国内外SO2污染及其治理技术

国内外SO2污染及其治理技术

摘要：众所周知，SO2的污染已十分严重，所以污染的解决迫在眉睫，本文系统地介绍了国内外各种治理方法和技术，就各工艺进行具体详细的分析。论述了大气主要污染物SO2的来源，二氧化硫对人体和其他生物、建筑物的危害，二氧化硫治理的必要性，以及在当前我国经济、技术条件允许的情况下，分燃料脱硫、燃烧过程脱硫、烟气脱硫三个阶段就如何进行SO2的治理，做了详细的论述。就如何选择治理二氧化硫的方法提出了几点建议。

关键词：二氧化硫，煤炭脱硫，治理技术

Abstract: The the source of major atmosphere pollutants of SO2 and the hazards of SO2 on humans，other creatures，and buildings，and the necessary of SO2 management，were introduced．How to control SO2 in three stages of sub －fuel desulfurization，combustion process gas desulfurization，and flue gas desulfurization under the circumstance of China's economic and technological conditions were discussed in detail，Some suggestions on how to choose the control of SO2 were proposed。

Key words:atmospheric pollutants; SO2; hazardous; control method

1.概述：

我国是一个燃煤大国, 大量含硫煤炭的燃烧导致很多地区的大气中含有相当浓度的

SO2。SO2 是大气中的主要污染物, 由其引起的酸雨对生态环境和人们的生活、生产造成严重威胁, 且SO2本身也能直接危害人类健康。SO2 污染已成为全球三大公害之一, 因此治理SO2污染就成为亟待解决的问题。

2.SO2的来源：

大气中的二氧化硫主要是由含硫燃料燃烧和生产工艺过程中采用含硫原料所产生的。原油、煤以及铁、铜、铅、锌、铝矿石等许多原料中都含有硫。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，达到一定的量时，就会产生二氧化硫污染。

3.除SO2的目的：

二氧化硫是具有窒息性臭味的气体，它对人类和其它生物均有危害性二氧化硫进入血液，能破坏酶的活力，损害人的肝脏。它的主要危害是伤害呼吸道，产生炎症，当大气中二氧化硫的浓度为572． 5 mg /m3 时，会使人呼吸困难，机体免疫力受到明显抑制; 浓度大于715． 6 mg /m3 时，可以导致死亡。

二氧化硫对植物造成严重影响，它的浓度低于0． 429 mg /m3时即开始对植物产生影响，低浓度长时间( 几天或几周) 的作用，由于抑制叶绿素的生长，使叶子慢性损伤而变黄; 高浓度短时间可造成急性叶损伤。长期污染可使植物无法生长。

SO2给人类带来最严重的问题是酸雨，这是全球性问题。酸雨对环境的危害最为突出的是使湖泊变为酸性，导致水生物死亡。酸雨对生态系统的影响及破坏主要表现在使土壤酸化和贫瘠化，农作物及森林生长减缓。酸雨还加速了许多用于建筑结构、桥梁、水坝、工业装备、供水管网、地下储罐、水轮发电机组、动力和通讯设备等材料的腐蚀，对文物古迹、历史建筑、雕刻等重要文物设施造成严重损坏。

4.SO2的治理技术

4.1吸收法

石灰-石灰石类法

石灰/石灰石法是采用石灰石、石灰或白云石等作为脱硫吸收剂脱除废气中的二氧化硫气体，其中以石灰石应用得最多。本法是世界上应用最普遍、技术最成熟、运行可靠的脱硫工艺。其原理简单，脱硫率高( 79%)，钙硫比低( ≈1.0)，吸收剂价廉易得，副产品石膏具有综合利用价值，能适应大容量机组，高浓度SO2含量的烟气条件。但其工艺较复杂,投资和运行费用都很高, 占地面积大; 当烟气中SO2 波动比较大时, 石灰石量难以控制, 浆液的值很难处于最佳状态,生成的CaSO3 和CaSO4 容易堵塞管道和设备。因而适用于大型企业、资金较宽裕的项目。

