1、作者:日期：二氧化硫的危害和煙氣脫硫技術班級:2006級預防醫學1班姓名：彭秀學號：2摘 要:文章主要闡述了二氧化硫的各種危害，論述了濕法、干法、半干法煙氣脫硫技術各自的優缺點，詳細介紹了煙氣脫硫技術的發展和脫硫新技術的研究。關鍵詞：二氧化硫，酸雨，煙氣，脫硫，技術，研究一、二氧化硫的危害中國二氧化硫是大氣中主要污染物之一，是衡量大氣是否遭到污染的重要標志。世界上有很多城市發生過二氧化硫危害的嚴重事件，使很多人中毒或死亡。在我國的一些城鎮，大氣中二氧化硫的危害較為普遍而又嚴重。二氧化硫進入呼吸道后，因其易溶于水，故大部分被阻滯在上呼吸道，在濕潤的粘膜上生 成具有腐蝕性的亞硫酸、硫酸和硫酸鹽，使

2、刺激作用增強。上呼吸道的平滑肌因有末梢神經感受器，遇刺激就會產生窄縮反應，使氣管和支氣管的管腔縮小，氣道阻力增加。上呼吸道 對二氧化硫的這種阻留作用 ，在一定程度上可減輕二氧化硫對肺部的刺激。但進入血液的二 氧化硫仍可通過血液循環抵達肺部產生刺激作用。二氧化硫可被吸收進入血液，對全身產生毒副作用，它能破壞酶的活力，從而明顯地影響碳水化合物及蛋白質的代謝，對肝臟有一定的損害。 動物試驗證明，二氧化硫慢性中毒后，機體的免疫受到明顯抑制。二氧化硫濃度為10 15 ppm時，呼吸道纖毛運動和粘膜的分泌功能均能受到抑制。濃度達20ppmg時，引起咳嗽并刺激眼睛。 若每天吸入濃度為 100 ppm 8小時

3、，支氣管和肺部出現 明顯的刺激癥狀，使肺組織受損。濃度達4OOppm時可使人產生呼吸困難。二氧化硫與飄塵一起被吸入，飄塵氣溶膠微粒可把二氧化硫帶到肺部使毒性增加34倍。若飄塵表面吸附金屬微粒，在其催化作用下，使二氧化硫氧化為硫酸霧，其刺激作用比二氧化硫增強約1倍。長期生活在大氣污染的環境中，由于二氧化硫和飄塵的聯合作用，可促使肺泡纖維增生。如果 增生范圍波及廣泛，形成纖維性病變，發展下去可使纖維斷裂形成肺氣腫。二氧化硫可以加強致癌物苯并（a）芘的致癌作用。據動物試驗，在二氧化硫和苯并（a）芘的聯合作用下，動物肺癌的發病率高于單個因子的發病率，在短期內即可誘發肺部扁平細胞癌。二氧化硫還是酸雨的重

4、要來源，酸雨給地球生態環境和人類社會經濟都帶來嚴重的影響 和破壞。研究表明，酸雨對土壤、水體、森林、建筑、名勝古跡等人文景觀均帶來嚴重危害， 不僅造成重大經濟損失，更危及人類生存和發展。二、二氧化硫的控制目標我國是世界產煤和燃煤大國，由燃煤排放的二氧化硫造成的酸雨已影響到全國40%近40 0萬平方公里的面積，且還在擴大。1998年國務院批文正式確定了控制二氧化硫污染的政 策和措施，對二氧化硫排放進行總量控制。如到20 1 0年二氧化硫排放量控制在 200 0年排放水平之內，”兩控區”內所有城市環境空氣二氧化硫濃度全部達到國家標準，酸雨控制區 降水 P H 4 .5地區的面積要明顯減少。新建、改

