硫酸尾气处理技术的现状及发展趋势

陆令学(大新桂南化工有限责任公司，广西 崇左 532315)

0 引言

硫酸属于重要的化工品之一，在各个工业领域当中都会使用硫酸。硫酸产量通常被衡量一个国家化学工业发展的重要标志。但是作为高污染性的化工行业，硫酸工业在产品生产过程当中会向大气排放较多的二氧化硫，严重污染了环境。在当前硫酸尾气处理技术越来越成熟，应用比较广泛的是在传统工艺上进行改良的脱硫技术。硫酸尾气脱硫技术的方法较多，硫酸工业生产厂会按照自身的经营状况以及工艺生产状况选择适当的脱硫技术。由于硫酸尾气处理技术的水平高低直接影响到了环境保护工作开展的效果。基于此，在本次研究当中针对该方面内容进行详细分析。

1 硫酸尾气处理技术的发展现状

1.1 活性焦法

硫酸尾气处理技术当中活性焦法处理工艺主要是以物理、化学吸附以及催化反应为原理所研制出的一种高效和绿色的脱硫技术。该种脱硫工艺主要是利用活性焦自身具有较强的催化性和吸附性，能够使硫酸尾气当中烟气所包含的二氧化硫、水蒸气等物质进行氧化催化反应，然后生成硫酸，并且能够将其吸附到活性焦表面之后，转移到微孔部位进行储存，与此同时还可以释放出活性吸附位，能够继续对二氧化硫进行吸附。吸附饱和的活性焦炭，在脱硫吸收塔当中采用间接加热的方式可以实现再利用，同时还可以释放出浓度较高的二氧化硫。可以将其回收到硫酸生产系统和装置当中，再生后的活性焦可以在脱硫吸附塔当中进行循环的使用。关于活性胶法脱硫技术，在江西铜业股份有限公司的子公司脱硫系统当中得到了应用。脱硫系统主要是由吸附脱除系统、活性焦再生系统以及物料输送系统等所组成。在脱硫烟气吸附塔当中，烟气流量与二氧化碳浓度波动比较大的状况之下，这一装置的运行比较平稳，并且脱硫之后的尾气二氧化硫质量浓度低于280mg/m3，达到了我国对于硫酸尾气排放的要求标准。但是在整个系统运行和该种方法脱硫时，蒸汽和电能消耗较大，属于运行成本较高的一种脱硫装置和技术，同时在产生废活性焦处理方面也是当前未能解决的一个技术难题[1]。

1.2 离子液吸收法

硫酸工业尾气处理技术在科学技术不断创新发展之下，得到了持续性的更新。其中离子液循环吸收法脱硫技术重点内容，便是吸收剂，主要的成分有有机阳离子和无极阴离子，同时还会增加一些少量的活化剂、抗氧化剂以及缓蚀剂等。将这些制剂配备成一定比例的溶液，便可以在低温条件下吸收尾气当中的一些二氧化硫。其中在高温状况之下，也能够解析出高纯度的二氧化硫气体，这样能够达到脱硫目的，也能够有效地回收尾气当中所含有的二氧化硫。离子液循环吸收法在巴彦淖尔紫金有色金属有限公司得到应用，在采用该种硫酸尾气处理技术之后，该公司尾气中的排放质量浓度由980mg/m3下降到90mg/m3左右，充分说明这一硫酸脱硫技术的二氧化硫处理效果较好。同时通过长期采用离子液吸收法脱硫技术在应用之后，突出的表现便是脱硫的效率比较高，吸收剂对于二氧化硫的回收率也较高，并且不会造成二次污染，在当前我国环境法规日趋严格的状况之下，对于环境治理的成本方面越来越高，该项技术也在国内得到了不断的推广应用[2]。

1.3 过氧化氢法

在硫酸尾气脱硫技术当中，过氧化氢脱硫方式主要是把过氧化氢溶液添加到尾气吸收塔当中，然后借助过氧化氢溶液的化学性能和硫酸生产之后形成的尾气进行充分接触，并且利用过氧化氢溶液自身的强氧化性，把尾气当中所含有的二氧化硫通过化学反应而形成硫酸，采用过氧化氢脱硫技术属于当前众多硫酸工业生产厂家常用的一种方式，这是由于该种脱硫技术在操作方面比较便捷。但是对于硫酸的整个生产流程和技术也有一定的要求，需要满足以下几个条件才能够使用过氧化氢脱硫方法：第一，吸收塔当中的吸收率，需要达到较高的水平；第二，需要确保能够将副产物的稀硫酸进行全部的回收；第三，在硫酸生产过程当中，不能产生新的三废产物；第四，硫酸生产厂家当具备较高的实力。采用过氧化氢脱硫方法，由于会使用大量的过氧化氢试剂溶液，因此需要投入较多的资金。在使用过氧化氢脱硫技术开展硫酸尾气处理时，要根据实际生产企业的经营和运营状况，构建起具有循环吸收和循环返回稀硫酸等处理系统。在实际操作当中，为了能够确保过氧化氢溶液使用的安全性，需要采购浓度为27.5%的工业级过氧化氢溶液。在其中加入一些稳定剂，保障稀释浓度达到9%，将其临时储存在储罐内，然后使用过氧化氢溶液水泵将其连续补充到脱硫塔当中，之后让硫酸生成尾气从脱硫塔的下方进入，并且经过喷淋设备，保障这些尾气能够和二氧化氢溶液进行充分接触，并且在吸收之后制成硫酸，在最后阶段脱硫完成，烟气也要经过脱硫塔上方除雾末段进行最后的清洗，才能够排放到空气当中。除此之外，还要把吸收产生的稀硫酸运输到硫酸生产设备当中[3]。

