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1、二氧化硫污染的治理方法化工与能源学院化学工程与工艺 X 班XXX20230380XXX摘要：大气污染会对人类和其它生物的安康造成危害，本世纪以来，不断发生的公害，使人们生疏到保护大气不受污染的重要性。二氧化硫是大气主要污染物之一，是衡量大气 污染程度重要标志。目前我国是世界上二氧化硫排放量最大的国家，我国城市大气污染严 重，对社会环境产生很大压力。本文分析了二氧化硫的来源和危害,综述了二氧化硫废气的各种治理方法。之处选择脱硫方法需要具体状况具体分析，应选择脱硫效率高,省投资，运转费低，长期运转稳定牢靠，不产生二次污染的方法。关键词：二氧化硫; 污染现状; 治理方法1 SO2的来源大气中的二氧化
2、硫主要是由含硫燃料燃烧和生产工艺过程中承受含硫原料所产生的。原 油、煤以及铁、铜、铅、锌、铝矿石等很多原料中都含有硫。煤和油等含硫燃料的燃烧、原油的炼制、金属矿石的冶炼等过程中，燃料和工业原料中的硫与氧结合，生成二氧化硫气体，排放到大气中，到达肯定的量时，就会产生二氧化硫污染。2 SO2的危害2.1 SO2对人体安康的危害SO2 是一种无色具有猛烈刺激性气味的气体，易溶于人体的体液和其他黏性液中，长期的影响会导致多种疾病，如：上呼吸道感染、慢性支气管炎、肺气肿等，危害人类健 康。SO2 在氧化剂、光的作用下，会生成使人致病、甚至增加病人死亡率，据有关争论说明，当硫酸盐年浓度在 10g/m3 左
3、右时，每削减 10%的浓度能使死亡率降低 0.5%。2.2 SO2对植物的危害争论说明，在高浓度的 SO2的影响下，植物产生急性危害，叶片外表产生坏死斑，或直接使植物叶片枯萎脱落；在低浓度 SO2 的影响下，植物的生长机能受到影响，造成产量下降，品质变坏。其主要损害有：因 H+降低细胞 PH 产生的损害，因 SO2导致细胞 PH 下降会引起气孔关闭，使叶绿素变成脱镁叶绿素等。因 SO 2-和 HSO -的直接作用产生的损害，可能与二硫化物反响切断双硫键；与辅酶反33应，可使硫胺素分解为嘧啶和噻唑；与嘧啶化合物反响，使mRNA 钝化。因 SO 2-和 HSO -而产生的间接毒害作用，与代谢中间产
4、物醛或酮起反响；形成自由基产33生危害。据 1983 年对我国 13 个省市 25 个工厂企业的统计，因SO2 造成的受害面积达 2.33 万公顷，粮食削减 1.85 万吨，蔬菜削减 500 吨，危害相当严峻。2.3 SO2对金属的腐蚀大气中的 SO2对金属的腐蚀主要是对钢构造的腐蚀。据统计，兴旺国家每年因金属腐蚀而带来的直接经济损失占国民经济总产值的2%4%。由于金属腐蚀造成的直接损失远大于水灾、风灾、火灾、地震造成损失的总和。且金属腐蚀直接威逼到工业设施、生活设施和交通设施的安全。2.4 SOSO2对生态环境的影响2形成的酸雨和酸雾危害也是相当的大，主要表现为对湖泊、地下水、建筑物、森林、
5、古文物以及人的衣物构成腐蚀。同时，长期的酸雨作用还将对土壤和水质产生不行估量的损失。3 国内污染现状目前我国城市大气污染状况仍旧格外严峻。2023年，在国家监测的343个城市中，到达或优于国家空气质量二级标准、到达三级标准和劣于三级标准的城市约各占三分之一。二 氧化硫平均浓度未到达国家空气质量二级标准的城市约占22%，其中，超过国家空气质量三级标准的城市约占8%；南方地区酸雨污染较重，酸雨掌握区内90%以上的城市消灭了酸雨。以煤为主的能源消费构造以及工业构造和布局的不尽合理，造成60%以上的城市大气总悬浮颗粒物超标，二氧化硫污染保持在较高水平的煤烟型污染；城市机动车尾气排放污染物 增加，使氮氧