5、建燃煤含硫量大于1%的電廠必須建 立脫硫設施。現有燃煤含硫量大于1%的電廠要在2010年前分批建成脫硫設施或采取其他具有相應效果的減排二氧化硫的措施。三、煙氣脫 硫治理煙氣中的二氧化硫有許多方法：有燃燒前的燃料脫硫、參燒脫硫劑的燃燒過程中脫硫以及燃燒后的煙氣脫硫。從目前世界各國的使用情況看：對燃煤鍋爐來說，最經濟、有效的方法是煙氣脫硫。目前，煙氣脫硫技術根據不同的劃分方法可以分為多種方法；其中最常用的是根據操作過程的物相不同，脫硫方法可分為濕法、干法和半干法。1濕法煙氣脫硫技術采用與二氧化硫容易進行反應的化合物，溶解于水或形成懸濁液作為吸附劑來洗滌排除的煙氣，把煙氣中的二氧化硫和三氧化硫轉化為

6、液體或固體化合物，從而把它們從排出的煙氣中分離出來 。優點：濕法煙氣脫硫技術為氣液反應，反應速度快，脫硫效率高，1般均高于90%，技術成熟，適用面廣。濕法脫硫技術比較成熟 ，生產運行安全可靠，在眾多的脫硫技術中，始終占 據主導地位，占脫硫總裝機容量的 80%以上。缺點：生成物是液體或淤渣，較難處理，設備腐蝕性嚴重，洗滌后煙氣溫度降低，影響煙氣中上升高度，需再熱，能耗高，占地面積大，投資和運行費用高。系統復雜、設備龐大、耗水 量大、一次性投資高，一般適用于大型電廠。分類：常用的濕法煙氣脫硫技術有石灰石一石膏法、間接的石灰石一石膏法、 檸檬吸收A、石灰石/石灰一石膏法：原理:是利用石灰石或石灰漿液

7、吸收煙氣中的S02，生成亞硫酸鈣，經分離的亞硫酸鈣(CaS 03)可以拋棄，也可以氧化為硫酸鈣 (CaSOs),以石膏形式回收。是目前世界上技 術最成熟、運行狀況最穩定的濕法脫硫工藝 ，脫硫效率達到9 0%以上。反應方程式如下：CaC 03+ S O2CaS03 + CO2C a(OH )2 +S 0 2CaSO 3+H 20B、間接石灰石石膏法：(1) 常見的間接石灰石一一石膏法有：鈉堿雙堿法、堿性硫酸鋁法和稀硫酸吸收法等。原理：鈉堿、堿性氧化鋁(Al 2O3 nH2O)或稀硫酸(H 2SO4)吸收SO2,生成的吸收液與石灰 石反應而得以再生，并生成石膏。該法操作簡單，二次污染少，無結垢和堵

8、塞問題，脫硫效率高，但是生成的石膏產品質量較差。反應方程式如下：2NaOH +SO2N a 2SO +H20N a 2SO3+SO2 + H202 N aH SO3脫硫后的反應產物進入再生池內用另一種堿，一般是C a(OH)3進行再生，再生反應過程如下：Ca (OH )2+ N a 2S O3 2 NaOH + CaS03Ca (OH ) 2+2N a HS O 3Na2 S O 3 + Ca SO3. 1 /2H 2 0+I/2H 2 0 存在氧氣的條件下，還會發生以下反應：Ca(OH ) 2 +Na2 SO 3+ 1 / 202+2 H 202NaOH+Ca S O3 H2 0脫硫工藝主要

9、包括以下五個部分:(1)吸收劑制備與補充；(2)吸收劑漿液噴淋塔內霧滴與煙氣接觸混合(4)再生池漿液還原鈉基堿;(5 )石膏脫水處理。2A 12(S O 4)3+ 3 C aC O3+6H 2O A1 2(SO4)3 +Al 2O3+3 Ca SO4+2H2 0 +3C O2 堿式硫酸鋁中能吸收S02,的有效成分為 A1 2 0 3,它在溶液中的含量常用堿度表示，堿性硫酸鋁可用(1 x)AI 2 (SO 4)3 . X A1 2O 3表示。例如純 A12 ( SO4)3其中A 1 2O3含量為零，其 堿度為 0.8 A1 2 (SO4)3.0.2A 1 2O3的堿度為2 0% ,而純Al (0

