硫酸尾氣處理技術的現狀及發展趨勢

陸令學(大新桂南化工有限責任公司，廣西 崇左 532315)

0 引言

硫酸屬于重要的化工品之一，在各個工業領域當中都會使用硫酸。硫酸產量通常被衡量一個國家化學工業發展的重要標志。但是作為高污染性的化工行業，硫酸工業在產品生產過程當中會向大氣排放較多的二氧化硫，嚴重污染了環境。在當前硫酸尾氣處理技術越來越成熟，應用比較廣泛的是在傳統工藝上進行改良的脫硫技術。硫酸尾氣脫硫技術的方法較多，硫酸工業生產廠會按照自身的經營狀況以及工藝生產狀況選擇適當的脫硫技術。由于硫酸尾氣處理技術的水平高低直接影響到了環境保護工作開展的效果。基于此，在本次研究當中針對該方面內容進行詳細分析。

1 硫酸尾氣處理技術的發展現狀

1.1 活性焦法

硫酸尾氣處理技術當中活性焦法處理工藝主要是以物理、化學吸附以及催化反應為原理所研制出的一種高效和綠色的脫硫技術。該種脫硫工藝主要是利用活性焦自身具有較強的催化性和吸附性，能夠使硫酸尾氣當中煙氣所包含的二氧化硫、水蒸氣等物質進行氧化催化反應，然后生成硫酸，并且能夠將其吸附到活性焦表面之后，轉移到微孔部位進行儲存，與此同時還可以釋放出活性吸附位，能夠繼續對二氧化硫進行吸附。吸附飽和的活性焦炭，在脫硫吸收塔當中采用間接加熱的方式可以實現再利用，同時還可以釋放出濃度較高的二氧化硫。可以將其回收到硫酸生產系統和裝置當中，再生后的活性焦可以在脫硫吸附塔當中進行循環的使用。關于活性膠法脫硫技術，在江西銅業股份有限公司的子公司脫硫系統當中得到了應用。脫硫系統主要是由吸附脫除系統、活性焦再生系統以及物料輸送系統等所組成。在脫硫煙氣吸附塔當中，煙氣流量與二氧化碳濃度波動比較大的狀況之下，這一裝置的運行比較平穩，并且脫硫之后的尾氣二氧化硫質量濃度低于280mg/m3，達到了我國對于硫酸尾氣排放的要求標準。但是在整個系統運行和該種方法脫硫時，蒸汽和電能消耗較大，屬于運行成本較高的一種脫硫裝置和技術，同時在產生廢活性焦處理方面也是當前未能解決的一個技術難題[1]。

1.2 離子液吸收法

硫酸工業尾氣處理技術在科學技術不斷創新發展之下，得到了持續性的更新。其中離子液循環吸收法脫硫技術重點內容，便是吸收劑，主要的成分有有機陽離子和無極陰離子，同時還會增加一些少量的活化劑、抗氧化劑以及緩蝕劑等。將這些制劑配備成一定比例的溶液，便可以在低溫條件下吸收尾氣當中的一些二氧化硫。其中在高溫狀況之下，也能夠解析出高純度的二氧化硫氣體，這樣能夠達到脫硫目的，也能夠有效地回收尾氣當中所含有的二氧化硫。離子液循環吸收法在巴彥淖爾紫金有色金屬有限公司得到應用，在采用該種硫酸尾氣處理技術之后，該公司尾氣中的排放質量濃度由980mg/m3下降到90mg/m3左右，充分說明這一硫酸脫硫技術的二氧化硫處理效果較好。同時通過長期采用離子液吸收法脫硫技術在應用之后，突出的表現便是脫硫的效率比較高，吸收劑對于二氧化硫的回收率也較高，并且不會造成二次污染，在當前我國環境法規日趨嚴格的狀況之下，對于環境治理的成本方面越來越高，該項技術也在國內得到了不斷的推廣應用[2]。