6、化物污染加重，形成了城市煤烟和交通复合型污染。进入上个世纪90年月以来，我国国民经济以年均10%左右的速度增长，二氧化硫、烟 尘、工业粉尘等大气污染物排放总量也随之增加，1995年到达最高水平。1995年全国二氧 化硫排放总量到达2370万t大大超出了环境自净力量，比1990年增加了875万t，排放总量超过欧洲和美国，居世界第一位。1995年以来由于国家对二氧化硫等主要污染物的排放 实施总量掌握和经济构造调整，污染物排放总量已有所削减。2023年全国二氧化硫排放总 量为1927万t，比1995年削减了443万t。其中，约有60%的二氧化硫排放量来自国家划定的 酸雨掌握区和二氧化硫污染掌握区简称
7、“两控区”。据专家测算，我国大气中二氧化 硫浓度到达国家空气质量二级标准时的环境容量为1200万t/a，2023年二氧化硫的实际排放量超过环境容量的60%。二氧化硫污染已使我国近三分之一国土面积再现酸雨，成为世界三大酸雨区之一。我国燃煤带来的大气污染，特别是二氧化硫污染，造成了巨大的经济损 失，严峻影响了国民经济的进展和人民群众的正常生活。4 SO的治理方法24.1 吸取法4.1.1 石灰-石灰石类法此类方法所用吸取剂为CaO或CaCO 或者为MgO 或MgCO 反响过程可表示为：SO+ MeCO22+ 1 O2 2+ 2H3O MeSO24 2H3O + CO221SO+ MeO +O22
8、2 MeSO4式中： MeCa或Mg将吸取剂粉制成浆液，在吸取器内废气中的SO2直接被浆液吸取，这就是湿式石灰-石灰石类法。潍坊化工厂的排烟脱硫设备就是承受这种方法，不过是改用废电石泥代替消石 灰作吸取剂。承受气液下固喷射鼓泡式反响器JBR为吸取器的烟气脱硫法AFGD法， 其吸取器集预洗、吸取和氧化于一体。吴忠标和谭天恩争论了喷雾枯燥法中石灰浆液特性 的影响。刘寅生介绍了炉内喷入石灰石干粉和炉后喷水活化的联合脱硫法LIFAC)法。4.1.2 其他碱性溶液法其他碱性溶液法有钠碱法、氨碱法包括氨-酸法、氨-亚硫酸铵法、双碱法等。 钠碱法用钠碱溶液如Na0H 、Na CO 或NaHCO 溶液作吸取剂
9、,既能脱除SO ,又能脱除2332NO 。此法脱硫脱硝效率高可以处理高硫煤燃烧烟气，所处理烟气量可多可少，技术成熟可X靠。此法缺乏之处是：设备腐蚀严峻，最终排出系统的废液要经进一步处理后才能排放， 另外，为了提高烟气排出后的抬上升度，往往要对烟气进展二次加热升温，能耗较高。氨碱法用氨水作吸取剂。Hsunling Bai 等人介绍了氨水洗涤烟气过程中发生的反响。将洗涤后的吸取液用酸分解即酸化，得到SO 和相应的铵盐，这就是氨-酸法。也可以2将吸取液直接加工成亚硫酸铵产品，代替烧碱用干造纸行业，这就是氨亚硫酸铵法。钠碱溶液或氨水吸取SO 所生成的溶液再次与碱石灰乳或石灰石粉反响，将所吸取2的SO
10、转换为不溶解的CaSO ，并使吸取液再生，这就是双碱法。用此法的目的是利用廉价的24石灰石来处理烟气，既经济又可避开湿式石灰-石灰石法中消灭的堵塞问题。徐水生介绍了双碱法烟气脱硫技术的进展，使双碱法比以前更有吸引力。4.1.3 海水吸取法海水的pH 一般为8.0左右易与烟气中的SO 发生反响，设在海边的工厂可以直接用海水2进展烟气脱硫。例如德国Lentjes Bichoff公司为处理印度尼西亚1座650MW 燃煤火力发电厂排放的烟气，设计建筑了1套海水脱硫装置。董学德、李绍箕探讨了燃煤电厂海水脱硫工艺的原理，为选用海水吸取法供给了依据。4.1.4 亚硫酸钠法此法以亚硫酸钠溶液为吸取液，气液逆流
11、接触，发生化学吸取。吸取反响及再生反响为：Na SO23+ H O + S 022吸取 2NaHSO3再生此法的脱硫效率可达外95一98。南京化学工业公司是用亚硫酸胺溶液脱除硫酸生产尾气中的硫。4.1.5 碱式硫酸铝法碱式硫酸铝系用Al (SO ) 和Ca(OH) 或CaCO 制备的反响过程为：Al (SO )24 32+ Ca(OH )24 3 Al(SO )4x2(OH )y3(H O)2z m+ CaSO4 2H O 2Al (SO )24 3+ CaCO3+ H O Al(SO ) (OH ) (H O)+ CaSO24xy2z m4 2HO +CO22将反响后的反响液过滤，滤液即为吸