10、H) 3的堿度則為 100%。 吸收在吸收塔中，堿式硫酸鋁溶液吸收 SO2的反應式為A1 2 (SO 4) 3.A1 2 O3+3SO2A1 2(SO4)3 .A1 2(SO3) 3 氧化在氧化塔中，利用壓縮空氣將吸收SO2,后生成的A1 2(SO4)3 .A12(SO 3)3漿液氧化，反應式為Al 2（SO4）3 .A12（SO 3 ）3 +3 / 2 022 AI2 （SO4）3中和在中和槽中，加人石灰石作為中和劑，再生出堿式硫酸鋁 吸收劑，同時沉淀出石 膏，其反應式為A l 2（SO4）3+3CaC 03 +6 H 2 0A12（SO 4）3.A1 2O 3 +3C a S0J2 H2O

11、 +3CO2（2）工藝流程堿式硫酸鋁一石膏法工藝流程如圖所示。該工藝過程主要由吸收劑的制備系統、吸收系統、氧化系統、中和再生系統組成C、檸檬吸收法：原理：檸檬酸（H3C 6H 5。7 H2O）溶液具有較好的緩沖性能，當SO2氣體通過檸檬酸鹽液體時，煙氣中的SO 2與水中H發生反應生成 H2SO3絡合物，SO 2吸收率在9 9 %以上。 這種方法僅適于低濃度 SO 2煙氣，而不適于高濃度 SO2氣體吸收，應用范圍比較窄。另外，還有海水脫硫法、磷銨復肥法、液相催化法等濕法煙氣脫硫技術。2、干法煙氣脫硫技術優點：干法煙氣脫硫技術為氣同反應，相對于濕法脫硫系統來說，設備簡單，占地面積小、投資和運行費用

12、較低、操作方便、能耗低、生成物便于處置、無污水處理系統等。缺點：但反應速度慢，脫硫率低，先進的可達6 0 80%。但目前此種方法脫硫效率較低， 吸收劑利用率低，磨損、結垢現象比較嚴重，在設備維護方面難度較大，設備運行的穩定性、可靠性不高，且壽命較短，限制了此種方法的應用。分類:常用的干法煙氣脫硫技術有活性碳吸附法、電子束輻射法、荷電干式吸收劑噴射 法、金屬氧化物脫硫法等。典型的干法脫硫系統是將脫硫劑（如石灰石、白云石或消石灰）直接噴入爐內。以石灰石為例 ，在高溫下煅燒時，脫硫劑煅燒后分解形成多孔的氧化鈣顆粒， 它和煙氣中的s0反應生成硫酸鈣，達到脫硫的目的 。A活性碳吸附法：原理：活性炭對煙氣

13、中 SO2的吸附過程中及有物理吸附又有化學吸附，當煙氣中存在著氧氣和水蒸氣時，化學反應非常明顯。因為活性炭表面對S 。2與02的反應有催化作用，反應結果生成SO3，S O3易溶于水而生成硫酸，從而使吸附量比純物理吸附時增大許多。物理吸附過程：* * *SO2SO2O2O2H2OH2O學吸附過程：SO 2+ O22S O3SO3+H2O H 2SO4SO 2被活性碳吸附并被催化氧化為三氧化硫（S O3），再與水反應生成 H2SO4，飽和后的活性碳可通過水洗或加熱再生，同時生成稀H2SO 4或高濃度SO2。可獲得副產品H2SO4,液態SO2和單質硫，即可以有效地控制S O 2的排放，又可以回收硫資

14、源。 該技術已經對活性炭進 行了改進，開發出成本低、選擇吸附性能強的zL3O , ZI A O進一步完善了活性炭的工藝，使煙氣中SO2吸附率達到9 5.8%達到國家排放標準。B電子射線輻射法：原理：電子射線輻射法是日本荏原制作所于1 9 70年著手研究，1 9 72年又與日本原子能研究所合作，確立的該技術作為連續處理的基礎。80年代由美國政府和日本荏原制作所等單位分擔出資在美國印第安納州普列斯燃煤發電廠建立了一套最大處理高硫煤煙氣量為 24000Nm3/h地電子束裝置，1987年7月完成，取得了較好效果 ，脫硫率可達90%以上，脫硝 率可達80%以上。該法工藝由煙氣冷卻、加氨、電子束照射、粉體

