工業含硫廢氣的脫硫技術與回收凈化

成銘（鄭州大學化工與能源學院，河南 鄭州 450000）

工業含硫廢氣的脫硫技術與回收凈化

成銘（鄭州大學化工與能源學院，河南 鄭州 450000）

二氧化硫污染不僅危害健康，還會導致區域性的酸沉降和水體、土壤酸化。當前我國90%以上的二氧化硫均來自煤炭燃料燃燒，因此燃燒后的煙氣廢氣脫硫是控制大氣污染的重要一環。本文以煙氣脫硫為著手點，著重分析二氧化硫的煙氣脫硫技術。

二氧化硫；煤炭燃料；大氣污染；煙氣脫硫；

1 硫循環與硫排放

硫是地殼中第六大豐富的元素，在地殼中硫主要以硫酸鹽的形式存在，其中大部分是石膏或硬石膏。大氣中以氣態存在的含硫化合物主要包括硫化氫、二氧化硫、三氧化硫。硫氧化物SOX是全球硫循環中的重要化學物質，在大氣中反應生成硫酸霧和硫酸鹽，是造成大氣污染和酸化的主要污染物之一。

幾乎所有工業企業均會產生硫氧化物，它主要來自化石燃料的燃燒過程及硫化物礦石的焙燒、冶煉等熱過程。火電廠、有色金屬冶煉廠、硫酸廠和煉油廠等都會排放SO2煙氣。對于中國，能源消費量大且以煤炭為主要能源結構，煤炭是一種低品位的化石能源，含灰、含硫分較高，隨著燃煤量的增加，燃煤排放的SO2也不斷大幅增加。

2 二氧化硫煙氣脫硫技術

煤炭和石油燃燒排放的煙氣通常含有較低濃度的SO2，范圍大致為10-4—10-3數量級。煙氣脫硫方法可分為拋棄法和再生法。拋棄法是在脫硫過程中將形成的固體產物廢棄，連續不斷地加入新鮮的化學吸收劑，常同時用于除塵；再生法是與SO2反應后的吸收劑可連續地在閉環系統中再生，再生后的脫硫劑和由于損耗需補充的新鮮吸收劑再回到脫硫系統循環使用。煙氣脫硫也可按脫硫劑是否以漿液狀態進行脫硫而分為濕法或干法。濕法系統指利用堿性吸收液或含觸媒離子的溶液吸收煙氣中的SO2，干法系統指利用固體吸附劑和催化劑在不降低煙氣溫度和不增加濕度的條件下除去煙氣中SO2。

2.1 石灰石/石灰濕法煙氣脫硫

在現有的煙氣脫硫技術中，該法脫硫效率高，技術最為成熟且運行可靠，應用非常廣泛。其基本原理是用石灰石或石灰漿液吸收煙氣中的SO2，首先生成亞硫酸鈣，然后再被氧化為硫酸鈣。脫硫塔底設有漿液循環池，通入空氣將生成的亞硫酸鈣氧化為石膏，再回收利用。鍋爐煙氣經除塵、冷卻后進入吸收塔，吸收塔內用配置好的石灰石或石灰漿液洗滌含SO2的煙氣，洗滌凈化后的煙氣經除霧和再熱后排放，吸收塔內排出的吸收液流入循環槽，加入新鮮物質進行再生。

為了防止煙氣中可溶部分(氯氣濃度)超過規定值和保證石膏質量，須從系統中排放一定量的廢水。廢水處理裝置要對水力旋流分離器的溢流水或皮帶過濾機的過濾水進行處理，且應控制廢水氯離子質量濃度小于20000mg/L.

2.2 氧化鎂濕法煙氣脫硫

氧化鎂法的脫硫率高，可達90%以上，可回收硫，也能避免產生固體廢棄物，是一種有競爭性的脫硫技術。氧化鎂法可分為拋棄法、再生法和氧化回收法。

再生法是用MgO的漿液吸收SO2，生成含水亞硫酸鎂和少量硫酸鎂，再送流化床加熱，當溫度在約為1143K時釋放出MgO和高濃度SO2。再生的MgO可循環利用，SO2可回收制酸，整個過程可分為SO2吸收、固體分離和干燥、MgSO3再生三個主要工序。SO2吸收裝置一般采用噴淋塔，由高速氣體霧化吸收液，并添加抑制劑抑制亞硫酸鎂的氧化，吸收塔排出的吸收液中固體含量約為10%，通過離心干燥去除表面水并通過加熱去除MgSO3和MgSO4結晶中的結晶水。用流化床煅燒干燥后的MgSO3和MgSO4，發生分解產生MgO和SO2，排氣中SO2濃度符合制酸要求。

拋棄法也稱氫氧化鎂法，脫硫工藝與上述再生法相似。拋棄法進行強制氧化以促使亞硫酸鎂全部或大部分轉變為硫酸鎂，強制氧化能大大降低吸收漿液固體含量，利于防垢，同時降低了脫硫液的COD達到外排要求。

2.3 循環流化床煙氣脫硫

循環流化床煙氣脫硫的原理是利用循環流化床強烈的傳熱和傳質特性，在流化床內加入石灰脫硫劑從而達到脫硫，并除掉部分有害氣體的目的，同時也可脫除煙氣中的HCl和HF等酸性氣體。整個脫硫系統由石灰漿制備系統、脫硫反應系統和收塵引風系統三部分組成，煙氣進入循環流化床反應器，再在其中與石灰漿反應，石灰漿固體在反應器內同時完成蒸發和脫硫過程。煙氣經分離器和除塵器后，部分物料循環進入流化床反應塔，其他物料收集后集中處理，利用物料的循環增長脫硫劑的停留時間，來提高鈣利用率和反應器的脫硫效率。

3 結語

過去的數十年中，煙氣脫硫技術得到廣泛應用，無論是濕法系統、干法系統，還是拋棄系統、回收系統，都有著日趨成熟的脫硫方法。對各種煙氣脫硫技術進行綜合比較，根據其成熟程度進行技術選用，兼顧經濟條件、燃煤煤質、脫硫機來源和環保要求，才能最大程度地處理好工業含硫廢氣。

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成銘（1996-），男，漢族，河南南陽市人，職稱：學生，鄭州大學化工與能源學院，專業：環境科學。