工業(yè)廢氣中二氧化

1、工業(yè)廢氣中二氧化硫治理 二氧化硫（化學式：SO2）是最常見的硫氧化物。無色氣體，有強烈刺激性氣味。大氣主要污染物之一?；鹕奖l(fā)時會噴出該氣體，在許多工業(yè)過程中也會產(chǎn)生二氧化硫。由于煤和石油通常都含有硫化合物，因此燃燒時會生成二氧化硫。當二氧化硫溶于水中，會形成亞硫酸（酸雨的主要成分）。這就是對使用這些燃料作為能源的環(huán)境效果的擔心的原因之一。 工業(yè)中產(chǎn)生二氧化硫的企業(yè)包括石油工業(yè)、煤化工、鋼鐵工業(yè)、有色金屬冶金、硫酸工業(yè)、水泥工業(yè)以及某些精細化工工業(yè)。 二氧化硫具有酸性，可與空氣中的其他物質(zhì)反應，生成微小的亞硫酸鹽和硫酸鹽顆粒。當這些顆粒被吸入時，它們將聚集于肺部，是呼吸系統(tǒng)癥狀和疾病、呼吸困難

2、，以及過早死亡的一個原因。如果與水混合，再與皮膚接觸，便有可能發(fā)生凍傷。與眼睛接觸時，會造成紅腫和疼痛。二氧化硫性質(zhì)概述收集法轉(zhuǎn)化法二氧化硫廢氣的治理方法吸收法:吸附法:活性炭法,分子篩法,氧化銅法,碳酸鈉法不再生的吸收法:石灰-石灰石法, 海水吸收法再生的吸收法:亞硫酸鈉法,堿式硫酸鋁法,磷酸鈉法, 物理吸收法還原: 氧化:催化氧化法:氣相催化氧化法, 液相催化氧化法化學氧化法:過氧化氫法,黃磷法電化學氧化法:電輻射化學氧化法, 電解氧化法催化還原法：常壓催化還原法, 高溫高壓催化還原法生物還原法：濕式生物還原法石灰石灰-石灰石法石灰石法此類方法所用吸收劑為CaO或CaCO3 (或者為MgO

3、或MgCO3 ) ,反應過程可表示為:SO2+ MeCO3+1/2O2+ 2H2O MeSO4 2H2O+ CO2SO2+ MeO+1/2O2 Me SO4式中:Me Ca 或Mg將吸收劑粉制成漿液,在吸收器內(nèi)廢氣中的SO2 直接被漿液吸收,這就是濕式石灰-石灰石類法。濰坊化工廠的簡易排煙脫硫設(shè)備就是采用這種方法,不過是改用廢電石泥代替消石灰作吸收劑。采用氣-液-固噴射鼓泡式反應器( JBR)為吸收器的煙氣脫硫法( AFGD法) ,其吸收器集預洗、吸收和氧化于一體。此外爐內(nèi)噴入石灰石干粉和爐后噴水活化的聯(lián)合脫硫法( LIFAC)法。堿性溶液法 鈉堿法用鈉堿溶液(如NaO H、Na2CO3 或N

4、aHCO3溶液)作吸收劑, 既能脫除SO2 ,又能脫除NOx。此法脫硫脫硝效率高,可以處理高硫煤燃燒煙氣,所處理煙氣量可多可少,技術(shù)成熟可靠。此法的不足之處是: 設(shè)備腐蝕嚴重,最后排出系統(tǒng)的廢液要經(jīng)進一步處理后才能排放,另外,為了提高煙氣排出后的抬升高度,往往要對煙氣進行二次加熱升溫,能耗較高。氨堿法用氨水作吸收劑。Hsunling Bai等人介紹了氨水洗滌煙氣過程中發(fā)生的反應。將洗滌后的吸收液用酸分解(即酸化) ,得到SO2和相應的銨鹽,這就是氨-酸法。也可以將吸收液直接加工成亞硫酸銨產(chǎn)品,代替燒堿用于造紙行業(yè),這就是氨-亞硫酸銨法。鈉堿溶液或氨水吸收SO2 所生成的溶液再次與堿(石灰乳或石

5、灰石粉)反應,將所吸收的SO2 轉(zhuǎn)換為不溶解的CaSO4 ,并使吸收液再生,這就是雙堿法。用此法的目的是利用廉價的石灰石來處理煙氣,既經(jīng)濟又可避免濕式石灰-石灰石法中出現(xiàn)的堵塞問題。徐永生介紹了雙堿法煙氣脫硫技術(shù)的新進展5 ,使雙堿法比以前更有吸引力。海水吸收法 海水的pH一般為8. 0左右,易與煙氣中的SO2發(fā)生反應,設(shè)在海邊的工廠可以直接用海水進行煙氣脫硫。例如,德國Lentjes Bicho ff公司為處理印度尼西亞1座650 MW燃煤火力發(fā)電廠排放的煙氣,設(shè)計建造了1套海水脫硫裝置。亞硫酸鈉法此法以亞硫酸鈉溶液為吸收液,氣液逆流接觸,發(fā)生化學吸收。吸收反應及再生反應為:Na2SO3+

6、H2O+ SO2=2NaHSO3此法的脫硫效率可達95% - 98% 。南京化學工業(yè)公司是用亞硫酸銨溶液脫除硫酸生產(chǎn)尾氣中的硫?；钚蕴课椒?活性炭吸附SO2 ,在干燥無氧條件下主要是物理吸附,在有氧和水蒸氣存在條件下會發(fā)生化學吸附?；钚蕴吭偕姆椒ㄓ袩嵩偕?、還原氣體再生法、洗滌再生法。為了解決洗滌再生過程所得稀硫酸的利用問題,我國研究出了磷銨肥法 ,利用天然磷礦石和氨為原料,在煙氣脫硫過程中直接生產(chǎn)磷銨復合肥料。有文獻報道糠醛渣活性炭無需添加任何活性組分便具有良好的脫硫性能; 用活性炭纖維吸附,平衡吸附量比一般活性炭大5- 6倍,且吸附、解吸速度快,具有物理吸附及化學吸附特征，此法前景較好

