低浓度SO2废气治理设备技术

SO₂是量大、影响面广的污染物。燃烧过程及一些工业生产排出的废气中SO₂的浓度较低，而对低浓度SO2的治理，目前还缺少完善的方法，特别是对大气量的烟气脱硫更需进一步进行研究。目前常用的脱除SO2的方法有抛弃法和回收法两种。抛弃法是将脱硫的生成物作为固体废物抛掉，方法简单，费用低廉，美国、德国等一些国家多采用此法。回收法是将SO2转变成有用的物质加以回收，成本高，所得副产品存在着应用及销路问题，但对保护环境有利。在我国，从国情和长远观点考虑，应以回收法为主。
　　目前，在工业上已应用的脱除SO2的方法主要为湿法，即用液体吸收剂洗涤烟气，吸收所含的SO2；其次为干法，即用吸附剂或催化剂脱除废气中的SO2。
　　1．湿法—废气治理
　　（1）氨法用氨水作吸收剂吸收废气中的SO₂，由于氨易挥发，实际上此法是用氨水与SO2反应后生成的亚硫酸铵水溶液作为吸收SO₂的吸收剂，主要反应如下：
(NH₄)2SO₃+SO₂+H₂O→2NH₄HSO₃
　　通入氨后的再生反应：
NH₄HSO₃+NH₃→(NH4)2SO₃
　　对吸收后的混合液用不同方法处理可得到不同的副产物。
　　若用浓硫酸或浓硝酸等对吸收液进行酸解，所得到的副产物为高浓度SO₂、(NH₄)2SO₄，或NH₄NO₃，该法称为氨-酸法。
　　若用NH₃、NH₄HCO₃等将吸收液中的NH₄HSO₃中和为(NH₄)2SO₃后，经分离可副产结晶的(NH₄)2SO₃，此法不消耗酸，称为氨-亚铵法。
　　若将吸收液用NH₃中和，使吸收液中的NH₄HSO₃全部变为(NH₄)2SO₃，再用空气对(NH4)2SO₃进行氧化，则可得副产品(NH₄)2SO₄，该法称为氨-硫铵法。
　　氨法工艺成熟，流程、设备简单，操作方便，副产的SO2可生产液态SO2或制硫酸。硫铵可作化肥，亚铵可用于制浆造纸代替烧碱，是一种较好的方法。该法适用于处理硫酸生产尾气，但由于氨易挥发，吸收剂消耗量大，因此缺乏氨源的地方不宜采用此法。
　　（2）钠碱法本法是用氢氧化钠或碳酸钠的水溶液作为开始吸收剂，与SO2反应生成的Na2SO3继续吸收SO2，主要吸收反应为：
NaOH+SO2→NaHSO3
2NaOH+SO2→Na2SO3+H2O
Na2SO3+SO2+H2O→2NaHSO3
　　生成的吸收液为Na2SO3和NaHSO3的混合液。用不同的方法处理吸收液，可得不同的副产物。
　　将吸收液中的NaHSO3用NaOH中和，得到Na2SO3。由于Na2SO3溶解度较NaHSO3低，它则从溶液中结晶出来，经分离可得副产物Na2SO3。析出结晶后的母液作为吸收剂循环使用。该法称为亚硫酸钠法。
　　若将吸收液中的NaHSO3加热再生，可得到高浓度SO2作为副产物。而得到的Na2SO3结晶经分离溶解后返回吸收系统循环使用。此法称为亚硫酸钠循环法或威尔曼洛德钠法。
　 　钠碱吸收剂吸收能力大，不易挥发，对吸收系统不存在结垢、堵塞等问题。亚硫酸钠法工艺成熟、简单、吸收效率高，所得副产品纯度高，但耗碱量大，成本高， 因此只适于中小气量烟气的治理。而吸收液循环法可处理大气量烟气，吸收效率可达90％以上，在国外是应用最多的方法之一。
　　（3）钙碱法此法是用石灰石、生石灰或消石灰的乳浊液为吸收剂吸收烟气中SO2的方法，对吸收液进行氧化可副产石膏，通过控制吸收液的pH值，可以副产半水亚硫酸钙。
　　该法所用吸收剂价廉易得，吸收效率高，回收的产物石膏可用作建筑材料，而半水亚硫酸钙是一种钙塑材料，用途广泛，因此成为目前吸收脱硫应用最多的方法。该法存在的最主要问题是吸收系统容易结垢、堵塞；另外，由于石灰乳循环量大，使设备体积增大，操作费用增高。
　　除以上方法外，可采用的吸收方法还有双碱法、金属氧化物吸收法等。
　　2．干法—废气治理
　 　（1）活性炭吸附法在有氧及水蒸气存在的条件下，用活性炭吸附SO2。由于活性炭表面具有的催化作用，使吸附的SO2被烟气中的O2氧化为SO3，SO3再和水蒸气反应生成硫酸。生成的硫酸可用水洗涤下来；或用加热的方法使其分解，生成浓度高的SO2，此SO2可用来制酸。
　 　活性炭吸附法虽然不消耗酸、碱等原料，又无污水排出，但由于活性炭吸附容量有限，因此对吸附剂要不断再生，操作麻烦。另外为保证吸附效率，烟气通过吸附 装置的速度不宜过大。当处理气量大时，吸附装置体积必须很大才能满足要求，因而不适于大气量烟气的处理，而所得副产物硫酸浓度较低，需进行浓缩才能应用， 以上这些限制了该法的普遍应用。
　　（2）催化氧化法在催化剂的作用下可将SO2氧化为SO3后进行净化。
　　干式催化氧化法可用来处理硫酸尾气，技术成熟，已成为制酸工艺的一部分。也用此法处理电厂锅炉烟气及炼油尾气。