【摘要】二氧化硫?qū)Νh(huán)境及人類(lèi)的危害越來(lái)越嚴(yán)重，對(duì)其的治理是保護(hù)大氣環(huán)境的重要方面。本文闡述了二氧化硫的污染現(xiàn)狀以及治理二氧化硫煙氣的主要方法，為煙氣脫硫方法的選擇提供參考。最后用綜合治理二氧化硫污染的實(shí)例，說(shuō)明了環(huán)境治理中要盡量采用“綠色技術(shù)”，變廢為寶，體現(xiàn)環(huán)境保護(hù)的新思維，實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展要求。
　　【關(guān)鍵詞】二氧化硫,污染治理,綜合利用,可持續(xù)發(fā)展
　　1．國(guó)內(nèi)二氧化硫污染狀況
　　國(guó)內(nèi)的二氧化硫污染源可歸納為三個(gè)方面：（1）硫酸廠尾氣中排放的二氧化硫；（2）有色金屬冶煉過(guò)程排放的二氧化硫；（3）燃煤煙氣中的二氧化硫：煤炭在一次能源中約占75%，我國(guó)煤炭產(chǎn)量居世界第一位，且多為高硫煤（w（s）>2.5%），其貯量約占煤炭總貯量的20%～25%。在全國(guó)煤炭的消費(fèi)中，占總量84%的煤炭被直接燃用，燃燒過(guò)程中排放出大量的二氧化硫（特別是火力發(fā)電站及煉焦化工等行業(yè)），燃煤二氧化硫排放占總二氧化硫排放量的85%以上，造成嚴(yán)重的大氣污染。因此如何控制和治理二氧化硫污染，是國(guó)內(nèi)當(dāng)前和今后一段時(shí)間內(nèi)亟待解決的主要大氣環(huán)境問(wèn)題。
　　2.二氧化硫污染的治理方法
　　要實(shí)現(xiàn)二氧化硫污染控制目標(biāo)，關(guān)鍵是加快國(guó)產(chǎn)脫硫技術(shù)和設(shè)備的研究、開(kāi)發(fā)、推廣和應(yīng)用。目前控制燃煤二氧化硫污染方法分三種（濕法、干法和半濕半干法），處理技術(shù)分為大致分為四類(lèi)，既燃燒前脫硫、燃燒中脫硫、燃燒后煙氣脫硫以及煤轉(zhuǎn)化過(guò)程中脫硫，其中其中濕法煙氣脫硫（FGD）以其良好的性能得到廣泛應(yīng)用[1]，被認(rèn)為是控制二氧化硫污染最行之有效的途徑之一。
　　2.1濕法脫硫
　　濕法煙氣脫硫是指應(yīng)用液體吸收劑，洗滌含二氧化硫煙氣脫除煙氣中的二氧化硫。濕法脫硫工藝應(yīng)用最多，主要有以下幾種方法：
　　2.1.1石灰石（石灰）—石膏法
　　石灰石（石灰）—石膏法是目前世界上技術(shù)最成熟，實(shí)用業(yè)績(jī)最多，運(yùn)行狀況最穩(wěn)定的脫硫工藝[2]，其突出的優(yōu)點(diǎn)是：①脫硫效率高（有的裝置Ca/S=1時(shí)，脫硫效率大于90%）；②吸收劑利用率高，可大于90%；③設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率高（可達(dá)90%以上）。該法已有近三十年的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，石膏副產(chǎn)品可回收利用，亦可拋棄處置。
　　2.1.2其他堿性溶液法
　　其他堿性溶液法主要有鈉堿法、氨堿法、雙堿法、氫氧化鎂法等。
　　氨堿法[3]：用氨水或亞硫酸銨溶液作吸收劑，吸收二氧化硫后形成亞硫酸銨—亞硫酸氫銨。將洗滌后的吸收液用酸分解（即酸化），得到二氧化硫和相應(yīng)的銨鹽，這就是氨—酸法；將吸收液直接加工成亞硫酸銨產(chǎn)品，代替燒堿用于造紙行業(yè)，這就是氨—亞硫酸銨法。中國(guó)是一個(gè)糧食大國(guó)，也是化肥大國(guó)，氨堿法的產(chǎn)品本身是化肥，具有很好的應(yīng)用價(jià)值。氨堿法脫硫率較高，采用兩段吸收時(shí)，可使尾氣中二氧化硫比降至百萬(wàn)分之一以下。
