硫酸尾氣處理技術的發展現狀及發展趨勢展望

祝彬彬

摘要：在人們的社會生活當中，硫酸工業發揮了重要的作用。但是在硫酸工業當中，會排放出大量的尾氣，這些尾氣如果沒有經過特殊處理、直接排放到空氣當中的話會對大氣造成嚴重的污染。在硫酸工業當中，尾氣當中主要的污染物就是二氧化硫，這不僅會引起酸雨等自然災害，濃度達到一定的量還會對人體和動物造成危害。國家高度重視對硫酸尾氣的處理，并制定了相關的制度標準對尾氣的處理做出了要求。目前，投入使用的硫酸尾氣處理技術越來越多樣化，在未來還將會產生更多處理效率高、效果好的新技術。

Abstract： In people's social life， sulfuric acid industry has played an important role. However， in the sulfuric acid industry， a large amount of exhaust gas will be emitted. If the exhaust gas is directly discharged into the air without special treatment， it will cause serious pollution to the atmosphere. In the sulfuric acid industry， the main pollutant in the exhaust gas is sulfur dioxide， which not only causes natural disasters such as acid rain， but also causes harm to humans and animals when the concentration reaches a certain amount. The state attaches great importance to the treatment of sulfuric acid tail gas， and has formulated relevant system standards for the treatment of tail gas. At present， the sulfuric acid tail gas treatment technology in use is becoming more and more diverse， and more new technologies with high treatment efficiency and good effects will be produced in the future.

關鍵詞：硫酸尾氣;處理技術;發展現狀;發展趨勢

Key words： sulfuric acid tail gas;treatment technology;development status;development trend

中圖分類號：X781.3 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2020）19-0187-02

0 ?引言

在化學工業當中，硫酸是最為常見的產品，目前已經被廣泛地應用于各個工業部門當中。但是與此同時，硫酸工業的污染性比較高，在工業生產的過程當中會向大氣排放大量的二氧化硫，這對周邊的環境造成了嚴重的污染。根據相關研究表明，目前我國硫酸工業對二氧化硫的排放已經成為了二氧化硫的重要污染源。根據我國2013年的規定，新建的硫酸企業在生產過程當中所排放的二氧化硫濃度需要被控制在每立方米400毫克之內。而在這之前，該限度為每立方米860克。新標準的頒布對很多硫酸生產企業來說都是一個新的挑戰，這主要是由于硫酸生產尾氣的處理難度比較大。為了更好地滿足新的標準，企業就要不斷探索新的尾氣處理技術，并根據自身的實際情況來選擇技術成熟、經濟效益高的新技術。

1 ?硫酸尾氣處理技術的發展現狀

1.1 硫酸技術的發展

硫酸在生產的過程中用來制酸的原料氣體通常需要經過度降溫、除塵、凈化、干燥等一系列的過程，然后進入到轉化與吸收的過程。在經過這些工序之后，硫酸尾氣就會變得比較潔凈，其中二氧化硫的含量也得到了顯著降低。

在過去的硫酸生產企業當中，多采用一吸一轉工藝。這種方式雖然可以吸收大部分的硫酸尾氣，但是吸收效率并不高，會對環境造成污染，已經無法滿足硫酸尾氣排放的現代化標準。經過相關人員的研究與探索，在上個世紀90年代的時候，隨著各項技術的不當完善，傳統的硫酸生產工藝也不斷改革，硫酸生產工藝發展成為二轉二吸工藝，生產尾氣已經基本可以滿足要求。為了更好地落實環境保護的目標，國家相關部門已經對硫酸尾氣處理進行了深入的研究，并在這個基礎上發現了新的處理技術，為硫酸生產企業提供了多樣化的處理方法。目前，硫酸尾氣處理的過程中可以根據實際情況選擇合適的技術，在確保處理效果的同時降低處理成本、提高硫酸生產企業的經濟效益。

