈化效率可達(dá)73%以上。其他研究試驗(yàn)得出,吸收液最佳的pH為5- 6, Mn2+ 濃度為0. 06-0. 13 mol /L,采用石灰石中和生成的H2 SO4 ,可維持較高的吸收率,并副產(chǎn)石膏?；瘜W(xué)氧化法H2O2法用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。此法只適用于被處理的SO2 的量不超過(guò)100 kg /h的含SO2廢氣的處理。黃磷法在濕式洗滌系統(tǒng)中加入黃磷,可以高效率地從煙氣中同時(shí)脫除SO2和NOx。S. G. Cha ng 和G. C.Lee 的試驗(yàn)結(jié)果表明, NOx 脫除率達(dá)到90%以上

11、。此外, David等人還提出,用過(guò)酸溶液法也能同時(shí)脫除NOx 和SO2。微生物脫硫技術(shù) 微生物參與硫素循環(huán)的各個(gè)過(guò)程，并獲得能量。可以根據(jù)微生物參與硫循環(huán)這一特點(diǎn)，利用微生物進(jìn)行煙氣脫硫。其原理是：在有氧條件下，通過(guò)脫硫細(xì)菌的間接氧化作用，將煙氣中的SO2氧化成硫酸，細(xì)菌從中獲取能量。微生物脫硫技術(shù)與傳統(tǒng)的化學(xué)和物理脫硫方法相比，具有不需高溫、高壓、催化劑，均為常溫常壓操作，操作費(fèi)用低、設(shè)備要求簡(jiǎn)單、無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)。微生物脫硫費(fèi)用約為常規(guī)濕法的50，同時(shí)，無(wú)論是煤炭中的無(wú)機(jī)硫還是有機(jī)硫，一經(jīng)燃燒均生成可被微生物間接利用的無(wú)機(jī)硫一SOx。因此，發(fā)展微生物煙氣脫硫技術(shù)很具有潛力。選用氧化亞鐵桿菌進(jìn)行了煙氣脫硫研究。實(shí)驗(yàn)表明，在較低的液氣比(1215L/Nm3)下，該硫桿菌的脫硫率達(dá)98。電解法根據(jù)電極材料、電解質(zhì)組成、電解槽和吸收器是否分設(shè)等的不同,可分為直接法和間接法。陳理介紹了一種二氧化鉛-二連亞硫酸法 ,集內(nèi)電池模式與外電池模式于一體,既脫硫又脫硝。劉金盾報(bào)道了熔融鹽膜法脫除煙氣中SO2 的電解法,以Li2 SO4+ K2 SO4+Na2 SO4