12、取液。脱硫装置由吸取塔和再生塔组成。4.1.6 其他方法Elkem Technology 争论出Elsorb法，用干回收烟气和或尾气中的SO2。该法用磷酸钠水溶液为吸取剂，烟气或尾气经其吸取处理后，副产SO2。我们不妨称之为磷酸钠法。Linde AG争论出Clintox法，用干回收气体中低浓度的SO2。该法是用一种特别的溶剂来吸SO2，所以我们就叫它物理吸取法。吸取SO2后的溶剂用加热法进展再生。另一种方法叫木质酸磺酸钠法。此法是将造纸黑液含肯定量的木质素和木质素磺酸钠与亚硫酸盐发生磺化反响，生成木质酸磺酸钠，然后用它来吸取SO2。此外还有柠檬酸钠法。该法用柠檬酸和柠檬酸钠组成的吸取液进展烟气
13、脱硫处理，可以到达90以上的脱硫率。鉴干柠檬酸和柠檬酸钠的本钱、来源问题，佘颖等人改用NaH2PO4和Na2B4O7组成的弱酸性溶液作为吸取液。综上所述，用干脱硫的吸取法很多。大型电厂主要承受湿式石灰-石灰石法，沿海工厂可以承受海水洗涤法，小型电厂或工业锅炉烟气的净化可以承受其他方法。从资源综合利用的观点来看，再生的吸取法是很有前途的。4.2 吸附法4.2.1 活性炭吸附法活性炭吸附SO2在枯燥无氧条件下主要是物理吸附，在有氧和水蒸气存在条件下会发生化学吸附。活性炭再生的方法有热再生法、复原气体再生法、洗涤再生法。为了解决洗涤 再生过程所得稀硫酸的利用问题，我国争论出了磷铵肥法，利用自然磷矿石
14、和氨为原料在 烟气脱硫过程中直接生产磷铵复合肥料。据说，糠醛渣活性炭无需添加任何活性组分便具有良好的脱硫性能；用活性炭纤维吸附，平衡吸附量比一般活性炭大5-6倍，且吸附、解吸速度决具有物理吸附及化学吸附特 征。由此不难想到，假设把这两种技术结合起来，活性炭吸附法的前景不行估量。4.2.2 分子筛吸附法分子筛吸附过程与活性炭吸附过程颇为相像。分子筛吸附剂有氢型丝光沸石、氢型皂沸石、脱铝丝光沸石等。4.2.3 氧化铜法用球形的-Al2O3为载体，浸渍硫酸铜，然后用复原性气体将硫酸铜复原为铜，当烟气通过吸附剂时，其中的氧将铜氧化为氧化铜，形成氧化铜吸附剂吸附床可以是固定床、流 化床、错流移动床，错流
15、移动床能同时脱除99的SO2和90的NOx。4.2.4 碳酸钠法此法的吸附剂是球形、外表积很大、浸渍了碳酸钠的氧化铝。当经静电除尘后的烟气通过吸附剂流化床时，SO2和NOx被吸附。估量用此法可以除去95的SO2和90的NOx。吸附法的优点是脱硫排气的温度高干用碱性溶液吸取之类的湿法且再生后可回收硫或其化合物但再生的干法处理流程较长，工艺过程较简单，投资费和操作费较高。因此开发工艺过程简洁、经济效益和环境效益都好的吸附法仍旧是长期而又困难的工作。4.3 复原法4.3.1 常压催化复原法此法所用复原剂为H2、CO 、甲烷之类的复原性气体,催化剂是以铁为主的金属氧化物, 其载体为-Al2O3，反响温
16、度随复原剂不同而变化420-550，反响几乎在常压下进行，生成硫磺、水和CO 。反响为不行逆反响，经一级反响脱硫率可达96.5 以上。24.3.2 高温高压催化复原法此法用合成气如粗煤气在选择性催化剂存在的条件下将气体中的SO 复原为硫磺。2承受当今最好的催化剂，在温度为450-700、压力为2 MPa 的条件下，经一级反响硫回收率可达96。假设两个反响器串联，中间加1个冷凝器则硫回收率有可能到达99以上。4.3.3 生物复原法生物烟气脱硫法是通过4 个根本步骤将烟气中的SO 转化为硫磺。4 个根本步骤为：在2喷雾吸取器中用水雾吸取，脱除烟气中的SO ；在厌氧微生物反响器中借硫酸盐复原菌的作2
17、用，将吸取液中的硫化物复原为H S；在好氧微生物反响器中，在特别掌握的生物环境中，2H S被选择性地氧化为硫磺；将吸取液增稠、过滤，分别出硫磺。此法的脱硫率可到达982投资费比石灰石强制的氧化法省30 %对未经浓缩的低浓度的SO 烟气或废气的处理，可承受液相生物复原法；假设采2用气相催化复原法，则需先将烟气或废气中的SO 进展浓缩。24.4 氧化法4.4.1 气相催化氧化法联合脱硫脱硝法用湿气硫酸法WSA可以将各种气体中的SO 转化为硫酸，用脱硝法可脱除NO ，这两2x种方法联合起来就是联合脱硫脱硝法。此法是在第一反响器中用氨将NO 催化转化为氮和水x蒸气，在其次反响器中将SO 催化氧化成SO
