祝彬彬

摘要：在人們的社會(huì)生活當(dāng)中，硫酸工業(yè)發(fā)揮了重要的作用。但是在硫酸工業(yè)當(dāng)中，會(huì)排放出大量的尾氣，這些尾氣如果沒(méi)有經(jīng)過(guò)特殊處理、直接排放到空氣當(dāng)中的話會(huì)對(duì)大氣造成嚴(yán)重的污染。在硫酸工業(yè)當(dāng)中，尾氣當(dāng)中主要的污染物就是二氧化硫，這不僅會(huì)引起酸雨等自然災(zāi)害，濃度達(dá)到一定的量還會(huì)對(duì)人體和動(dòng)物造成危害。國(guó)家高度重視對(duì)硫酸尾氣的處理，并制定了相關(guān)的制度標(biāo)準(zhǔn)對(duì)尾氣的處理做出了要求。目前，投入使用的硫酸尾氣處理技術(shù)越來(lái)越多樣化，在未來(lái)還將會(huì)產(chǎn)生更多處理效率高、效果好的新技術(shù)。

Abstract： In people's social life， sulfuric acid industry has played an important role. However， in the sulfuric acid industry， a large amount of exhaust gas will be emitted. If the exhaust gas is directly discharged into the air without special treatment， it will cause serious pollution to the atmosphere. In the sulfuric acid industry， the main pollutant in the exhaust gas is sulfur dioxide， which not only causes natural disasters such as acid rain， but also causes harm to humans and animals when the concentration reaches a certain amount. The state attaches great importance to the treatment of sulfuric acid tail gas， and has formulated relevant system standards for the treatment of tail gas. At present， the sulfuric acid tail gas treatment technology in use is becoming more and more diverse， and more new technologies with high treatment efficiency and good effects will be produced in the future.

關(guān)鍵詞：硫酸尾氣;處理技術(shù);發(fā)展現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢(shì)

Key words： sulfuric acid tail gas;treatment technology;development status;development trend

中圖分類號(hào)：X781.3 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1006-4311（2020）19-0187-02

0 ?引言

在化學(xué)工業(yè)當(dāng)中，硫酸是最為常見(jiàn)的產(chǎn)品，目前已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于各個(gè)工業(yè)部門當(dāng)中。但是與此同時(shí)，硫酸工業(yè)的污染性比較高，在工業(yè)生產(chǎn)的過(guò)程當(dāng)中會(huì)向大氣排放大量的二氧化硫，這對(duì)周邊的環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。根據(jù)相關(guān)研究表明，目前我國(guó)硫酸工業(yè)對(duì)二氧化硫的排放已經(jīng)成為了二氧化硫的重要污染源。根據(jù)我國(guó)2013年的規(guī)定，新建的硫酸企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中所排放的二氧化硫濃度需要被控制在每立方米400毫克之內(nèi)。而在這之前，該限度為每立方米860克。新標(biāo)準(zhǔn)的頒布對(duì)很多硫酸生產(chǎn)企業(yè)來(lái)說(shuō)都是一個(gè)新的挑戰(zhàn)，這主要是由于硫酸生產(chǎn)尾氣的處理難度比較大。為了更好地滿足新的標(biāo)準(zhǔn)，企業(yè)就要不斷探索新的尾氣處理技術(shù)，并根據(jù)自身的實(shí)際情況來(lái)選擇技術(shù)成熟、經(jīng)濟(jì)效益高的新技術(shù)。

1 ?硫酸尾氣處理技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 硫酸技術(shù)的發(fā)展

硫酸在生產(chǎn)的過(guò)程中用來(lái)制酸的原料氣體通常需要經(jīng)過(guò)度降溫、除塵、凈化、干燥等一系列的過(guò)程，然后進(jìn)入到轉(zhuǎn)化與吸收的過(guò)程。在經(jīng)過(guò)這些工序之后，硫酸尾氣就會(huì)變得比較潔凈，其中二氧化硫的含量也得到了顯著降低。

