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，其所引發的酸雨嚴重損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行治理，確保空氣質量適宜人類生存。本文在充分考慮當地技術、經濟的基礎上，分析燃料燃燒各個階段的脫硫方法，旨在達到二氧化硫得到有效治理的目的。

關鍵詞：二氧化硫 燃料脫硫 煙氣脫硫 治理方法

中圖分類號：X5 文獻標識碼：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生產，其特點是氣味較難聞，極易引發呼吸不暢，如果隨著呼吸系統進入血液循環，就會使一些酶活力大幅度下降，進而增加肝臟負荷，還對呼吸系統造成阻滯，嚴重時會導致炎癥，與苯進行有機反應，可加大這種物質的致癌作用；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，使得織物結構變得脆弱；此外，二氧化硫會在空氣中經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施。因此，采取有效方法對空氣中的二氧化硫進行治理是勢在必行的，關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濟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行黏結，采用較為經濟的含鈣固硫劑，經過干餾作用制煤，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區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行重油的脫硫操作：在鉬、鈷或者鎳作為催化劑的情況下，經高壓加氫反應處理，破壞C-S化學鍵，轉換為H-S，形成具有臭氣蛋氣味的硫化氫氣體，達到重油燃料的脫硫效果。

2 燃燒脫硫方法及其原理

現在工業最為常用的燃燒脫硫方法是先進的流化床燃燒脫硫技術，其運行的化學原理是等反應池內因氣速而出現的上升作用力與煤粒重力大小相等時，煤粒就會出現浮動硫化。在燃料燃燒的過程中，應該加入一定量的石灰，達到脫硫的目的，其反應機理如下：

根據煤粒的流態不同，可將流化床鍋爐分成兩種，即鼓泡式和循環式。其中，循環式的脫硫工藝流程為：制備相關的吸收劑→吸收塔處理→脫硫灰→二次循環→控制系統，它通常選取干燥的消石灰粉當做二氧化硫的吸收劑，還可以為其它的對SO2強吸附物質。這種工藝進行脫硫還有一些其它產物，如亞硫酸鈣、硫酸鈣、煤灰、未經反應的消石灰等等，可用于煤礦廢礦井的填埋、公路施工建設等等方面。這種工藝現在普遍用于10～20 kw等級的工業機組，用地較少、造價經濟，對老機組具有良好煙氣除硫效果。

3 燃燒煙氣脫硫方法

在工業廢氣排放到空氣中之前，應該選取物理或者是化學的處理方法對其進行脫硫操作，主要可以分為干法處理和濕法處理兩種。根據多年的實踐研究，總結有關經驗的基礎上，以下幾種新型方法對煙氣脫硫具有較好的應用效果。

3.1 濕法脫硫處理

3.1.1 強堿或者亞硫酸鈉吸收法

其反應機理如下：

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，這樣就增加強堿的投入量，進而提高了處理成本，這樣就可以選用具有弱酸性的亞硫酸鈉進行煙氣除硫。

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

產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處理，分析亞硫酸鈉，使其以結晶的形式沉淀，這樣就達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定性，因此將其當做二氧化硫吸收液，更容易結晶回收利用，減少了廢氣治理投入資金。其反應機理如下：

此反應為可逆反應，可采用濃度較高的亞硫酸鉀溶液當做吸收劑，在溫度為60℃ 時候對二氧化硫進行吸收，這樣就會形成較濃的亞硫酸氫鉀溶液，然后引入相關處理儀器中間，經過降溫處理就可以獲得焦亞硫酸鉀固體，再經過高溫脫水，即可獲得純度較高的二氧化硫氣體，用于其它行業施工材料。余液可以稍加處理再進行回收利用。

3.1.3 氨水吸收法

其反應機理如下：

運用這種方法對燃燒煙氣進行脫硫，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，用于農業化肥，進而加以回收再利用；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，進過結晶過濾，從而得到硫酸銨固體。這種方法的脫硫率可高達90%。

以上三種方法均為濕法處理，其優勢是采用的設施較少、占用空間不大、較為經濟實用、處理手段較為簡便。然而經過濕法處理后的煙道氣體溫度較低、相對濕度較高，粉塵與水分結合出現白色煙霧，且不易擴散，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90%，如果這種裝置吸收達到飽和，可在150 ℃～350 ℃的范圍內回收，其產生的二氧化硫可與650 ℃時和一氧化碳反應，得到固體硫。其機理如下：

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，經高溫分解得到對應的氧化物，然后再與燃燒煙氣中的二氧化硫氣體進行作用，生成對應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機理如下：

反應產生的固體顆粒可以采用對應的裝置除去，這種方法對二氧化硫的反應率為25%左右，可以采用濕法脫硫的方式進一步加以處理。

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行吸附，如果在其環境中還有氧氣和水汽，那么這種吸附就不僅僅表現在物理方面，還有一定的化學吸附作用。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，這樣就為它們提供一個可發生化學反應的平臺，從而產生硫酸，其反應方程式如下：

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，再與水汽進行反應，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，所以應該事xlu643FtfjEyCXQxcM2sqynLcpc9QL8DJoSze1mmN7Y=先除去顆粒狀物質。

5 結論

綜上，現在有關二氧化硫治理方法很多，筆者認為，要想選擇合理的二氧化硫治理方法，就應該在自身經濟、技術、規模等條件的基礎上，采取合適的吸收試劑或者吸附裝置，確保處理設施能夠長期運轉、簡單實用、便于檢查維修。

參考文獻

[1]劉海霞，王天貴.氮氧化物減排技術[J].四川化工，2006（2）：49-51.

[2]張勇，唐抒梅，趙松潔.原礦焙燒煙氣中二氧化硫的治理研究[J].黃金，2012（6）：59-62.

[3]崔曉陽，郭健，岳鳳洲，等.雙堿法治理低濃度二氧化硫煙氣的生產實踐[J].硫酸工業，2012（3）：31-34.

[4]趙彩婷，任一艷.二氧化硫（SO_2）治理方法探討[J].廣州化工，2012（12）：68-70.

[5]蔡博峰.中國城市二氧化碳排放空間特征及與二氧化硫協同治理分析[J]. 中國能源，2012（7）：21，35-39.