18、 然后可回收得到浓硫酸。此法在美国叫SNOX法，23在德国叫Desonox法。钱玲华介绍过一种“100消退NO 和SO 的二氧化钛片材”。该片材用TiO 细粉作催化xx2剂，只要将片材放在阳光下，就可100地将NO 和SO 完全除去。这也是一种气相催化氧化xx法，其脱硫脱硝过程似乎比联合法简洁很多。4.4.2 液相催化氧化法为了净化硫酸尾气，孙佩石、宁平进展了锰基催化剂吸取液净化硫酸尾气的试验研 究。争论结果说明，在0.5 % MnSO 吸取液中添加0.5% FeSO ，吸取液的净化效果最好，单44板平均净化效率可达73 以上。此后，沈迪、童志权等人又进展了液相氧化脱除烟气中SO 的争论。童志
19、权等人由试2验得出，吸取液最正确的pH 为5-6，Mn2+ 浓度为0.06-0.13mol/L，承受石灰石中和生成的H SO ，可维持较高的吸取率，并副产石膏。244.4.3 H O 法2 2用H2O2水溶液洗涤含SO2的废气，直接将SO2转化为硫酸，所得硫酸的质量分数可达35 以上此法只适用干被处理的SO2的量不超过100kg/h的含SO2废气的处理。4.4.4 高能电子激活法等离子体法电子束法加世纪70 年月初提出和脉冲电晕法20 世纪别年月提出都是利用高能电子将烟气分子激活、电离或裂解产生强氧化性的活性离子，如O、O3、OH、HO2 等，使SO2和NOx全部或局部地氧化成相应的酸。在反响
20、过程中均添加氨，酸与氨反响生成相应的铵盐硫钱和硝胺混合物，然后用除尘器收集之，作为农用肥料。由于电离的气体系等离 子体，所以此类方法又称为等离子体法。高能电子束500-800kev是阴极放射再经电场加速后形成的，故此法的实质是用电子净化烟气。此法流程短、效率高，但本钱昂贵、工业化困难。脉冲电晕法，就是将高压脉冲电源加到放电电极电晕极上，电晕极对接地极发生脉冲电晕放电，产生强氧化性的活性离子。由于是高压脉冲电源产生的等离子体，所以被称为脉冲等离子体。电晕放电又分正电晕放电和负电晕放电。宁成等人进展了高压正脉冲电晕脱硫脱硝和除尘相互影响的争论。还有所谓高频辉光等离子体，是靠电磁感应来维持等离子态的
21、。可用石英管灯具作反响器，外部缠以感应线圈，当对线圈两端施加高频电压时，灯具中便产生辉光等离子体有人称辉光电晕放电为流光电晕放电。固然也可用其他高能辐射法产生等离子体，从而成为的等离子体法。4.4.5 电解法电解体系一般由阳极、阴极和两极之间的电解质组成。依据电极材料、电解质组成、 电解槽和吸取器是否分设等的不同，就有了不同的电解方法。如电解槽和吸取器不分设的 叫内电池模式直接法，分设的叫外电池模式间接法。陈理介绍了一种二氧化铅-二连亚硫酸法，集内电池模式与外电池模式干一体，既脱硫又脱硝。刘金盾报道了熔融盐膜 法脱除烟气中SO 的电解法，Li SO + K SO +Na SO 为溶融电解质、L
22、iAlO 为支撑材料，承受22424242同时施加直流电场技术脱硫。据说，电解法每年的投资费、操作费和维护费比常规的石灰石洗涤法可节约80。5 结语从上面的简洁介绍可以看出脱硫方法之多，说明脱硫问题很受人们的重视。至干承受 什么脱硫方法，肯定要具体清况具体分析，不能盲目地赶时髦、而应因地制宜，如中日两 国合作的排烟脱硫示范工程-潍坊化工厂简洁排烟脱硫装置，承受的是石灰-石膏法；德国 的Lentjes Bischoff公司在处理印度尼西亚1座电厂的烟气时，承受的是海水洗涤法，就是证明。我认为，投资省、脱硫效率高、运转费低、长期运转稳定牢靠、不产生二次污染的 治理方法就是好方法。参考文献：1 董勇
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