工业废气中二氧化

1、工业废气中二氧化硫治理 二氧化硫（化学式：SO2）是最常见的硫氧化物。无色气体，有强烈刺激性气味。大气主要污染物之一。火山爆发时会喷出该气体，在许多工业过程中也会产生二氧化硫。由于煤和石油通常都含有硫化合物，因此燃烧时会生成二氧化硫。当二氧化硫溶于水中，会形成亚硫酸（酸雨的主要成分）。这就是对使用这些燃料作为能源的环境效果的担心的原因之一。 工业中产生二氧化硫的企业包括石油工业、煤化工、钢铁工业、有色金属冶金、硫酸工业、水泥工业以及某些精细化工工业。 二氧化硫具有酸性，可与空气中的其他物质反应，生成微小的亚硫酸盐和硫酸盐颗粒。当这些颗粒被吸入时，它们将聚集于肺部，是呼吸系统症状和疾病、呼吸困难

2、，以及过早死亡的一个原因。如果与水混合，再与皮肤接触，便有可能发生冻伤。与眼睛接触时，会造成红肿和疼痛。二氧化硫性质概述收集法转化法二氧化硫废气的治理方法吸收法:吸附法:活性炭法,分子筛法,氧化铜法,碳酸钠法不再生的吸收法:石灰-石灰石法, 海水吸收法再生的吸收法:亚硫酸钠法,碱式硫酸铝法,磷酸钠法, 物理吸收法还原: 氧化:催化氧化法:气相催化氧化法, 液相催化氧化法化学氧化法:过氧化氢法,黄磷法电化学氧化法:电辐射化学氧化法, 电解氧化法催化还原法：常压催化还原法, 高温高压催化还原法生物还原法：湿式生物还原法石灰石灰-石灰石法石灰石法此类方法所用吸收剂为CaO或CaCO3 (或者为MgO

3、或MgCO3 ) ,反应过程可表示为:SO2+ MeCO3+1/2O2+ 2H2O MeSO4 2H2O+ CO2SO2+ MeO+1/2O2 Me SO4式中:Me Ca 或Mg将吸收剂粉制成浆液,在吸收器内废气中的SO2 直接被浆液吸收,这就是湿式石灰-石灰石类法。潍坊化工厂的简易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-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。此外炉内喷入石灰石干粉和炉后喷水活化的联合脱硫法( LIFAC)法。碱性溶液法 钠碱法用钠碱溶液(如NaO H、Na2CO3 或N

4、aHCO3溶液)作吸收剂, 既能脱除SO2 ,又能脱除NOx。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。此法的不足之处是: 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SO2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,代替烧碱用于造纸行业,这就是氨-亚硫酸铵法。钠碱溶液或氨水吸收SO2 所生成的溶液再次与碱(石灰乳或石

5、灰石粉)反应,将所吸收的SO2 转换为不溶解的CaSO4 ,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。徐永生介绍了双碱法烟气脱硫技术的新进展5 ,使双碱法比以前更有吸引力。海水吸收法 海水的pH一般为8. 0左右,易与烟气中的SO2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 Bicho ff公司为处理印度尼西亚1座650 MW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。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:Na2SO3+

6、H2O+ SO2=2NaHSO3此法的脱硫效率可达95% - 98% 。南京化学工业公司是用亚硫酸铵溶液脱除硫酸生产尾气中的硫。活性炭吸附法 活性炭吸附SO2 ,在干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、还原气体再生法、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,我国研究出了磷铵肥法 ,利用天然磷矿石和氨为原料,在烟气脱硫过程中直接生产磷铵复合肥料。有文献报道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、解吸速度快,具有物理吸附及化学吸附特征，此法前景较好