1.2 硫酸尾氣處理技術的種類

硫酸尾氣處理的主要目標是減少二氧化硫的排放，方法有二，一提高原料煙氣中二氧化硫的轉化效率，二提高尾氣中二氧化硫去除率。目前企業所使用的硫酸尾氣處理技術主要包括以下三種類型。

1.2.1 強化催化劑的性能

在煙氣處理的過程中，使用催化劑來提高轉化率。為了進一步強化硫酸尾氣處理的效果，對催化劑的性能進行不斷優化是必要的步驟。這種方法主要有以下兩個優點。第一是經過改進之后的催化劑無論是在性能穩定性上還是在操作方式的便捷性上都有了提高，因此可以在原有材料和設備的基礎上，不需要再購買新的設備和機器就可以實現硫酸尾氣處理效果的提升，實現了對企業成本的節約。第二是通過使用催化劑并不會產生二次污染，也不需要進行氣壓等條件的處理。這樣可以在現有廠房空間和用水用電消耗量的基礎上，提高硫酸的生產量，實現對尾氣的有效處理。該方法的缺點是，在一些硫酸生產工廠當中，所使用冶煉煙氣和硫鐵礦，這些原料煙氣本身的成本比較復雜，會對催化劑的使用效果產生不良的影響。

1.2.2 使用過氧化氫進行尾氣處理

使用過氧化氫來進行硫酸尾氣處理的過程中，首先要將過氧化氫溶液添加到吸收塔當中，使該溶液能夠與硫酸尾氣充分接觸。過氧化氫具有較強的氧化性，它可以將二氧化硫當中的硫元素進行氧化，使其成為硫酸。這個操作過程比較簡單，但是在應用的過程中需要滿足一定的條件。第一，要確保吸收塔當中的尾氣對過氧化氫溶液具有較強的吸收率，能夠實現與溶液的充分反映。第二是二者發生化學反應之后會生產稀硫酸溶液，在反應結束之后需要將這些稀硫酸溶液進行回收，否則也會對環境造成破壞。第三，在處理的過程中不能產生新的污染物質。第四是這種脫硫方式的成本較高，硫酸生產企業需要具備較好的經濟條件才能應用。

在使用該方法來完成硫酸尾氣處理的時候，為了實現對過氧化氫溶液的節約、提高尾氣處理的效果，需要構建一個能夠對稀硫酸進行回收利用和循環吸收的系統，該系統還需要能夠根據硫酸尾氣的量來連續、準確地計算出需要添加的過氧化氫溶液的質量。

1.2.3 新型催化脫硫

近年來，還出現了新型催化脫硫的方式來對硫酸尾氣進行處理的技術。這一技術的原理是硫酸尾氣在一定的溫度范圍內反應的速度比較快且含塵量比較低，因此可以通過將二氧化硫在催化劑控制在一定的范圍內，通過調節水分來完成尾氣的處理。在新型催化劑應用的過程當中，硫酸尾氣生產裝置可以直接進入到脫硫系統當中來，實現管道當中尾氣與一定量的蒸汽相混合。然后通過風機將這些尾氣運輸到脫硫系統中去，利用釩系催化劑就可以使尾氣當中的二氧化硫變為硫酸，這種方式無論是在操作上還是在運行流程上都比較簡單，但是對催化劑的要求比較高。

2 ?常用的硫酸尾氣處理技術

2.1 濕法脫硫

2.1.1 氨酸法

在使用氨酸法對硫酸尾氣進行處理的過程中，主要是利用堿性吸收劑氨水來對二氧化硫進行回收，在這個過程中可以產生硫酸銨。氨酸法來實現硫酸尾氣處理主要分為三個步驟。首先是將氨水溶液與硫酸尾氣進行融合，實現溶液對二氧化硫氣體的吸收。其次是產生的（NH4）2SO3會發生分解，產生（NH4）2SO4、水和二氧化硫。最后一個步驟是溶液當中殘留的硫酸會與氨氣繼續發生中和反應，產生（NH4）2SO4。在第二個步驟當中產生了一些濃度比較高的二氧化硫，這些氣體會被返回到制酸系統當中去。