在過(guò)去的硫酸生產(chǎn)企業(yè)當(dāng)中，多采用一吸一轉(zhuǎn)工藝。這種方式雖然可以吸收大部分的硫酸尾氣，但是吸收效率并不高，會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，已經(jīng)無(wú)法滿足硫酸尾氣排放的現(xiàn)代化標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)過(guò)相關(guān)人員的研究與探索，在上個(gè)世紀(jì)90年代的時(shí)候，隨著各項(xiàng)技術(shù)的不當(dāng)完善，傳統(tǒng)的硫酸生產(chǎn)工藝也不斷改革，硫酸生產(chǎn)工藝發(fā)展成為二轉(zhuǎn)二吸工藝，生產(chǎn)尾氣已經(jīng)基本可以滿足要求。為了更好地落實(shí)環(huán)境保護(hù)的目標(biāo)，國(guó)家相關(guān)部門已經(jīng)對(duì)硫酸尾氣處理進(jìn)行了深入的研究，并在這個(gè)基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)了新的處理技術(shù)，為硫酸生產(chǎn)企業(yè)提供了多樣化的處理方法。目前，硫酸尾氣處理的過(guò)程中可以根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的技術(shù)，在確保處理效果的同時(shí)降低處理成本、提高硫酸生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

1.2 硫酸尾氣處理技術(shù)的種類

硫酸尾氣處理的主要目標(biāo)是減少二氧化硫的排放，方法有二，一提高原料煙氣中二氧化硫的轉(zhuǎn)化效率，二提高尾氣中二氧化硫去除率。目前企業(yè)所使用的硫酸尾氣處理技術(shù)主要包括以下三種類型。

1.2.1 強(qiáng)化催化劑的性能

在煙氣處理的過(guò)程中，使用催化劑來(lái)提高轉(zhuǎn)化率。為了進(jìn)一步強(qiáng)化硫酸尾氣處理的效果，對(duì)催化劑的性能進(jìn)行不斷優(yōu)化是必要的步驟。這種方法主要有以下兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)。第一是經(jīng)過(guò)改進(jìn)之后的催化劑無(wú)論是在性能穩(wěn)定性上還是在操作方式的便捷性上都有了提高，因此可以在原有材料和設(shè)備的基礎(chǔ)上，不需要再購(gòu)買新的設(shè)備和機(jī)器就可以實(shí)現(xiàn)硫酸尾氣處理效果的提升，實(shí)現(xiàn)了對(duì)企業(yè)成本的節(jié)約。第二是通過(guò)使用催化劑并不會(huì)產(chǎn)生二次污染，也不需要進(jìn)行氣壓等條件的處理。這樣可以在現(xiàn)有廠房空間和用水用電消耗量的基礎(chǔ)上，提高硫酸的生產(chǎn)量，實(shí)現(xiàn)對(duì)尾氣的有效處理。該方法的缺點(diǎn)是，在一些硫酸生產(chǎn)工廠當(dāng)中，所使用冶煉煙氣和硫鐵礦，這些原料煙氣本身的成本比較復(fù)雜，會(huì)對(duì)催化劑的使用效果產(chǎn)生不良的影響。

1.2.2 使用過(guò)氧化氫進(jìn)行尾氣處理

使用過(guò)氧化氫來(lái)進(jìn)行硫酸尾氣處理的過(guò)程中，首先要將過(guò)氧化氫溶液添加到吸收塔當(dāng)中，使該溶液能夠與硫酸尾氣充分接觸。過(guò)氧化氫具有較強(qiáng)的氧化性，它可以將二氧化硫當(dāng)中的硫元素進(jìn)行氧化，使其成為硫酸。這個(gè)操作過(guò)程比較簡(jiǎn)單，但是在應(yīng)用的過(guò)程中需要滿足一定的條件。第一，要確保吸收塔當(dāng)中的尾氣對(duì)過(guò)氧化氫溶液具有較強(qiáng)的吸收率，能夠?qū)崿F(xiàn)與溶液的充分反映。第二是二者發(fā)生化學(xué)反應(yīng)之后會(huì)生產(chǎn)稀硫酸溶液，在反應(yīng)結(jié)束之后需要將這些稀硫酸溶液進(jìn)行回收，否則也會(huì)對(duì)環(huán)境造成破壞。第三，在處理的過(guò)程中不能產(chǎn)生新的污染物質(zhì)。第四是這種脫硫方式的成本較高，硫酸生產(chǎn)企業(yè)需要具備較好的經(jīng)濟(jì)條件才能應(yīng)用。