15、捕集四道工序組成。溫 度約為15 OC左右的煙氣經預除塵后再經冷卻塔噴水冷卻道6070 C左右,在反應室前端根據煙氣S O2- N O X的濃度調整加入氨的量，然后混合氣體在反應器中經電子束照射，排氣中的SO2和NO X受電子束強烈作用，在很短時間內被氧化成硫酸和硝酸分子，被與周圍的氨反應生成微細的粉芷（硫酸銨和硝酸銨的混合物），粉粒經集塵裝置收集后，潔凈的氣體排入 大氣。C荷電干式吸收劑噴射脫硫法 （CD.SI）原理：荷電干式吸收劑噴射系統包括一個吸收劑噴射單元、一個吸收劑給料系統（進料控制器，料斗裝置）及 SO2檢測器和計算機控制的系統等。吸收劑以高速流過噴射單元產生 的高壓靜電電暈充電區

16、，使吸收劑帶有靜電荷，當吸收劑被噴射到煙氣流中，吸收劑因帶同種電荷而互相排斥，表面充分暴露，使脫硫效率大幅度提高。而且吸收劑粒子表面的電暈還 大大提高了吸收劑的活性，降低了同SO 2完全反應所需的滯留時間，一般在2秒鐘左右即可完成化學反應，從而有效地提高了 SO2的去除效率。工業應用結果表明：當Ca/S比為1.5左右時，系統脫硫效率可達 60%70%。除提高吸收劑化學反應速率外，荷電干吸收劑噴射系統對小顆粒（亞微米級P M10 ）粉塵的清除效率也很有幫助，帶電的吸收劑粒子把小顆粒吸附 在自己的表面，形成較大顆粒，提高了煙氣中塵粒的平均粒徑，這樣就提高了相應除塵設備對亞微米級顆粒的去除效率。窗體

17、底端此方法為干法處理，無設備污染及結垢現象，不產生廢水廢渣，副產品還可以作為肥料使 用，無二次污染物產生，脫硫率大于90%，而且設備簡單，適應性比較廣泛。但是此方法脫硫靠電子束加速器產生高能電子 ；對于一般的大型企業來說，需大功率的電子槍，對人體有害， 故還需要防輻射屏蔽，所以運行和維護要求高。D金屬氧化物脫硫法：原理：根據S 02是一種比較活潑的氣體的特性 ，氧化錳（M n O）、氧化鋅（Zn O ）、氧化 鐵（F e 3O4）、氧化銅（Cu O ）等氧化物對SO 2具有較強的吸附性，在常溫或低溫下，金屬氧化 物對SO 2起吸附作用，高溫情況下，金屬氧化物與SO 2發生化學反應，生成金屬鹽。

18、然后對吸附物和金屬鹽通過熱分解法、洗滌法等使氧化物再生。這是一種干法脫硫方法，雖然沒有污水、廢酸，不造成污染，但是此方法也沒有得到推廣，主要是因為脫硫效率比較低，設備龐大，投資比較大，操作要求較高，成本高。該技術的關鍵是開發新的吸附劑。以上幾種SO2煙氣治理技術目前應用比較廣泛的，雖然脫硫率比較高，但是T藝復雜,運行費用高，防污不徹底，造成二次污染等不足，與我國實現經濟和環境和諧發展的大方針不 相適應，故有必要對新的脫硫技術進行探索和研究。2、半干法煙氣脫硫技術半干法脫硫包括噴霧干燥法脫硫、半干半濕法脫硫、粉末顆粒噴動床脫硫、煙道噴射脫硫等。A噴霧干燥法中國論噴霧干燥法脫硫 T藝以石灰為脫硫吸

19、收劑，石灰經消化并加水制成消石灰乳，消石灰 乳由泵打人位于吸收塔內的霧化裝置。在吸收塔內，被霧化成細小液滴的吸收劑與煙氣混合接觸，與煙氣中的SO2發生化學反應生成C aSO3,煙氣中的SO 2被脫除。與此同時，吸收劑帶 入的水分迅速被蒸發而干燥，煙氣溫度隨之降低。脫硫反應產物及未被利用的吸收劑以干燥 的顆粒物形態隨煙氣帶出吸收塔，進入除塵器被收集下來。在濕態的吸收劑噴入吸收塔之后， 一方面吸收劑與煙氣中的二氧化硫發生化學反應；另一方面煙氣又將熱量傳遞給吸收劑使之不斷干燥，完成脫硫反應后的廢渣以干態形式從吸收塔的錐體出口排出，因而稱為半干法煙氣脫硫。脫硫后的煙氣經除塵器除生后排放。為了提高脫硫吸