1.3 過氧化氫法

在硫酸尾氣脫硫技術當中，過氧化氫脫硫方式主要是把過氧化氫溶液添加到尾氣吸收塔當中，然后借助過氧化氫溶液的化學性能和硫酸生產之后形成的尾氣進行充分接觸，并且利用過氧化氫溶液自身的強氧化性，把尾氣當中所含有的二氧化硫通過化學反應而形成硫酸，采用過氧化氫脫硫技術屬于當前眾多硫酸工業生產廠家常用的一種方式，這是由于該種脫硫技術在操作方面比較便捷。但是對于硫酸的整個生產流程和技術也有一定的要求，需要滿足以下幾個條件才能夠使用過氧化氫脫硫方法：第一，吸收塔當中的吸收率，需要達到較高的水平；第二，需要確保能夠將副產物的稀硫酸進行全部的回收；第三，在硫酸生產過程當中，不能產生新的三廢產物；第四，硫酸生產廠家當具備較高的實力。采用過氧化氫脫硫方法，由于會使用大量的過氧化氫試劑溶液，因此需要投入較多的資金。在使用過氧化氫脫硫技術開展硫酸尾氣處理時，要根據實際生產企業的經營和運營狀況，構建起具有循環吸收和循環返回稀硫酸等處理系統。在實際操作當中，為了能夠確保過氧化氫溶液使用的安全性，需要采購濃度為27.5%的工業級過氧化氫溶液。在其中加入一些穩定劑，保障稀釋濃度達到9%，將其臨時儲存在儲罐內，然后使用過氧化氫溶液水泵將其連續補充到脫硫塔當中，之后讓硫酸生成尾氣從脫硫塔的下方進入，并且經過噴淋設備，保障這些尾氣能夠和二氧化氫溶液進行充分接觸，并且在吸收之后制成硫酸，在最后階段脫硫完成，煙氣也要經過脫硫塔上方除霧末段進行最后的清洗，才能夠排放到空氣當中。除此之外，還要把吸收產生的稀硫酸運輸到硫酸生產設備當中[3]。

1.4 新型催化法

在硫酸尾氣處理眾多技術當中，新型催化法工藝屬于在活性焦、炭法以及磷銨肥法脫硫技術的基礎之上所形成的一種新型脫硫方法，該種工藝技術主要以碳材料作為重要的載體，并負載活性催化成分。在實際脫硫過程當中，不僅能夠充分發揮出活性炭的吸附作用，同時也能夠借助催化劑的功能來進行脫硫。脫硫時和活性焦脫硫方法類似，主要包含脫硫吸附和脫硫劑活性恢復兩個過程，但是和活性焦法脫硫不同的地方是，脫硫劑性炭恢復過程主要是借助清洗再生的方法，把硫酸從碳基空隙當中釋放出來，和活性焦通過間接加熱來恢復活性的方式進行對比，采用催化法脫硫工藝更具有環保的優勢。該種方法在大冶有色金屬公司得到了充分的應用，主要是借助980kt/a硫酸脫硫裝置。當中應用新型催化脫硫方法，在二氧化硫質量濃度低于1g/m3的狀況之下，可以使出口的二氧化硫質量濃度在50mg/m3以下。與此同時對于煙氣流量和成分波動較大的工況也表現出較高的適應能力。但是該種方法在實際應用時的劣勢是投資金額較高，運行的成本要比其他的脫硫方法高出很多[4]。