1.4 新型催化法

在硫酸尾气处理众多技术当中，新型催化法工艺属于在活性焦、炭法以及磷铵肥法脱硫技术的基础之上所形成的一种新型脱硫方法，该种工艺技术主要以碳材料作为重要的载体，并负载活性催化成分。在实际脱硫过程当中，不仅能够充分发挥出活性炭的吸附作用，同时也能够借助催化剂的功能来进行脱硫。脱硫时和活性焦脱硫方法类似，主要包含脱硫吸附和脱硫剂活性恢复两个过程，但是和活性焦法脱硫不同的地方是，脱硫剂性炭恢复过程主要是借助清洗再生的方法，把硫酸从碳基空隙当中释放出来，和活性焦通过间接加热来恢复活性的方式进行对比，采用催化法脱硫工艺更具有环保的优势。该种方法在大冶有色金属公司得到了充分的应用，主要是借助980kt/a硫酸脱硫装置。当中应用新型催化脱硫方法，在二氧化硫质量浓度低于1g/m3的状况之下，可以使出口的二氧化硫质量浓度在50mg/m3以下。与此同时对于烟气流量和成分波动较大的工况也表现出较高的适应能力。但是该种方法在实际应用时的劣势是投资金额较高，运行的成本要比其他的脱硫方法高出很多[4]。

2 硫酸尾气处理技术未来发展趋势展望

2.1 微生物脱硫技术属于未来重点的研究方向

近几年，我国越来越注重绿色经济发展模式，并且对于工业硫酸生产方面硫酸尾气处理技术进行了深入的分析和研究。而新型的烟气脱硫方法也得到了技术性的突破，微生物硫酸技术的原理主要是借助一些嗜酸耐热菌，在生长过程当中能够消化和吸收较多的二氧化硫，并且在有氧的环境之下采用微生物开展。烟气脱硫工艺能够让脱硫细菌间接性的发生氧化作用，而烟气当中所具备的二氧化硫发生氧化之后便会形成硫酸，在微生物细菌的作用之下，便可以获得相应的硫酸产品。与传统的脱硫方式相比，在新型烟气脱硫工艺当中，借助微生物的作用所形成的脱硫技术主要的优势，不需要在高温高压催化剂等特殊的环境之下，才能够对二氧化硫进行吸收和氧化。只需要在常温状况之下进行操作和脱硫，便可以实现脱硫的目标。并且在实际脱硫过程当中脱硫工艺技术也比较简单，很容易操作，并且在实际应用之后不会出现二次污染的状况。由于有机硫和无机硫在燃烧之后生成的二氧化硫能够被微生物所利用，基于此，大力发展微生物烟气脱硫技术，能够更好地提升硫酸尾气的处理效果。因此，在未来的硫酸尾气处理技术研究方面，将会对微生物试剂的应用进行深入分析与研究[5]。

2.2 脱硫技术的成本越来越低

硫酸生产技术水平能够衡量一个国家工业发展的程度，为了能够让我国硫酸工业生产的质量和效率得到明显的提升，不仅要对硫酸生产的工艺和技术进行分析，也要注重对硫酸生产之后尾气排放方面的内容进行管理与研究。硫酸工业生产不仅是为了能够体现出一个国家的工业发展水平，更为重要的是能够提高硫酸工业生产商的经济利益，因此在脱硫技术发展方面，若一些有效的脱硫技术投入成本，或者是运行成本渐高便不会得到广泛应用。基于该种状况，未来在保障我国硫酸工业生产发展水平的基础之上，还要让更多的硫酸工业生产商能够使用廉价和有效的脱硫技术。在这样的社会诉求之下，必然会使得未来硫酸脱硫技术的研发向低成本的方向发展。在上文分析当中提出微生物法，应用到硫酸脱硫技术当中，能够提升脱硫效果，并且能够取代较多的氧化剂和催化剂，这便属于一种低成本的脱硫技术。为此将会有更多低成本的脱硫工艺被研究，并且会投放到硫酸尾气脱硫实际处理当中。

2.3 脱硫回收技术越来越纯熟

我国环境法律法规逐步与国际接轨，在环境保护相应制度或者是税收制度出台之后，硫酸工业生产企业将会面临较大的环保挑战。为了能够寻求经济、环保的硫酸尾气处理技术，属于硫酸工业企业在经营过程当中的重要工作内容。未来尾气治理工作开展，不仅要提升脱硫效率也要对脱硫之后的回收技术。为此硫酸工业生产企业和相应的辅助行业，未来会对硫酸生产技术和高性能催化剂的研发力度越来越大，并且使用的一些先进技术也会越来越纯熟。从工艺源头降低二氧化硫的生产，保障整个脱硫设备不仅能够实现有效的脱硫，也能够回收一些稀硫酸。能够对现有的脱硫技术进行合理化联用，也会提升副产品的循环和利用率，在采用一些高效和高性能脱硫设备进行应用时，也会提高脱硫设备的稳定性和操作便捷性，在降低二氧化硫尾气排放浓度的同时，也会采用一些有效的回收技术来保障硫酸生产企业的经济效益，也能够辅助企业提升自身的社会效益。

3 结语

文章汇总了硫酸尾气处理技术的发展和应用现状，指出了活性焦法、离子液吸收法、过氧化氢法、新型催化法等脱硫技术的应用状况。最后，文章针对已阐述的几种脱硫方法，对硫酸尾气处理技术未来发展趋势进行展望，并指出微生物脱硫技术属于未来重点的研究方向：脱硫技术成本越来越低，脱硫回收技术越来越纯熟。望文章分析的内容，能为该领域相应企业或者研究机构提供帮助。