在使用該方法來(lái)完成硫酸尾氣處理的時(shí)候，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)過(guò)氧化氫溶液的節(jié)約、提高尾氣處理的效果，需要構(gòu)建一個(gè)能夠?qū)ο×蛩徇M(jìn)行回收利用和循環(huán)吸收的系統(tǒng)，該系統(tǒng)還需要能夠根據(jù)硫酸尾氣的量來(lái)連續(xù)、準(zhǔn)確地計(jì)算出需要添加的過(guò)氧化氫溶液的質(zhì)量。

1.2.3 新型催化脫硫

近年來(lái)，還出現(xiàn)了新型催化脫硫的方式來(lái)對(duì)硫酸尾氣進(jìn)行處理的技術(shù)。這一技術(shù)的原理是硫酸尾氣在一定的溫度范圍內(nèi)反應(yīng)的速度比較快且含塵量比較低，因此可以通過(guò)將二氧化硫在催化劑控制在一定的范圍內(nèi)，通過(guò)調(diào)節(jié)水分來(lái)完成尾氣的處理。在新型催化劑應(yīng)用的過(guò)程當(dāng)中，硫酸尾氣生產(chǎn)裝置可以直接進(jìn)入到脫硫系統(tǒng)當(dāng)中來(lái)，實(shí)現(xiàn)管道當(dāng)中尾氣與一定量的蒸汽相混合。然后通過(guò)風(fēng)機(jī)將這些尾氣運(yùn)輸?shù)矫摿蛳到y(tǒng)中去，利用釩系催化劑就可以使尾氣當(dāng)中的二氧化硫變?yōu)榱蛩?，這種方式無(wú)論是在操作上還是在運(yùn)行流程上都比較簡(jiǎn)單，但是對(duì)催化劑的要求比較高。

2 ?常用的硫酸尾氣處理技術(shù)

2.1 濕法脫硫

2.1.1 氨酸法

在使用氨酸法對(duì)硫酸尾氣進(jìn)行處理的過(guò)程中，主要是利用堿性吸收劑氨水來(lái)對(duì)二氧化硫進(jìn)行回收，在這個(gè)過(guò)程中可以產(chǎn)生硫酸銨。氨酸法來(lái)實(shí)現(xiàn)硫酸尾氣處理主要分為三個(gè)步驟。首先是將氨水溶液與硫酸尾氣進(jìn)行融合，實(shí)現(xiàn)溶液對(duì)二氧化硫氣體的吸收。其次是產(chǎn)生的（NH4）2SO3會(huì)發(fā)生分解，產(chǎn)生（NH4）2SO4、水和二氧化硫。最后一個(gè)步驟是溶液當(dāng)中殘留的硫酸會(huì)與氨氣繼續(xù)發(fā)生中和反應(yīng)，產(chǎn)生（NH4）2SO4。在第二個(gè)步驟當(dāng)中產(chǎn)生了一些濃度比較高的二氧化硫，這些氣體會(huì)被返回到制酸系統(tǒng)當(dāng)中去。

