淺談二氧化硫污染控制技術(shù)

（陜西省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，陜西 西安 710054）

淺談二氧化硫污染控制技術(shù)

劉 娜 周 健 任 越 尚 宇 董麗娜 馮 燕 呂 婧

（陜西省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，陜西 西安 710054）

本文從源頭治理（燃料脫硫）、燃燒過(guò)程及末端控制（煙氣脫硫）三方面對(duì)二氧化硫污染控制技術(shù)進(jìn)行了概述。

二氧化硫；控制；煙氣脫硫

1 二氧化硫的性質(zhì)及來(lái)源

硫氧化物中主要是二氧化硫，對(duì)人類健康及環(huán)境質(zhì)量具有極其嚴(yán)重的危害性。造成城市空氣污染的二氧化硫主要是來(lái)自化石燃料的燃燒，以及硫化物礦石的焙燒、冶煉等熱過(guò)程?；鹆Πl(fā)電廠、有色金屬冶煉廠、硫酸廠、煉油廠及所有燒煤或油的工業(yè)爐窯等都排放二氧化硫。二氧化硫氣體是目前危害最大最難處理的大氣污染物之一。

2 二氧化硫的控制技術(shù)

分三大類：一是源頭控制，即燃料脫硫技術(shù)，通過(guò)各種技術(shù)手段，降低燃料中的硫含量；二是燃燒過(guò)程脫硫，既燃料在燃燒過(guò)程中生產(chǎn)是二氧化硫與堿土金屬氧化物CaO、MgO反應(yīng)生產(chǎn)CaSO、MgSO4等而被脫除；三是末端控制，即煙氣脫硫技術(shù)（FGD），把已生成的二氧化硫通過(guò)各種技術(shù)手段從煙氣中脫除，從而降低排放量。FGD是目前應(yīng)用最廣、脫硫效率最高的方法。

2.1 采用燃料脫硫技術(shù)

2.1.1 煤的洗選。洗選是利用煤和雜質(zhì)物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)的差異，通過(guò)物理選煤、物理化學(xué)選煤、化學(xué)選煤或者微生物選煤等方式除去或減少原煤中硫分、灰分等雜質(zhì)，可有效減少煙塵、二氧化硫、氮氧化物的排放。實(shí)際選煤生產(chǎn)中常采用物理選煤和物理化學(xué)選煤，可有效脫除燃煤中的無(wú)機(jī)硫（黃鐵礦硫）。

2.1.2 煤的氣化和液化技術(shù)。煤的氣化是指在一定溫度和壓力下，將經(jīng)過(guò)預(yù)處理的煤送入專用的煤反應(yīng)器內(nèi)，通過(guò)空氣或氧和蒸汽等氣化劑，對(duì)煤進(jìn)行熱化學(xué)加工，將煤中的有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)槊簹獾墓こ?。煤的液化是指煤?jīng)化學(xué)加工，通過(guò)煤的直接液化或煤間接液化轉(zhuǎn)化為液體燃料（包括烴類及醇類燃料）的過(guò)程。

2.1.3 水煤漿技術(shù)。水煤漿是指由煤粉（約占70%）、水（約占30%）及少量化學(xué)添加劑混合制成的一種漿體燃料。水煤漿可以像油一樣泵送、霧化、貯存和穩(wěn)定燃燒，優(yōu)點(diǎn)是其熱值相當(dāng)于燃料油的一半，可代替燃料油用于電站、鍋爐以及其他工業(yè)窯爐等，用于代替煤炭燃用，燃燒效益高、環(huán)境污染小。

2.1.4 型煤加工技術(shù)。型煤加工是通過(guò)煤粉或低品味煤加入粘合劑后，制成具有一定強(qiáng)度和形狀的煤制品，分為工業(yè)型煤和民用型煤。高硫煤制備工業(yè)型煤時(shí)，加入適量的固硫劑，可大幅減少煙塵中二氧化硫的排放。

2.2 采用燃燒過(guò)程脫硫技術(shù)

爐內(nèi)噴鈣技術(shù)。用壓縮空氣將150目左右的石灰石粉噴射到爐內(nèi)最佳溫度區(qū)，使脫硫劑石灰石與煙氣充分接觸，保證足夠的反應(yīng)時(shí)間，使石灰石粉在爐內(nèi)鍛燒分解生成的氧化鈣，利用生成的氧化鈣與爐內(nèi)煙氣中的二氧化硫進(jìn)行反應(yīng)實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)脫硫。其主要反應(yīng)為：

爐內(nèi)噴鈣技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是以石灰石等鈣基物料作為吸著劑，來(lái)源廣泛，價(jià)格低廉，脫硫渣為中性固態(tài)渣，無(wú)二次污染；既可用于燃用中低硫煤，也能用于燃用高硫煤。在合理的鈣硫比（Ca/S≤2）情況下，脫硫率高達(dá)75%以上。爐內(nèi)噴鈣技術(shù)的最佳燃燒方式是流化床燃燒，其他方式效果均不理想。

2.3 采用 煙氣脫硫技術(shù)