2 硫酸尾氣處理技術未來發展趨勢展望

2.1 微生物脫硫技術屬于未來重點的研究方向

近幾年，我國越來越注重綠色經濟發展模式，并且對于工業硫酸生產方面硫酸尾氣處理技術進行了深入的分析和研究。而新型的煙氣脫硫方法也得到了技術性的突破，微生物硫酸技術的原理主要是借助一些嗜酸耐熱菌，在生長過程當中能夠消化和吸收較多的二氧化硫，并且在有氧的環境之下采用微生物開展。煙氣脫硫工藝能夠讓脫硫細菌間接性的發生氧化作用，而煙氣當中所具備的二氧化硫發生氧化之后便會形成硫酸，在微生物細菌的作用之下，便可以獲得相應的硫酸產品。與傳統的脫硫方式相比，在新型煙氣脫硫工藝當中，借助微生物的作用所形成的脫硫技術主要的優勢，不需要在高溫高壓催化劑等特殊的環境之下，才能夠對二氧化硫進行吸收和氧化。只需要在常溫狀況之下進行操作和脫硫，便可以實現脫硫的目標。并且在實際脫硫過程當中脫硫工藝技術也比較簡單，很容易操作，并且在實際應用之后不會出現二次污染的狀況。由于有機硫和無機硫在燃燒之后生成的二氧化硫能夠被微生物所利用，基于此，大力發展微生物煙氣脫硫技術，能夠更好地提升硫酸尾氣的處理效果。因此，在未來的硫酸尾氣處理技術研究方面，將會對微生物試劑的應用進行深入分析與研究[5]。

2.2 脫硫技術的成本越來越低

硫酸生產技術水平能夠衡量一個國家工業發展的程度，為了能夠讓我國硫酸工業生產的質量和效率得到明顯的提升，不僅要對硫酸生產的工藝和技術進行分析，也要注重對硫酸生產之后尾氣排放方面的內容進行管理與研究。硫酸工業生產不僅是為了能夠體現出一個國家的工業發展水平，更為重要的是能夠提高硫酸工業生產商的經濟利益，因此在脫硫技術發展方面，若一些有效的脫硫技術投入成本，或者是運行成本漸高便不會得到廣泛應用。基于該種狀況，未來在保障我國硫酸工業生產發展水平的基礎之上，還要讓更多的硫酸工業生產商能夠使用廉價和有效的脫硫技術。在這樣的社會訴求之下，必然會使得未來硫酸脫硫技術的研發向低成本的方向發展。在上文分析當中提出微生物法，應用到硫酸脫硫技術當中，能夠提升脫硫效果，并且能夠取代較多的氧化劑和催化劑，這便屬于一種低成本的脫硫技術。為此將會有更多低成本的脫硫工藝被研究，并且會投放到硫酸尾氣脫硫實際處理當中。

2.3 脫硫回收技術越來越純熟

我國環境法律法規逐步與國際接軌，在環境保護相應制度或者是稅收制度出臺之后，硫酸工業生產企業將會面臨較大的環保挑戰。為了能夠尋求經濟、環保的硫酸尾氣處理技術，屬于硫酸工業企業在經營過程當中的重要工作內容。未來尾氣治理工作開展，不僅要提升脫硫效率也要對脫硫之后的回收技術。為此硫酸工業生產企業和相應的輔助行業，未來會對硫酸生產技術和高性能催化劑的研發力度越來越大，并且使用的一些先進技術也會越來越純熟。從工藝源頭降低二氧化硫的生產，保障整個脫硫設備不僅能夠實現有效的脫硫，也能夠回收一些稀硫酸。能夠對現有的脫硫技術進行合理化聯用，也會提升副產品的循環和利用率，在采用一些高效和高性能脫硫設備進行應用時，也會提高脫硫設備的穩定性和操作便捷性，在降低二氧化硫尾氣排放濃度的同時，也會采用一些有效的回收技術來保障硫酸生產企業的經濟效益，也能夠輔助企業提升自身的社會效益。

3 結語

文章匯總了硫酸尾氣處理技術的發展和應用現狀，指出了活性焦法、離子液吸收法、過氧化氫法、新型催化法等脫硫技術的應用狀況。最后，文章針對已闡述的幾種脫硫方法，對硫酸尾氣處理技術未來發展趨勢進行展望，并指出微生物脫硫技術屬于未來重點的研究方向：脫硫技術成本越來越低，脫硫回收技術越來越純熟。望文章分析的內容，能為該領域相應企業或者研究機構提供幫助。