7、。分子篩吸附法 分子篩吸附過程與活性炭吸附過程頗為相似。分子篩吸附劑有氫型絲光沸石、氫型皂沸石、脫鋁絲光沸石等。 吸附法的優(yōu)點是脫硫排氣的溫度高于用堿性溶液吸收之類的濕法,且再生后可回收硫或其化合物。但再生的干法處理流程較長,工藝過程較復雜,投資費和操作費較高。因此,開發(fā)工藝過程簡單、經(jīng)濟效益和環(huán)境效益都好的吸附法,仍然是長期而又艱難的工作。常壓催化還原法：此法所用還原劑為H2、CO、甲烷之類的還原性氣體,催化劑是以鐵為主的金屬氧化物,其載體為-Al2 O3 ,反應溫度隨還原劑不同而變化( 420-550 ) ,反應幾乎在常壓下進行, 生成硫磺、水和CO2。反應為不可逆反應,經(jīng)一級反應脫硫率可

8、達96. 5%以上。高溫高壓催化還原法：此法用合成氣(如粗煤氣)在選擇性催化劑存在的條件下將氣體中的SO2 還原為硫磺。采用當今最好的催化劑,在溫度為450- 700、壓力為2 MPa的條件下,經(jīng)一級反應硫回收率可達96% 。如果兩個反應器串聯(lián),中間加1個冷凝器,則硫回收率有可能達到99% 以上。液相(濕式)生物還原法：生物煙氣脫硫法是通過4個基本步驟將煙氣中的SO2 轉(zhuǎn)化為硫磺。4個基本步驟為: 在噴霧吸收器中用水霧吸收,脫除煙氣中的SO2; 在厭氧微生物反應器中借硫酸鹽還原菌的作用,將吸收液中的硫化物還原為H2 S; 在好氧微生物反應器中,在特殊控制的生物環(huán)境中, H2 S被選擇性地氧化為

9、硫磺; 將吸收液增稠、過濾, 分離出硫磺。此法的脫硫率可達到98% 。氣相催化氧化法(聯(lián)合脫硫脫硝法)用濕氣硫酸法：可以將各種氣體中的SO2 轉(zhuǎn)化為硫酸,用脫硝法可脫除NOx ,這兩種方法聯(lián)合起來就是聯(lián)合脫硫脫硝法。此法是在第一反應器中用氨將NOx 催化轉(zhuǎn)化為氮和水蒸氣,在第二反應器中將SO2 催化氧化成SO3 ,然后可回收得到濃硫酸。以用TiO2 細粉作催化劑,只要將片材放在陽光下, 就可100% 地將NOx 和SOx 完全除去。這也是一種氣相催化氧化法,其脫硫脫硝過程似乎比聯(lián)合法簡單很多。液相催化氧化法：以錳基催化劑吸收液凈化硫酸尾氣在0. 5% MnSO4 吸收液中添加0. 5% FeS

10、O4 ,吸收液的凈化效果最好, 單板平均凈化效率可達73%以上。其他研究試驗得出,吸收液最佳的pH為5- 6, Mn2+ 濃度為0. 06-0. 13 mol /L,采用石灰石中和生成的H2 SO4 ,可維持較高的吸收率,并副產(chǎn)石膏。化學氧化法H2O2法用H2O2 水溶液洗滌含SO2 的廢氣,直接將SO2轉(zhuǎn)化為硫酸,所得硫酸的質(zhì)量分數(shù)可達35% 以上。此法只適用于被處理的SO2 的量不超過100 kg /h的含SO2廢氣的處理。黃磷法在濕式洗滌系統(tǒng)中加入黃磷,可以高效率地從煙氣中同時脫除SO2和NOx。S. G. Cha ng 和G. C.Lee 的試驗結(jié)果表明, NOx 脫除率達到90%以上

11、。此外, David等人還提出,用過酸溶液法也能同時脫除NOx 和SO2。微生物脫硫技術(shù) 微生物參與硫素循環(huán)的各個過程，并獲得能量。可以根據(jù)微生物參與硫循環(huán)這一特點，利用微生物進行煙氣脫硫。其原理是：在有氧條件下，通過脫硫細菌的間接氧化作用，將煙氣中的SO2氧化成硫酸，細菌從中獲取能量。微生物脫硫技術(shù)與傳統(tǒng)的化學和物理脫硫方法相比，具有不需高溫、高壓、催化劑，均為常溫常壓操作，操作費用低、設(shè)備要求簡單、無二次污染等優(yōu)點。微生物脫硫費用約為常規(guī)濕法的50，同時，無論是煤炭中的無機硫還是有機硫，一經(jīng)燃燒均生成可被微生物間接利用的無機硫一SOx。因此，發(fā)展微生物煙氣脫硫技術(shù)很具有潛力。選用氧化亞鐵桿菌進行了煙氣脫硫研究。實驗表明，在較低的液氣比(1215L/Nm3)下，該硫桿菌的脫硫率達98。電解法根據(jù)電極材料、電解質(zhì)組成、電解槽和吸收器是否分設(shè)等的不同,可分為直接法和間接法。陳理介紹了一種二氧化鉛-二連亞硫酸法 ,集內(nèi)電池模式與外電池模式于一體,既脫硫又脫硝。劉金盾報道了熔融鹽膜法脫除煙氣中SO2 的電解法,以Li2 SO4+ K2 SO4+Na2 SO4