20、收劑的利用率，一般將部分脫硫灰加入制漿系統進行循環利用。該工藝有兩種不同的霧化形式可供選擇，一種為旋轉噴霧輪霧化，另一種為氣液兩相流霧化。文聯噴霧干燥脫硫方法是利用機械或氣流的力量將吸收劑分散成極細小的霧狀液滴，霧狀液滴與煙氣形成比較大的接觸表面積，在氣液兩相之間發生的一種熱量交換、質量傳遞和化學反應的脫硫方法。一般用的吸收劑是堿液、石灰乳、石灰石漿液等，目前絕大多數裝置都使用石灰乳作為吸收劑。一般情況下，此種方法的脫硫率65% 85%。其優點：脫硫是在氣、 液、固三相狀態下進行，工藝設備簡單，生成物為干態的CaS 03、CaSO 4,易處理，沒有嚴重的設備腐蝕和堵塞情況，耗水也比較少。缺點：

21、自動化要求比較高，吸收劑的用量難以控制，吸收效率不是很高。所以，選擇開發合理的吸收劑是解決此方法面臨的新難題。E半干半濕法：半干半濕法是介于濕法和干法之間的一種脫硫方法，其脫硫效率和脫硫劑利用率等參數也介于兩者之問，該方法主要適用于中小鍋爐的煙氣治理。這種技術的特點是：投資少、運 行費用低，脫硫率雖低于濕法脫硫技術，但仍可達到70%，并且腐蝕性小、占地面積少，工藝可靠。工業中常用的半干半濕法脫硫系統與濕法脫硫系統相比，省去了制漿系統，將濕法脫硫系統中的噴入 C a (OH ) 2水溶液改為噴入 CaO或Ca(OH )2粉末和水霧。與干法脫 硫系統相比，克服了爐內噴鈣法 SO 2和C aO反應效

22、率低、反應時間長的缺點，提高了脫硫劑 的利用率，且丁藝簡單，有很好的發展前景。C粉末一顆粒噴動床半干法煙氣脫硫法：粉末一顆粒噴動床(pow d er pa rr i cl e spou te d be d，簡稱 PP SB)是近幾年 來由日本研究人員開發的一種新的半干法煙氣脫硫技術。P PSB在結構、廢物處理、操作和費用方面比濕法有所提高，同時又比干法和其他干法的去除率和吸收劑的利用率高。含SO2的煙氣經過預熱器進入粉粒噴動床，脫硫劑制成粉末狀預先與水混合，以漿料形式從噴動床 的頂部連續噴人床內，與噴動粒子充分混合，借助于和熱煙氣的接觸，脫硫與干燥同時進行。 脫硫反應后的產物以干態粉末形式從分

23、離器中吹出。這種脫硫技術應用石灰石或消石灰做脫硫劑。具有很高的脫硫率及脫硫劑利用率，此外，對吸收劑研究結果表明，石灰石的脫硫效率雖然不及石灰，但是由于PP SB中吸收劑的停留時間長，氣固、液三相接觸好的特點以及可以對石灰石進行磨研磨 ，因此，利用石灰石作吸收劑的PPS B完全可以達到理想的脫硫 效率，同時也可以保持較好的經濟性但是進氣溫度、床內相對濕度、反應溫度之間有嚴格 的要求，在漿料的含濕量和反應溫度控制不當時，會有脫硫劑粘壁現象發生 PPSB技術目前還沒有大規模的試驗和應用。所以PPSB是一項十分值得進一步開發和應用的煙氣脫硫新技術。D煙道噴射半干法煙氣脫硫：該方法利用鍋爐與除塵器之間的

