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二氧化硫SO₂的废气治理方法①
在对大气质量造成影响的各种气态污染物中,二氧化硫烟气的数量最大,影响面也最 广,因此,二氧化硫成为影响大气质量的最主要的气态污染物。很多国家和地区,往往也把 二氧化硫作为衡量本国、本地区大气质量状况的主要指标之一。
通过燃料燃烧和工业生产过程所排放的二氧化硫废气,有的浓度较高,如有色冶炼厂的 排气,一般将其称为高浓度S02废气;有的废气浓度较低,主要来自燃料燃烧过程,如火 电厂的锅炉烟气,S02浓度大多为0. 1%〜0. 5%,最多不超过2%,属低浓度SO2废气。 对高浓度SO2废气,目前采用接触氧化法制取硫酸,工艺成熟。对低浓度SO2废气来说, 大多废气排放量很大,加之SO2浓度很低,工业回收不经济。但它对大气质量影响却很大, 因此必须给予治理,所谓排烟脱硫,一般是指对这部分废气治理。
目前,虽然国内外可采用的防治SO2污染的途径很多,如可采用低硫燃料、燃料脱硫、 高烟囱排放等方法。但从技术、成本等方面综合考虑,今后相当长的时间内,对大气中SO2 的防治,仍会以烟气脱硫的方法为主。因此,烟气脱硫技术仍是研究的重点。我国目前已基 本上实现了安装烟气脱硫装置控制大气质量。要选择和使用经济上合理、技术上先进,适合 我国国情的烟气脱硫技术和脱汞技术。
各国研究的烟气脱硫方法很多,已超过一百种,其中有的进行了中间试验,有的还处于 实验室研究阶段,真正能应用于工业生产中的只有十余种〔I〕。
烟气脱硫方法大致可分为两类,即干法脱硫与湿法脱硫。
干法脱硫是使用粉状、粒状吸收剂、吸附剂或催化剂去除废气中的so2o干法的最大优 点是治理中无废水、废酸排出,减少了二次污染;缺点是脱硫效率较低,设备庞大,操作要 求高。
湿法脱硫是采用液体吸收剂如水或碱溶液洗涤含SO2的烟气,通过吸收去除其中的 SO2o湿法脱硫所用设备较简单,操作容易,脱硫效率较高。但脱硫后烟气温度较低,于烟 囱排烟扩散不利。由于使用不同的吸收剂可获得不同的副产物而加以利用,因此湿法是各国 研究最多的方法。
根据对脱硫生成物是否应用,脱硫方法还可分为抛弃法和回收法两种。
抛弃法是将脱硫生成物当作固体废物抛掉,该法处理方法简单,处理成本低,因此在美 国、德国等国有时采用抛弃法。但是抛弃法不仅浪费了可利用的硫资源,而且也不能彻底解 决环境污染问题,只是将污染物从大气中转移到了固体废物中,不可避免地引起二次污染。 为解决抛弃法中所产生的大量固体废物,还需占用大量的处置场地。因此,此法不适于我国 国情,不宜大量使用。
回收法则是采用一定的方法将废气中的硫加以回收,转变为有实际应用价值的副产物。 该法可综合利用硫资源,避免了固体废物的二次污染,大大减少了处置场地,并且回收的副 产品还可创造一定的经济收益,使脱硫费用有所降低。但到目前为止,在已发展应用的所有 回收法中,其脱硫费用大多高于抛弃法,而且所得副产物的应用及销路也都存在着很大的限 制。特别是对低浓度S02烟气的治理,需庞大的脱硫装置,对治理系统的材料要求也较高, 因此在技术上和经济效益上还存在一定的困难。由于环境保护的需要,从长远观点看,我国 应以发展回收法为主。
根据净化原理和流程来分类,烟气脱硫方法又可分为下列三类:
(1)用各种液体或固体物料优先吸收或吸附废气中的SO2;
(2)将废气中的S02在气流中氧化为S03,再冷凝为硫酸;
(3)将废气中的S02在气流中还原为硫,再将硫冷凝。
在上述三类方法中,目前以(1)类方法应用最多,其次是(2)法,(3)法现在还存在 着一定的技术问题,故应用很少。
下面将应用与研究较多的方法列于表7-1中。这些方法中有的已有工业处理装置,有的 还处于实验研究阶段。
在上面所述各种方法中,应按照中国国情筛选适于在我国使用和发展的方法。
《中国环境保护行政卅年》指出,对我国电站锅炉SO2排放控制的适用技术有:旋转喷 雾干燥烟气脱硫技术;炉内喷钙/增湿活化脱硫技术;石灰石法烟气脱硫技术和循环流化床 燃烧脱硫技术。对工业锅炉SO2排放控制的适用技术有:循环流化床燃烧脱硫技术;角管 式锅炉内喷钙脱硫技术;工业型煤固硫技术和湿法脱硫除尘技术。
对固定源大气污染的控制依照《中国环境保护21世纪议程》中所指出的,应采取如下 的行动方案:
推广应用循环流化床燃烧脱硫成套技术和火电厂烟气脱硫技术;
发展燃煤电站SO2控制技术,其中包括大型流化床燃烧脱硫技术、旋转喷雾干燥脱硫 技术、炉内喷钙技术并建立示范工程;
综合控制SO2面源污染(烟囱高度<40m),相应技术包括型煤燃烧成套技术、循环流 化床燃烧脱硫技术、湿式脱硫除尘技术和炉内喷钙技术等。