低浓度SO2废气治理设备技术

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低浓度SO2废气治理设备技术
二氧化硫是一种量大面广的污染物。燃烧过程排放的废气和一些工业产品中SO2的浓度相对较低。然而,对于低浓度SO2的处理,尤其是大气量的烟气脱硫,仍然缺乏完善的方法,需要进一步研究。目前,脱除SO2常用的方法有两种,即废弃法和回收法。废弃法是将脱硫产物作为固体废物处理。该方法简单,成本低。一些国家如美国和德国更经常使用这种方法。回收方法是将二氧化硫转化为有用的物质进行回收,成本高。获得的副产物存在应用和销售问题,但有利于环境保护。在我国,从国情和长远来看,回收应该是主要的方法。
目前工业应用的SO2脱除方法主要是湿法,即用液体吸收剂洗涤烟气并吸收其中的SO2;第二种是干法,即用吸附剂或催化剂去除废气中的SO2。
1.湿法废气治理
(1)氨法采用氨水作为吸收剂吸收废气中的SO2,因为氨是挥发性的,实际上该方法采用氨水与SO2反应后生成的亚硫酸铵水溶液作为吸收剂吸收SO2,主要反应如下:
(NH4)2SO 工业SO粉尘H2O & rarr;2NH4HSO3
引入氨后的再生反应:
NH4HSO 工业NH3 & rarr;(NH4)2SO3
用不同的方法处理吸收的混合溶液,可以得到不同的副产物。
如果吸收液用浓硫酸或浓硝酸进行酸解,得到的副产物是高浓度SO2、(NH4)2SO4或NH4NO3,这被称为氨-酸法。
如果NH _ 3,NH _ 4H _ CO等。用于中和吸收液中的NH _ 4H _ SO生成(NH _ 4) _ 2SO _ 3,可以分离出结晶的副产物(NH _ 4) _ 2SO _ 3。这种方法不消耗酸,称为亚硫酸铵法。
如果吸收液被NH3中和,吸收液中的所有NH4HSO3都变成(NH4)2SO3,然后(NH4)2SO3被空气氧化,可以得到副产物(NH4)2SO4,这被称为氨-硫酸铵法。
氨法工艺成熟,工艺设备简单,操作方便。副产品SO2可用于生产液态SO2或硫酸。硫酸铵可用作化肥,亚硫酸铵可代替烧碱用于制浆造纸,是一种较好的方法。该方法适用于硫酸生产尾气的处理。然而,由于氨的挥发和吸收剂的大量消耗,这种方法不适用于缺少氨源的地方。
(2)钠基法该方法使用氢氧化钠或碳酸钠水溶液作为初始吸收剂,与SO2反应生成的Na2SO3继续吸收SO2。主要吸收反应有:
氢氧化钠+二氧化硫& rarr亚硫酸氢钠
氢氧化钠+二氧化硫& rarrNa2SO工业H2O
na2so 工业SO粉尘H2O & rarr;2亚硫酸氢钠
生成的吸收液是Na2SO3和Na2SO 3的混合液。用不同的方法处理吸收液可以得到不同的副产物。
用氢氧化钠中和吸收液中的亚硫酸氢钠,得到亚硫酸氢钠。由于Na2SO3的溶解度低于Na2SO3,它从溶液中结晶出来,分离后可得到副产物Na2SO 3。结晶母液作为吸收剂循环使用。这种方法叫做亚硫酸钠法。
如果吸收液中的亚硫酸氢钠被加热和再生,可以作为副产物获得高浓度的SO2。分离并溶解所获得的Na2SO3晶体,然后将其返回到吸收系统进行再循环。这种方法叫做亚硫酸钠循环法或威尔曼勋爵钠法。
钠碱吸收剂吸收容量大,不易挥发,吸收系统无结垢、堵塞等问题。亚硫酸钠工艺成熟、简单、吸收效率高,得到的副产品纯度高,但碱耗大、成本高,仅适用于处理中小型烟气。吸收液循环法可处理大气烟气,吸收效率达90%以上,是国外应用最广泛的方法之一。
(3)钙碱法该方法利用石灰石、生石灰或熟石灰的乳液作为吸收剂吸收烟气中的SO2。副产物石膏可通过氧化吸收剂获得,副产物亚硫酸钙半水合物可通过控制吸收剂的酸碱度获得。
该方法中使用的吸收剂廉价易得,吸收效率高。回收的石膏产品可用作建筑材料,而亚硫酸钙半水合物是一种用途广泛的钙塑性材料,因此已成为应用最广泛的吸收脱硫方法。这种方法的主要问题是吸收系统容易结垢和堵塞。另外,由于石灰乳循环量大,设备体积增大,运行成本增加。
除了上述方法之外,可以使用的吸收方法包括双碱法和金属氧化物吸收法。
2.干法废气治理
(1)活性炭吸附法在氧气和水蒸气存在下,用活性炭吸附SO2。由于活性炭表面的催化作用,吸附的SO2被烟气中的O2氧化成SO3,SO3与水蒸气反应生成硫酸。生成的硫酸可以用水洗涤;或者可以通过加热分解产生高浓度的SO2,SO2可用于生产酸。
虽然活性炭吸附法不消耗酸、碱等原料,也不排放污水,但活性炭吸附能力有限,吸附剂必须连续再生,操作麻烦。此外,为了保证吸附效率,烟气通过吸附装置的速度不应太高。当处理气体体积较大时,吸附装置必须具有较大的体积才能满足要求,因此不适合处理大气烟气,并且所获得的副产物硫酸浓度较低,这需要应用浓度,这限制了该方法的普遍应用。
(2)催化氧化法可以将SO2氧化成SO3,并在催化剂的作用下对其进行净化。
干催化氧化法可用于处理硫酸尾气。该技术已经成熟,并已成为酸生产过程的一部分。这种方法也用于处理发电厂的锅炉烟气和炼油厂尾气。

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