24、煙道作為反應器進行脫硫不需要另外加吸收容器，使工藝投資大大降低，操作簡單,需場地較小，適合于在我國開發應用。半干法煙道噴射煙氣脫硫 即往煙道中噴人吸收劑漿液，漿滴邊蒸發邊反應，反應產物以干態粉末出煙道。3、新興的煙氣脫硫方法最近幾年，科技突飛猛進，環境問題已提升到法律高度我國的科技工作者研制出了一些 新的脫硫技術，但大多還處于試驗階段，有待于進一步的工業應用驗證。A硫化堿脫硫法硫化堿脫硫法主要利用工業級硫化納作為原料來吸收SO2工業煙氣，產品以生成硫磺為目的。反應過程相當復雜，有Na2 SO4、Na2SO 3、N a 2S2 O3、S、Na 2 S x等物質生成，由生 成物可以看出過程耗能較高

25、，而且副產品價值低，華南理工大學的石林經過研究表明過程中的各種硫的化合物含量隨反應條件的改變而改變，將溶液pH值控制在5.5 6. 5之間，加入少量起氧化作用的添加劑TFs,則產品主要生成Na2S2O3，過濾、蒸發可得到附加值高的5 H2O. N a 2S 2O 3脫硫率大于 9 1 %，副產品轉化率大于9 0%，反應過程為：SO2+N a 2S = Na 2 S 2 O3+S。此種脫硫新技術已通過試驗 ，正在推廣應用。該法的主要優勢為： 脫硫率高。一般在9 5%左右，不低于91%。 經濟效益好。每消耗1噸硫化堿(含硫化鈉約 6 0 %)可得到約1 . 7噸以上的五水硫代硫酸鈉，獲毛利800

26、多元，扣除設備磨損、水電、人工、運輸等費用后仍略有贏利。無二次污染物產生。該脫硫技術被設計為閉路循環體系，結晶后的殘余液可以重新返回到吸收系統，因此除少量過濾廢渣外無其它二次污染物產生。工業流程簡單，只需要除塵-吸收-過濾-濃縮結晶等工序，一次性設備投資和運行費用均較低。適用范圍適用于燃煤火力電廠鍋爐和一般工業鍋爐。B膜吸收法以有機高分子膜為代表的膜分離技術是近幾年研究出的一種氣體分離新技術，已得到廣泛的應用，尤其在水的凈化和處理方面。中科院大連物化所的研究員創造性地利用膜來吸收 脫出SO2氣體，效果比較顯著，脫硫率達9 0%。過程是：利用聚丙烯中空纖維膜吸收器， 以Na OH溶液為吸收液 脫

27、除SO2氣體，其特點是利用多孔膜將氣體SO2氣體和2%的NaO H吸收液分開，s0.氣體通過多孔膜中的孔道到達氣液相界而處，SO2與NaO H迅速反應，達到脫硫的目的。此法是膜分離技術與吸收技術相結合的一種新技術，能耗低，操作簡單， 投資少。C微生物脫硫技術根據微生物參與硫循環的各個過程，并獲得能量這一特點利用微生物進行煙氣脫硫，其 機理為：在有氧條件下，通過脫硫細菌如 ：硫桿菌屬、硫化葉菌屬、大腸桿菌屬和假單胞菌屬 的問接氧化作用，將煙氣中的S O2氧化成硫酸，細菌從中獲取能量。生物法脫硫與傳統的化學 和物理脫硫相比，基本沒有高溫、高壓催化劑等外在條件，均為常溫常壓下操作，而且工藝流程簡單無二次污染。圍外曾以地熱發電站每天脫除5t量的H2S為基礎計算微生物脫硫的總費用是常規濕法5 0%。無論對于有機硫還是無機硫，一經燃燒均可生成被微生物間接利用的無機硫SO 2,因此發展微生物炯氣脫硫技術，很具有潛力。四川大學的王安等人在實驗室條件下，選用氧化亞鐵桿菌進行脫硫研究，在較低的液氣比下，脫硫率達98%。4、煙氣脫硫技術發展趨勢目前已有的各種技術都有自己的優勢和缺陷，具體應用時要具體分析，從投資、運行、環保等各方面綜合考慮來選擇一種適合的脫硫技術。隨著科技的發展，某一項新技術的產生都會