大气中 SO2 污染的防治
为消除或减少烟气中排至大气的 SO2 量,目前采用的方法主要有三类:
①利用低硫的燃料。因低硫燃料数量有限,只能用于污染严重的地区和季节, 这是一个消极措施,②燃料脱硫。消费量最大的燃料是煤和重油。煤中脱硫, 目前尚无很好办法,利用细菌脱硫正在试验研究之中。重油脱硫已取得了较大进展。③烟气脱硫。这方面研究已有 50 多年历史,脱硫方法在 50 种以上。由于烟气量大,含硫低,烟温高,脱硫的技术还存在许多问题,不少方法处在中间试验阶段。以下拟对重油脱硫和烟气脱硫作进一步阐述。
- 重油脱硫
重油一般含硫比原油高,其中硫分大多是有机环状硫化物。要使重油中硫分降低,可采用的方法有催化加氢、溶剂萃取、吸收等方法。属于化学类方法的原理是将硫化物中 C—S 键切断,使硫变成简单的固体或气体化合物从重油中分离出来。例如催化加氢脱硫法是在催化剂参与下,使 H2 切断 C—S 键,并与碳发生置换反应,形成 H2S。目前,加氢脱硫法是在技术上和经济上唯一可行并被广泛采用的方法。
在加氢脱硫过程中,有机硫化合物发生的有关反应如表 8-16 所示。这些反应都是放热反应,并需要耗费大量氢气。由于有催化剂参与,所以反应又是在气、液、固三相之间进行的。常用的催化剂有镍-钼、钴-钼、镍-钴-钼等系列,并以γ-氧化铝为担体。
表 8 — 16 加氢脱硫反应
化合物类型 |
反应 |
需氢量 |
---|---|---|
mol |
||
硫醇 |
RSH+H → RH+H S 2 2 |
1 |
硫醚 |
RSR’+2H → RH+R’H+H S 2 2 |
2 |
二硫醚 |
RSSR’+3H → RH+R’H+2H S 2 2 |
3 |
噻吩 |
4 |
|
苯并噻吩 |
3 4 |
|
7 |
||
二苯并噻吩 |
- 烟气脱硫
烟气脱硫是将烟气中 SO2 和 SO3 转化为液态或固态化合物,从而把它们从排出的烟气中分离出来。一般按操作方式可将烟气脱硫分为干法和湿法两类,按投加试剂能否回收返用,又可分为再生法和非再生法两类。具体方法繁多,但对效果和经济等方面作综合考虑之下,可付诸实用的方法仅有四五种,现将这些方法要点归纳在表 8-17 之中。
表 8 — 17 常用的烟气脱硫法
方法 |
原理 |
SO 去除效果(%) 2 |
---|---|---|
石灰石/石灰-石膏法 (湿法、非再生法) |
用石灰石或石灰浆液吸收 SO 2 |
80 ~ 95 |
亚硫酸钠循环法 (湿法、再生法) |
用 Na CO 吸收 SO , 2 3 2 用加热法再生循环吸收液 |
85 ~ 95 |
双碱法 (湿法、再生法) |
用 Na CO 吸收 SO , 2 3 2 用石灰石再生循环吸收液 |
85 ~ 95 |
氧化镁法 (湿法、再生法) |
用 MgO 浆液吸收 SO , 2 用加热法再生循环吸收浆液 |
85 ~ 95 |
70 年代以来,我国一些单位进行了烟气脱硫方法的试验研究,其中有些方法已有工业装置进行运转,有些方法正在进行中间试验。有关大烟气量低浓度 SO2 的净化和利用问题,尚待进一步试验研究。