7、。分子筛吸附法 分子筛吸附过程与活性炭吸附过程颇为相似。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。 吸附法的优点是脱硫排气的温度高于用碱性溶液吸收之类的湿法,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,工艺过程较复杂,投资费和操作费较高。因此,开发工艺过程简单、经济效益和环境效益都好的吸附法,仍然是长期而又艰难的工作。常压催化还原法：此法所用还原剂为H2、CO、甲烷之类的还原性气体,催化剂是以铁为主的金属氧化物,其载体为-Al2 O3 ,反应温度随还原剂不同而变化( 420-550 ) ,反应几乎在常压下进行, 生成硫磺、水和CO2。反应为不可逆反应,经一级反应脱硫率可

8、达96. 5%以上。高温高压催化还原法：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SO2 还原为硫磺。采用当今最好的催化剂,在温度为450- 700、压力为2 MPa的条件下,经一级反应硫回收率可达96% 。如果两个反应器串联,中间加1个冷凝器,则硫回收率有可能达到99% 以上。液相(湿式)生物还原法：生物烟气脱硫法是通过4个基本步骤将烟气中的SO2 转化为硫磺。4个基本步骤为: 在喷雾吸收器中用水雾吸收,脱除烟气中的SO2; 在厌氧微生物反应器中借硫酸盐还原菌的作用,将吸收液中的硫化物还原为H2 S; 在好氧微生物反应器中,在特殊控制的生物环境中, H2 S被选择性地氧化为

9、硫磺; 将吸收液增稠、过滤, 分离出硫磺。此法的脱硫率可达到98% 。气相催化氧化法(联合脱硫脱硝法)用湿气硫酸法：可以将各种气体中的SO2 转化为硫酸,用脱硝法可脱除NOx ,这两种方法联合起来就是联合脱硫脱硝法。此法是在第一反应器中用氨将NOx 催化转化为氮和水蒸气,在第二反应器中将SO2 催化氧化成SO3 ,然后可回收得到浓硫酸。以用TiO2 细粉作催化剂,只要将片材放在阳光下, 就可100% 地将NOx 和SOx 完全除去。这也是一种气相催化氧化法,其脱硫脱硝过程似乎比联合法简单很多。液相催化氧化法：以锰基催化剂吸收液净化硫酸尾气在0. 5% MnSO4 吸收液中添加0. 5% FeS

10、O4 ,吸收液的净化效果最好, 单板平均净化效率可达73%以上。其他研究试验得出,吸收液最佳的pH为5- 6, Mn2+ 浓度为0. 06-0. 13 mol /L,采用石灰石中和生成的H2 SO4 ,可维持较高的吸收率,并副产石膏。化学氧化法H2O2法用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。此法只适用于被处理的SO2 的量不超过100 kg /h的含SO2废气的处理。黄磷法在湿式洗涤系统中加入黄磷,可以高效率地从烟气中同时脱除SO2和NOx。S. G. Cha ng 和G. C.Lee 的试验结果表明, NOx 脱除率达到90%以上

11、。此外, David等人还提出,用过酸溶液法也能同时脱除NOx 和SO2。微生物脱硫技术 微生物参与硫素循环的各个过程，并获得能量。可以根据微生物参与硫循环这一特点，利用微生物进行烟气脱硫。其原理是：在有氧条件下，通过脱硫细菌的间接氧化作用，将烟气中的SO2氧化成硫酸，细菌从中获取能量。微生物脱硫技术与传统的化学和物理脱硫方法相比，具有不需高温、高压、催化剂，均为常温常压操作，操作费用低、设备要求简单、无二次污染等优点。微生物脱硫费用约为常规湿法的50，同时，无论是煤炭中的无机硫还是有机硫，一经燃烧均生成可被微生物间接利用的无机硫一SOx。因此，发展微生物烟气脱硫技术很具有潜力。选用氧化亚铁杆菌进行了烟气脱硫研究。实验表明，在较低的液气比(1215L/Nm3)下，该硫杆菌的脱硫率达98。电解法根据电极材料、电解质组成、电解槽和吸收器是否分设等的不同,可分为直接法和间接法。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于一体,既脱硫又脱硝。刘金盾报道了熔融盐膜法脱除烟气中SO2 的电解法,以Li2 SO4+ K2 SO4+Na2 SO4