　　雙堿法：將鈉堿溶液或氨堿溶液吸收二氧化硫，所生成的溶液再次與堿（石灰乳或石灰石粉）反應(yīng)，使所吸收的二氧化硫轉(zhuǎn)化為不溶的CaSO4，并使吸收液再生。此法用廉價(jià)的石灰石來(lái)處理煙氣，即經(jīng)濟(jì)又可避免濕式石灰--石灰石法中出現(xiàn)的堵塞問(wèn)題。
　　2.1.3海水吸收法
　　海水吸收法利用海水為脫硫劑，吸收二氧化硫。工藝和流程比較簡(jiǎn)單，主要由噴淋吸收塔和曝氣池兩大部分組成。煙氣先在噴淋吸收塔內(nèi)與海水反應(yīng)，然后在曝氣池中使海水得以恢復(fù)。此工藝無(wú)需脫硫劑的制備、添加，系統(tǒng)可靠，無(wú)廢水、廢料處理問(wèn)題，具有投資少，運(yùn)行費(fèi)用低、脫硫率高等優(yōu)點(diǎn)，其工藝主要有海水輸送系統(tǒng)、煙氣系統(tǒng)，二氧化硫吸收系統(tǒng)和海水水質(zhì)恢復(fù)系統(tǒng)四大部分組成，受到各國(guó)的重視。
　　2.1.4再生吸收法
　　再生吸收法是把吸收后的吸收液經(jīng)熱再生后返回吸收過(guò)程循環(huán)使用的方法，再生出來(lái)的濃二氧化硫氣體可加工成液體二氧化硫、硫磺或硫酸等，如亞硫酸鈉法、堿式硫酸鋁法、檸檬酸鹽法等。這類(lèi)方法在治理二氧化硫污染的同時(shí)，又達(dá)到了資源綜合利用的目的，是很有推廣應(yīng)用前途的方法。
　　2.2干法脫硫
　　干法脫硫的工藝特點(diǎn)是：反應(yīng)在無(wú)液相介入的完全干燥的狀態(tài)下進(jìn)行，反應(yīng)產(chǎn)物亦為干粉狀。目前，工業(yè)化應(yīng)用的主要有荷電干式噴射脫硫法和等離子體法。
　　2.2.1荷電干式噴射脫硫法
　　荷電干式噴射脫硫法是一種新型干法脫硫技術(shù)，其核心是吸收劑【通常為Ca（OH）2粉末】以高速通過(guò)高壓靜電電暈充電區(qū)，得到強(qiáng)大的靜電荷（負(fù)電荷）后，被噴射到煙氣流中，擴(kuò)散形成均勻的懸濁狀態(tài)。吸收劑粒子表面充分暴露，增加了與SO2反應(yīng)的機(jī)會(huì)，同時(shí)由于粒子表面的電暈增強(qiáng)了其活性，縮短了反應(yīng)時(shí)間，有效提高了脫硫效率，其脫硫率一般在70%以上。
　　2.2.2等離子體法
　　等離子體法中利用高能電子使煙氣中的SO2、NOx、H2O、O2等分子被激活、電離甚至裂解，產(chǎn)生大量離子及自由基等活性粒子，由于它們的強(qiáng)氧化性，使SO2、NOx被氧化，在注入氨的情況下，生成硫銨和硝銨化肥。根據(jù)高能電子的來(lái)源可分為電子束法和脈沖電暈等離子體法。
　　2.2.3電子束法：是一種不產(chǎn)生二次污染并能實(shí)現(xiàn)資源綜合利用、極具競(jìng)爭(zhēng)力的脫硫技術(shù)。它的主要特點(diǎn)是：①工藝簡(jiǎn)單，可以同時(shí)高效脫硫和脫氮；②整個(gè)脫硫過(guò)程不需要廢水處理；③反應(yīng)副產(chǎn)品為硫酸銨和硝酸銨，它是生產(chǎn)復(fù)合化肥的原料；④處理后煙氣可直接排放；⑤投資和運(yùn)行費(fèi)用低。
　　脈沖電暈法：是從電子束煙氣脫硫技術(shù)發(fā)展而來(lái)的，它是利用高能電子性能進(jìn)行的SO2脫除。從機(jī)理上看，脈沖高壓電源在普通反應(yīng)器中形成等離子體，產(chǎn)生高能電子，這些高能電子可電離、裂解煙氣中的H2O和O2等，產(chǎn)生大量的氧化活性粒子，活性粒子與SO2分子經(jīng)過(guò)一系列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)生成SO3，并很快與煙氣中的水反應(yīng)生成硫酸。在添加氨的條件下，生成硫酸銨，由收集器收集作為優(yōu)質(zhì)化肥。由于脈沖電暈放電法只需提高電子溫度而不必提高離子溫度，故能量效率比電子束法提高2倍；該反應(yīng)在普通反應(yīng)器中就能進(jìn)行而不需昂貴的電子加速器，故其投資費(fèi)用僅是電子束法的60%。
