淺談二氧化硫污染控制技術

（陜西省環境監測中心站，陜西 西安 710054）

淺談二氧化硫污染控制技術

劉 娜 周 健 任 越 尚 宇 董麗娜 馮 燕 呂 婧

（陜西省環境監測中心站，陜西 西安 710054）

本文從源頭治理（燃料脫硫）、燃燒過程及末端控制（煙氣脫硫）三方面對二氧化硫污染控制技術進行了概述。

二氧化硫；控制；煙氣脫硫

1 二氧化硫的性質及來源

硫氧化物中主要是二氧化硫，對人類健康及環境質量具有極其嚴重的危害性。造成城市空氣污染的二氧化硫主要是來自化石燃料的燃燒，以及硫化物礦石的焙燒、冶煉等熱過程。火力發電廠、有色金屬冶煉廠、硫酸廠、煉油廠及所有燒煤或油的工業爐窯等都排放二氧化硫。二氧化硫氣體是目前危害最大最難處理的大氣污染物之一。

2 二氧化硫的控制技術

分三大類：一是源頭控制，即燃料脫硫技術，通過各種技術手段，降低燃料中的硫含量；二是燃燒過程脫硫，既燃料在燃燒過程中生產是二氧化硫與堿土金屬氧化物CaO、MgO反應生產CaSO、MgSO4等而被脫除；三是末端控制，即煙氣脫硫技術（FGD），把已生成的二氧化硫通過各種技術手段從煙氣中脫除，從而降低排放量。FGD是目前應用最廣、脫硫效率最高的方法。

2.1 采用燃料脫硫技術

2.1.1 煤的洗選。洗選是利用煤和雜質物理性質、化學性質的差異，通過物理選煤、物理化學選煤、化學選煤或者微生物選煤等方式除去或減少原煤中硫分、灰分等雜質，可有效減少煙塵、二氧化硫、氮氧化物的排放。實際選煤生產中常采用物理選煤和物理化學選煤，可有效脫除燃煤中的無機硫（黃鐵礦硫）。

2.1.2 煤的氣化和液化技術。煤的氣化是指在一定溫度和壓力下，將經過預處理的煤送入專用的煤反應器內，通過空氣或氧和蒸汽等氣化劑，對煤進行熱化學加工，將煤中的有機質轉變為煤氣的工程。煤的液化是指煤經化學加工，通過煤的直接液化或煤間接液化轉化為液體燃料（包括烴類及醇類燃料）的過程。

2.1.3 水煤漿技術。水煤漿是指由煤粉（約占70%）、水（約占30%）及少量化學添加劑混合制成的一種漿體燃料。水煤漿可以像油一樣泵送、霧化、貯存和穩定燃燒，優點是其熱值相當于燃料油的一半，可代替燃料油用于電站、鍋爐以及其他工業窯爐等，用于代替煤炭燃用，燃燒效益高、環境污染小。

2.1.4 型煤加工技術。型煤加工是通過煤粉或低品味煤加入粘合劑后，制成具有一定強度和形狀的煤制品，分為工業型煤和民用型煤。高硫煤制備工業型煤時，加入適量的固硫劑，可大幅減少煙塵中二氧化硫的排放。

2.2 采用燃燒過程脫硫技術

爐內噴鈣技術。用壓縮空氣將150目左右的石灰石粉噴射到爐內最佳溫度區，使脫硫劑石灰石與煙氣充分接觸，保證足夠的反應時間，使石灰石粉在爐內鍛燒分解生成的氧化鈣，利用生成的氧化鈣與爐內煙氣中的二氧化硫進行反應實現爐內脫硫。其主要反應為：

爐內噴鈣技術的優點是以石灰石等鈣基物料作為吸著劑，來源廣泛，價格低廉，脫硫渣為中性固態渣，無二次污染；既可用于燃用中低硫煤，也能用于燃用高硫煤。在合理的鈣硫比（Ca/S≤2）情況下，脫硫率高達75%以上。爐內噴鈣技術的最佳燃燒方式是流化床燃燒，其他方式效果均不理想。