煙氣脫硫技術(shù)一般可分為濕法、干法（半干法）兩類。

2.3.1 濕法煙氣脫硫。硫濕法煙氣脫硫是指應(yīng)用液態(tài)（液體或漿體）吸收劑吸收煙氣中的二氧化硫，脫硫產(chǎn)物的最終形態(tài)為溶液或漿液的狀態(tài)。濕法脫硫的優(yōu)點(diǎn)是脫硫效率高，技術(shù)成熟，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，脫硫副產(chǎn)物可以利用等；缺點(diǎn)是存在脫硫廢水處理的問(wèn)題，容易造成二次污染，且由于洗滌后煙氣溫度低，不利于煙囪排氣的擴(kuò)散，需要設(shè)置煙氣再熱器，能耗高，管道及設(shè)備腐蝕嚴(yán)重等。主要的濕法脫硫技術(shù)有：（1）石灰石/石灰-石膏法。將石灰石粉制成漿液，在吸收裝置中與二氧化硫反應(yīng)，脫除二氧化硫的同時(shí)可以回收副產(chǎn)物石膏。為了降低脫硫設(shè)備的負(fù)荷，通常將其布置在煙氣除塵系統(tǒng)之后。石灰/石灰石-石膏法占濕法煙氣脫硫的80%以上。該方法脫硫效率高達(dá)95%以上，技術(shù)成熟，運(yùn)行可靠，使用于高、中、低硫煤。缺點(diǎn)是漿液pH值過(guò)高時(shí)，會(huì)使脫硫設(shè)備內(nèi)堆積結(jié)垢、堵塞，不能保證設(shè)備安全運(yùn)行。（2）雙堿法。雙堿法煙氣脫硫是利用堿或堿金屬鹽類（如氫氧化鈉、碳酸鈉和碳酸氫鈉）等的水溶液來(lái)煙氣中的二氧化硫，利用石灰反應(yīng)器中的石灰使脫硫后的水溶液再生，再生后的吸收液可以循環(huán)利用?？苫厥諄喠蛩徕}和石膏脫硫副產(chǎn)品。此方法反應(yīng)機(jī)理與石灰石/石灰-石膏法類似，是為了克服石灰石/石灰-石膏法容易結(jié)垢的缺點(diǎn)而發(fā)展起來(lái)的。（3）氨法。氨法煙氣脫硫是采用氨水作為吸收劑吸收煙氣中的二氧化硫，由于是氣-液或氣-氣相反應(yīng)，反應(yīng)速率快，吸收劑利用率高，吸收設(shè)備體積小，可回收硫酸銨脫硫副產(chǎn)品。 （4）氧化鎂法。煙氣經(jīng)預(yù)除塵和除氯后，利用氧化鎂漿液或水溶液作為吸收劑吸收煙氣中的二氧化硫。吸收了二氧化硫的亞硫酸鹽和亞硫酸氫鹽在一定溫度下分解產(chǎn)生富二氧化硫氣體，可用于制造硫酸，而分解形成的氧化鎂得到再生， 可循環(huán)使用。

2.3.2 干法煙氣脫硫。干法煙氣脫硫是指以干粉狀或粒狀吸收劑、吸附劑或催化劑來(lái)脫除煙氣中的二氧化硫。它的優(yōu)點(diǎn)是工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，無(wú)脫硫廢水、能耗低，管道及設(shè)備腐蝕小；缺點(diǎn)是脫硫效率較低，設(shè)備龐大、占地面積大，投資大。主要的干法脫硫技術(shù)有：（1）煙氣循環(huán)流化床。煙氣循環(huán)流化床脫硫是指經(jīng)預(yù)除塵的煙氣進(jìn)入吸收塔后，以石灰石干粉做吸收劑，同時(shí)少量水作為增濕水分別進(jìn)入脫硫反應(yīng)塔中，使煙氣與加入的吸收劑及再循環(huán)灰充分混合、反應(yīng)，脫除煙氣中二氧化硫等酸性氣體，煙氣由脫硫塔上部出口排出，經(jīng)二次除塵后，固體顆粒被分離，大部分送入塔內(nèi)進(jìn)行再循環(huán)；脫硫后的煙氣排入大氣。此法脫硫效率高，無(wú)脫硫廢水，脫硫副產(chǎn)品成干態(tài)，不會(huì)造成二次污染。（2）電子束法。電子束煙氣脫硫法是利用在反應(yīng)器內(nèi)用電子束對(duì)煙氣進(jìn)行照射，用氨作為吸收劑。煙氣在反應(yīng)器內(nèi)照射后，分解產(chǎn)生了大量強(qiáng)氧化性的氫氧基和氧原子等自由基，將煙氣中二氧化硫和氮氧化物氧化成高價(jià)態(tài)，與水反應(yīng)后生成硫酸和硝酸，繼而與氨反應(yīng)得到硫酸銨、硝酸銨副產(chǎn)物。此法可達(dá)到煙氣同時(shí)脫硫脫氮的效果，脫硫效率高達(dá)95%以上，脫氮效率高達(dá)80%以上。

結(jié)語(yǔ)

濕法脫硫技術(shù)與干法脫硫技術(shù)各有其優(yōu)缺點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)充分考慮脫硫工藝的綜合經(jīng)濟(jì)效益，因地制宜，合理選擇。

[1]賈小寧．二氧化硫污染控制方法綜述[J]．甘肅科技，2005（12）．

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