氧化硫污染的处理方法

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

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摘要：大气污染会对人类和其它生物的健康造成危害，本世纪以来，不断发生的公害，

使人们认识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情况具体分析，应选择脱硫效率高,省投资，运转费低，长期运转稳定可靠，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。

2 SO2的危害

SO2对人体健康的危害

SO2是一种无色具有强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，据有关研究表明，当硫酸盐年浓度在10μg/m3 左右时，每减少10%的浓度能使死亡率降低%。

SO2对植物的危害

研究表明，在高浓度的SO2的影响下，植物产生急性危害，叶片表面产生坏死斑，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。其主要伤害有：

因H+降低细胞PH产生的伤害，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SO32-和HSO3-的直接作用产生的伤害，可能与二硫化物反应切断双硫键；与辅酶反应，可使硫胺素分解为嘧啶和噻唑；与嘧啶化合物反应，使mRNA钝化。

因SO32-和HSO3-而产生的间接毒害作用，与代谢中间产物醛或酮起反应；形成自由基产生危害。

据1983年对我国13个省市25个工厂企业的统计，因SO2造成的受害面积达万公顷，粮食减少万吨，蔬菜减少500 吨，危害相当严重。

SO2对金属的腐蚀

大气中的SO2对金属的腐蚀主要是对钢结构的腐蚀。据统计，发达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。且金属腐蚀直接威胁到工业设施、生活设施和交通设施的安全。

SO 2对生态环境的影响

SO 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、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可估量的损失。

3 国内污染现状

目前我国城市大气污染状况仍然十分严重。2002年，在国家监测的343个城市中，达到或优于国家空气质量二级标准、达到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达到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，酸雨控制区内90%以上的城市出现了酸雨。以煤为主的能源消费结构以及工业结构和布局的不尽合理，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年代以来，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年达到最高水平。1995年全国二氧化硫排放总量达到2370万t （大大超出了环境自净能力），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控制和经济结构调整，污染物排放总量已有所减少。2002年全国二氧化硫排放总量为1927万t ，比1995年减少了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控制区和二氧化硫污染控制区（简称“两控区”）。据专家测算，我国大气中二氧化硫浓度达到国家空气质量二级标准时的环境容量为1200万t/a ，2002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，严重影响了国民经济的发展和人民群众的正常生活。

4 SO 2的治理方法

吸收法

石灰-石灰石类法

此类方法所用吸收剂为CaO 或CaCO 3（或者为MgO 或MgCO 3）反应过程可表示为：

422224222221222

1MeSO O MeO SO CO O H MeSO O H O MeCO SO →+++•→+++

式中：

Me —Ca 或Mg

将吸收剂粉制成浆液，在吸收器内废气中的SO 2直接被浆液吸收，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采用这种方法，不过是改用废电石泥代替消石灰作吸收剂。采用气液下固喷射鼓泡式反应器（JBR ）为吸收器的烟气脱硫法（AFGD

法），其吸收器集预洗、吸收和氧化于一体。吴忠标和谭天恩研究了喷雾干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 2CO 3或NaHCO 3溶液）作吸收剂,既能脱除SO 2 ,又能脱除NO X 。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，技术成熟可靠。此法不足之处是：设备腐蚀严重，最后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升高度，往往要对烟气进行二次加热升温，能耗较高。

氨碱法用氨水作吸收剂。Hsunling Bai 等人介绍了氨水洗涤烟气过程中发生的反应。将洗涤后的吸收液用酸分解（即酸化），得到SO 2和相应的铵盐，这就是氨-酸法。也可以将吸收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。 钠碱溶液或氨水吸收SO 2所生成的溶液再次与碱（石灰乳或石灰石粉）反应，将所吸收的SO 2转换为不溶解的CaSO 4，并使吸收液再生，这就是双碱法。用此法的目的是利用廉价的石灰石来处理烟气，既经济又可避免湿式石灰-石灰石法中出现的堵塞问题。徐水生介绍了双碱法烟气脱硫技术的新进展，使双碱法比以前更有吸引力。

4.1.3 海水吸收法

海水的pH 一般为左右易与烟气中的SO 2发生反应，设在海边的工厂可以直接用海水进行烟气脱硫。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，设计建造了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，为选用海水吸收法提供了依据。

4.1.4 亚硫酸钠法

此法以亚硫酸钠溶液为吸收液，气液逆流接触，发生化学吸收。吸收反应及再生反应为：

3

22322吸收

0NaHSO S O H SO Na 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 2(SO 4)3 和Ca(OH)2或CaCO 3制备的反应过程为：

[]↓•+→+O H CaSO O H OH SO Al OH Ca SO Al m z y x 242423422)()()()()(

[]2

2424233422)()()()(CO O H CaSO O H OH SO Al O H CaCO SO Al m z y x +↓•+→++