石灰/石灰石法所得副产品可以回收，也可以废弃，因而有回收法和抛弃法之分。在美国多采用抛弃法，在日本，由于堆渣场地紧张，多采用回收法。应用石灰/石灰石法进行脱硫，可以采用干法——将石灰石直接喷入锅炉炉膛内；也可以采用湿法——将石灰等制成浆液洗涤含硫废气。可以根据生产规模、生产环境、副产品的需求情况的不同，选择不同的方法。主要有石灰/石灰石直接喷射法、流化态燃烧法、石灰-石膏法等。

主要反应过程为： CaCO3 = CaO + CO2↑

CaO + SO2 + 1/2O2=CaSO4

钠碱法

钠碱法是采用碳酸钠或氢氧化钠吸收烟气中二氧化硫的方法，与用其他碱性物质吸收二氧化硫相比，该法具有如下优点： a 与氨法比，它使用固体吸收剂，碱的来源限制小，便于输送、储存。而且由于阳离子为非挥发性的，不存在吸收剂在吸收过程中的挥发问题，因而耗碱少。 b 与钙法比，钠碱的溶解度更高，因而吸收系统不存在结垢、堵塞等问题。 c 与使

用钾碱的方法比较，钠碱比钾碱来源丰富且价格要低得多。 d 钠碱吸收剂吸收能力大，吸收剂用量小，可获得较好的处理效果。钠碱法的主要缺点是与氨法及钙碱法相比，处理成本相对较高。钠碱法按吸收液再生方法的不同，可分为亚硫酸钠法、亚硫酸钠循环法和钠盐-酸分解法。

双碱法

石灰-石膏法的最主要缺点是容易结垢造成吸收系统的堵塞，为克服此缺点，发展了双碱法。石灰-石膏法容易结垢的原因主要是整个工艺过程都采用了含有固体颗粒的浆状物料，而双碱法则是先用可溶性的碱性清液作为吸收剂吸收二氧化硫，然后再用石灰乳或石灰对吸收液进行再生。由于在吸收和吸收处理过程中使用了不同类型的碱，故称为双碱法。双碱法的明显优点是由于采用液相吸收，从而不存在结垢及浆料堵塞等问题，另外副产的石膏纯度较高，应用范围可以更广泛一些。双碱法实际上又有多种方法。这里主要以钠碱双碱法进行试验, 即采用NaOH和Na2SO3 吸收SO2,吸收液再用石灰或石灰石进行再生反应生成CaSO3或CaSO4沉淀, 再生后的NaOH溶液返回洗涤器。在洗涤过程中, 主要化学反应有:

①2NaOH+ SO2 →Na2SO3 + H2O; ②Na2SO3 +SO2 +H2O →2NaHSO3。

在洗涤液中还含有Na2SO4, 系由于烟气中的氧气与Na2SO3 反应而得:

③2Na2SO3 + O2 →2Na2SO4。

在再生过程中, 主要化学反应有:

①2NaHSO3 + Ca (OH)2 →Na2SO3 + CaSO3·015H2O↓+115H2O;

②Na2SO3+ Ca (OH)2 +015H2O→2NaOH+ CaSO3·015H2O↓;

③2NaHSO3 + CaCO3 →Na2SO3 + CaSO3·015H2O↓+CO2↑+015H2O。

钠碱双碱法由于采用液相吸收, 而亚硫酸氢盐通常比亚硫酸盐更易溶解, 从而可避免石灰/ 石灰石湿式洗涤法所经常遇到的结垢的问题, 且可以得到纯度较高的副产品———石膏。此法的主要缺点是, 由于氧化而生成硫酸钠, 再生时比较困难, 需要去除。实际中, 可采用硫酸酸化使其转变为石膏来去除硫酸钠:

Na2SO4+ 2CaSO3·015H2O+ H2SO4+3H2O→2CaSO4·2H2O+ 2NaHSO3。

双碱法吸收塔一般为完全封闭系统, 吸收液中所增加的芒硝除附着在石膏中作为可溶性硫酸盐外,并不向系统外排放。系统中积累的硫酸根可用硫酸酸化为石膏而除去。吸收液的pH 值应控制在615～710, 当文氏管的液气比为1～2L/ m3时, 入口烟气中SO2 浓度为1000～4000mg/L, 脱硫率可达95%～

亚硫酸钠法