2.1.2 離子液法

利用離子液來(lái)循環(huán)吸收硫酸尾氣當(dāng)中的二氧化硫是近年來(lái)新開(kāi)發(fā)的脫硫技術(shù)，在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中，可以利用離子液作為吸收劑，將硫酸尾氣當(dāng)中硫元素吸收掉。該離子當(dāng)中主要的成分為有機(jī)陽(yáng)離子和無(wú)機(jī)陰離子，同時(shí)還有一定量的添加劑。離子液在使用的過(guò)程中并不會(huì)對(duì)環(huán)境造成破壞，對(duì)硫酸尾氣當(dāng)中的二氧化硫具有較強(qiáng)的吸收作用。在一定的高溫環(huán)境中，離子液就可以將吸收的二氧化硫釋放出來(lái)。

2.2 干法脫硫

干法脫硫通常指的是炭法煙氣脫硫技術(shù)。炭法煙氣主要是利用活性炭的作用將硫酸尾氣當(dāng)中的二氧化硫吸收?；钚蕴烤哂休^強(qiáng)的吸附性，它可以將硫酸尾氣當(dāng)中的二氧化硫吸收掉，在這個(gè)過(guò)程中包含物理和化學(xué)兩種吸附方法。當(dāng)硫酸尾氣比較干燥的時(shí)候，炭法煙氣脫硫以物理吸附的作用為主;而當(dāng)硫酸尾氣比較濕潤(rùn)、含有較高濃度氧氣的時(shí)候，則以化學(xué)吸附的作用為主。這是由于二氧化硫在遇到氧氣之后，在活性炭的催化作用下，可以三氧化硫。而三氧化硫并不穩(wěn)定，在遇到水之后會(huì)形成硫酸，這些硫酸可以富集到活性炭的空隙當(dāng)中。當(dāng)反應(yīng)一段時(shí)間之后，孔隙當(dāng)中的硫酸就會(huì)達(dá)到飽和，但是活性炭可以繼續(xù)釋放出活性位，使脫硫的效果得到恢復(fù)。

3 ?硫酸尾氣處理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)展望

目前，國(guó)家對(duì)硫酸尾氣排放的標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越高，這使得硫酸尾氣處理技術(shù)也得到了不斷創(chuàng)新，二氧化硫的轉(zhuǎn)化效率不斷提高。目前，氨酸法脫硫已經(jīng)達(dá)到了較高的水平，未來(lái)也將會(huì)繼續(xù)被應(yīng)用于硫酸生產(chǎn)當(dāng)中。而離子液法具有操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，離子液的制備成本也比較低，未來(lái)將會(huì)得到進(jìn)一步的推廣與應(yīng)用。而炭法煙氣脫硫作為一種可回收和可資源化的技術(shù)，更符合對(duì)環(huán)境保護(hù)的要求，因此是發(fā)展前景最為廣闊的處理技術(shù)。在未來(lái)，在該技術(shù)的基礎(chǔ)上，將會(huì)不斷發(fā)展成本更低、吸附速度更快的吸附劑，還會(huì)產(chǎn)生規(guī)模更大、流通量也更大的吸附塔和再生塔。在發(fā)展的過(guò)程中，研究人員將會(huì)不斷探索新的再生條件，實(shí)現(xiàn)對(duì)再生環(huán)境的優(yōu)化，并對(duì)反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品進(jìn)行回收利用，并進(jìn)一步對(duì)處理的工藝流程進(jìn)行簡(jiǎn)化與創(chuàng)新。通過(guò)這些措施，可以實(shí)現(xiàn)炭法煙氣脫硫技術(shù)的大型化和商業(yè)化發(fā)展。

4 ?結(jié)語(yǔ)

綜上所述，目前已經(jīng)產(chǎn)生了多種類型的硫酸尾氣處理技術(shù)，隨著技術(shù)的創(chuàng)新，這些技術(shù)也在不斷被優(yōu)化。目前應(yīng)用范圍比較廣的處理技術(shù)包括干法與濕法這兩種，其中炭法煙氣脫硫技術(shù)有著較好的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，在未來(lái)將會(huì)獲得更為廣闊的發(fā)展空間。硫酸生產(chǎn)企業(yè)需要根據(jù)自身的設(shè)備和資金情況選擇適合的處理技術(shù)。

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