　　3資源化利用二氧化硫，建立綠色產(chǎn)業(yè)鏈
　　環(huán)境保護(hù)是我國(guó)的一項(xiàng)基本國(guó)策，而礦山帶來(lái)的污染，是環(huán)境保護(hù)的一大難題。在工業(yè)廢渣中，大量煤矸石的存在，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重破壞，其中含硫高的煤矸石還會(huì)自燃，造成大氣和水體的二次污染。因此，研究綜合利用煤矸石治理環(huán)境污染具有十分重要的意義。重慶市永榮礦務(wù)局建材總廠于1964年在全國(guó)率先研制開(kāi)發(fā)出煤矸石磚，經(jīng)過(guò)30多年的努力，用煤矸石制空心磚，我國(guó)已有比較成熟的技術(shù)。隨著我國(guó)基本建設(shè)速度的加快，各地對(duì)建材的需求量越來(lái)越大，為利用煤矸石制取空心磚提供了廣闊的市場(chǎng)空間。但是煤矸石制取空心磚存在的一個(gè)最大弊端就是在焙燒過(guò)程中隨焙燒煙氣排出大量的二氧化硫，既浪費(fèi)了大量硫資源，也嚴(yán)重污染了環(huán)境，因此在利用煤矸石的同時(shí)，應(yīng)將二氧化硫轉(zhuǎn)化成有用的化工產(chǎn)品，充分利用硫資源。
　　另外，隨著我國(guó)紙產(chǎn)品需求量的不斷增加，紙產(chǎn)量的不斷增加，造紙廢水污染狀況不斷惡化，為從根源上治理造紙廢水污染，在治理二氧化硫煙氣污染時(shí)可用堿液吸收二氧化硫廢氣，制得造紙藥劑亞硫酸鹽。由于二氧化硫是從廢氣（污染）中回收的，所以使造紙藥劑的成本大大降低。亞硫酸銨法制漿造紙可使紙漿獲得率高，并且制漿廢液可用作肥料、灌溉農(nóng)田，促進(jìn)作物生長(zhǎng)和土壤有機(jī)質(zhì)的增加，這樣不但解決了二氧化硫排放引起的環(huán)境污染問(wèn)題，同時(shí)又解決了困擾中、小型造紙廠的污染問(wèn)題。
　　因此，資源化利用二氧化硫廢氣資源，一方面可以保護(hù)環(huán)境，另一方面可以提高經(jīng)濟(jì)效益，具有深遠(yuǎn)意義。
　　綜合考慮各種脫硫方法的優(yōu)缺點(diǎn)及煤矸石制空心磚廢氣濃度變化比較大的特點(diǎn)，采用超重力技術(shù)吸收二氧化硫，使脫除后的二氧化硫濃度低于870mg/m3，同時(shí)得到亞鹽法制漿造紙藥劑。其工藝流程中，焙燒煙氣經(jīng)降溫、除塵后經(jīng)二氧化硫鼓風(fēng)機(jī)引出到超重機(jī)，吸收后經(jīng)尾氣煙囪導(dǎo)管放空。該過(guò)程分兩段進(jìn)行吸收，一段吸收液控制較高的S/C（S為100mol水中含有的二氧化硫的摩爾數(shù)，C為100mol水中含有的NH3的摩爾數(shù)）值，亞鹽濃度較高，保證引出合格產(chǎn)品；二段吸收液S/C值較低，亞鹽濃度較低，保證獲得較高的吸收效率，使排放尾氣達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
　　利用煤矸石制取空心磚一方面推動(dòng)了建材業(yè)的發(fā)展，另一方面又把二氧化硫煙氣除去，為造紙行業(yè)提供了制漿藥劑，而造紙行業(yè)的發(fā)展又為化工產(chǎn)品提供市場(chǎng)空間，間接地拉動(dòng)礦業(yè)的發(fā)展。通過(guò)建立這樣一條生態(tài)工業(yè)鏈，將上位生產(chǎn)過(guò)程的廢物依次轉(zhuǎn)化為下位生產(chǎn)過(guò)程的原料，使系統(tǒng)內(nèi)部企業(yè)之間形成協(xié)調(diào)和互補(bǔ)共生關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了二氧化硫污染治理及其資源化利用新途徑
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