2.1.2 離子液法

利用離子液來循環吸收硫酸尾氣當中的二氧化硫是近年來新開發的脫硫技術，在這個過程當中，可以利用離子液作為吸收劑，將硫酸尾氣當中硫元素吸收掉。該離子當中主要的成分為有機陽離子和無機陰離子，同時還有一定量的添加劑。離子液在使用的過程中并不會對環境造成破壞，對硫酸尾氣當中的二氧化硫具有較強的吸收作用。在一定的高溫環境中，離子液就可以將吸收的二氧化硫釋放出來。

2.2 干法脫硫

干法脫硫通常指的是炭法煙氣脫硫技術。炭法煙氣主要是利用活性炭的作用將硫酸尾氣當中的二氧化硫吸收。活性炭具有較強的吸附性，它可以將硫酸尾氣當中的二氧化硫吸收掉，在這個過程中包含物理和化學兩種吸附方法。當硫酸尾氣比較干燥的時候，炭法煙氣脫硫以物理吸附的作用為主;而當硫酸尾氣比較濕潤、含有較高濃度氧氣的時候，則以化學吸附的作用為主。這是由于二氧化硫在遇到氧氣之后，在活性炭的催化作用下，可以三氧化硫。而三氧化硫并不穩定，在遇到水之后會形成硫酸，這些硫酸可以富集到活性炭的空隙當中。當反應一段時間之后，孔隙當中的硫酸就會達到飽和，但是活性炭可以繼續釋放出活性位，使脫硫的效果得到恢復。

3 ?硫酸尾氣處理技術的發展趨勢展望

目前，國家對硫酸尾氣排放的標準越來越高，這使得硫酸尾氣處理技術也得到了不斷創新，二氧化硫的轉化效率不斷提高。目前，氨酸法脫硫已經達到了較高的水平，未來也將會繼續被應用于硫酸生產當中。而離子液法具有操作簡單的特點，離子液的制備成本也比較低，未來將會得到進一步的推廣與應用。而炭法煙氣脫硫作為一種可回收和可資源化的技術，更符合對環境保護的要求，因此是發展前景最為廣闊的處理技術。在未來，在該技術的基礎上，將會不斷發展成本更低、吸附速度更快的吸附劑，還會產生規模更大、流通量也更大的吸附塔和再生塔。在發展的過程中，研究人員將會不斷探索新的再生條件，實現對再生環境的優化，并對反應過程中產生的副產品進行回收利用，并進一步對處理的工藝流程進行簡化與創新。通過這些措施，可以實現炭法煙氣脫硫技術的大型化和商業化發展。

4 ?結語

綜上所述，目前已經產生了多種類型的硫酸尾氣處理技術，隨著技術的創新，這些技術也在不斷被優化。目前應用范圍比較廣的處理技術包括干法與濕法這兩種，其中炭法煙氣脫硫技術有著較好的應用優勢，在未來將會獲得更為廣闊的發展空間。硫酸生產企業需要根據自身的設備和資金情況選擇適合的處理技術。

參考文獻：

[1]李新，曹龍文，尹華強，李月麗，李建軍.新型催化法煙氣脫硫技術應用于硫酸裝置尾氣處理的設計要點探討[J].硫磷設計與粉體工程，2018（03）：1-6.

[2]初廣文，羅勇，鄒海魁，趙宏，邵磊，陳建峰.超重力反應強化技術在酸性氣體尾氣處理中的工業應用[J].化學反應工程與工藝，2017，29（03）：193-198.

[3]李新，曹龍文，楊大穎，尹華強，李建軍.新型催化法脫硫技術在大冶有色硫酸尾氣處理工程中的應用[J].硫酸工業，2019（05）：34-36.

[4]溫崇榮，馬梟，袁作建，許娟，呂岳琴.天然氣凈化廠硫磺回收及尾氣處理過程有機硫的產生與控制措施[J].石油與天然氣化工，2018，47（06）：12-17.

[5]戰越，宋志剛，王海瑩.用SVM預測稀硫酸對透水混凝土的腐蝕[J].價值工程，2017，36（01）：91-92.