2.3 采用 煙氣脫硫技術

煙氣脫硫技術一般可分為濕法、干法（半干法）兩類。

2.3.1 濕法煙氣脫硫。硫濕法煙氣脫硫是指應用液態（液體或漿體）吸收劑吸收煙氣中的二氧化硫，脫硫產物的最終形態為溶液或漿液的狀態。濕法脫硫的優點是脫硫效率高，技術成熟，運行穩定可靠，脫硫副產物可以利用等；缺點是存在脫硫廢水處理的問題，容易造成二次污染，且由于洗滌后煙氣溫度低，不利于煙囪排氣的擴散，需要設置煙氣再熱器，能耗高，管道及設備腐蝕嚴重等。主要的濕法脫硫技術有：（1）石灰石/石灰-石膏法。將石灰石粉制成漿液，在吸收裝置中與二氧化硫反應，脫除二氧化硫的同時可以回收副產物石膏。為了降低脫硫設備的負荷，通常將其布置在煙氣除塵系統之后。石灰/石灰石-石膏法占濕法煙氣脫硫的80%以上。該方法脫硫效率高達95%以上，技術成熟，運行可靠，使用于高、中、低硫煤。缺點是漿液pH值過高時，會使脫硫設備內堆積結垢、堵塞，不能保證設備安全運行。（2）雙堿法。雙堿法煙氣脫硫是利用堿或堿金屬鹽類（如氫氧化鈉、碳酸鈉和碳酸氫鈉）等的水溶液來煙氣中的二氧化硫，利用石灰反應器中的石灰使脫硫后的水溶液再生，再生后的吸收液可以循環利用。可回收亞硫酸鈣和石膏脫硫副產品。此方法反應機理與石灰石/石灰-石膏法類似，是為了克服石灰石/石灰-石膏法容易結垢的缺點而發展起來的。（3）氨法。氨法煙氣脫硫是采用氨水作為吸收劑吸收煙氣中的二氧化硫，由于是氣-液或氣-氣相反應，反應速率快，吸收劑利用率高，吸收設備體積小，可回收硫酸銨脫硫副產品。 （4）氧化鎂法。煙氣經預除塵和除氯后，利用氧化鎂漿液或水溶液作為吸收劑吸收煙氣中的二氧化硫。吸收了二氧化硫的亞硫酸鹽和亞硫酸氫鹽在一定溫度下分解產生富二氧化硫氣體，可用于制造硫酸，而分解形成的氧化鎂得到再生， 可循環使用。

2.3.2 干法煙氣脫硫。干法煙氣脫硫是指以干粉狀或粒狀吸收劑、吸附劑或催化劑來脫除煙氣中的二氧化硫。它的優點是工藝過程簡單，無脫硫廢水、能耗低，管道及設備腐蝕小；缺點是脫硫效率較低，設備龐大、占地面積大，投資大。主要的干法脫硫技術有：（1）煙氣循環流化床。煙氣循環流化床脫硫是指經預除塵的煙氣進入吸收塔后，以石灰石干粉做吸收劑，同時少量水作為增濕水分別進入脫硫反應塔中，使煙氣與加入的吸收劑及再循環灰充分混合、反應，脫除煙氣中二氧化硫等酸性氣體，煙氣由脫硫塔上部出口排出，經二次除塵后，固體顆粒被分離，大部分送入塔內進行再循環；脫硫后的煙氣排入大氣。此法脫硫效率高，無脫硫廢水，脫硫副產品成干態，不會造成二次污染。（2）電子束法。電子束煙氣脫硫法是利用在反應器內用電子束對煙氣進行照射，用氨作為吸收劑。煙氣在反應器內照射后，分解產生了大量強氧化性的氫氧基和氧原子等自由基，將煙氣中二氧化硫和氮氧化物氧化成高價態，與水反應后生成硫酸和硝酸，繼而與氨反應得到硫酸銨、硝酸銨副產物。此法可達到煙氣同時脫硫脫氮的效果，脫硫效率高達95%以上，脫氮效率高達80%以上。

結語

濕法脫硫技術與干法脫硫技術各有其優缺點，在實際應用中，應充分考慮脫硫工藝的綜合經濟效益，因地制宜，合理選擇。

[1]賈小寧．二氧化硫污染控制方法綜述[J]．甘肅科技，2005（12）．

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