硫酸尾气处理技术的发展现状及发展趋势展望

祝彬彬

摘要：在人们的社会生活当中，硫酸工业发挥了重要的作用。但是在硫酸工业当中，会排放出大量的尾气，这些尾气如果没有经过特殊处理、直接排放到空气当中的话会对大气造成严重的污染。在硫酸工业当中，尾气当中主要的污染物就是二氧化硫，这不仅会引起酸雨等自然灾害，浓度达到一定的量还会对人体和动物造成危害。国家高度重视对硫酸尾气的处理，并制定了相关的制度标准对尾气的处理做出了要求。目前，投入使用的硫酸尾气处理技术越来越多样化，在未来还将会产生更多处理效率高、效果好的新技术。

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.

关键词：硫酸尾气;处理技术;发展现状;发展趋势

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

中图分类号：X781.3                                     文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2020）19-0187-02

0  引言

在化学工业当中，硫酸是最为常见的产品，目前已经被广泛地应用于各个工业部门当中。但是与此同时，硫酸工业的污染性比较高，在工业生产的过程当中会向大气排放大量的二氧化硫，这对周边的环境造成了严重的污染。根据相关研究表明，目前我国硫酸工业对二氧化硫的排放已经成为了二氧化硫的重要污染源。根据我国2013年的规定，新建的硫酸企业在生产过程当中所排放的二氧化硫浓度需要被控制在每立方米400毫克之内。而在这之前，该限度为每立方米860克。新标准的颁布对很多硫酸生产企业来说都是一个新的挑战，这主要是由于硫酸生产尾气的处理难度比较大。为了更好地满足新的标准，企业就要不断探索新的尾气处理技术，并根据自身的实际情况来选择技术成熟、经济效益高的新技术。

1  硫酸尾气处理技术的发展现状

1.1 硫酸技术的发展

硫酸在生产的过程中用来制酸的原料气体通常需要經过度降温、除尘、净化、干燥等一系列的过程，然后进入到转化与吸收的过程。在经过这些工序之后，硫酸尾气就会变得比较洁净，其中二氧化硫的含量也得到了显著降低。

在过去的硫酸生产企业当中，多采用一吸一转工艺。这种方式虽然可以吸收大部分的硫酸尾气，但是吸收效率并不高，会对环境造成污染，已经无法满足硫酸尾气排放的现代化标准。经过相关人员的研究与探索，在上个世纪90年代的时候，随着各项技术的不当完善，传统的硫酸生产工艺也不断改革，硫酸生产工艺发展成为二转二吸工艺，生产尾气已经基本可以满足要求。为了更好地落实环境保护的目标，国家相关部门已经对硫酸尾气处理进行了深入的研究，并在这个基础上发现了新的处理技术，为硫酸生产企业提供了多样化的处理方法。目前，硫酸尾气处理的过程中可以根据实际情况选择合适的技术，在确保处理效果的同时降低处理成本、提高硫酸生产企业的经济效益。

1.2 硫酸尾气处理技术的种类

硫酸尾气处理的主要目标是减少二氧化硫的排放，方法有二，一提高原料烟气中二氧化硫的转化效率，二提高尾气中二氧化硫去除率。目前企业所使用的硫酸尾气处理技术主要包括以下三种类型。

1.2.1 强化催化剂的性能

在烟气处理的过程中，使用催化剂来提高转化率。为了进一步强化硫酸尾气处理的效果，对催化剂的性能进行不断优化是必要的步骤。这种方法主要有以下两个优点。第一是经过改进之后的催化剂无论是在性能稳定性上还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设备的基础上，不需要再购买新的设备和机器就可以实现硫酸尾气处理效果的提升，实现了对企业成本的节约。第二是通过使用催化剂并不会产生二次污染，也不需要进行气压等条件的处理。这样可以在现有厂房空间和用水用电消耗量的基础上，提高硫酸的生产量，实现对尾气的有效处理。该方法的缺点是，在一些硫酸生产工厂当中，所使用冶炼烟气和硫铁矿，这些原料烟气本身的成本比较复杂，会对催化剂的使用效果产生不良的影响。

1.2.2 使用过氧化氢进行尾气处理

使用过氧化氢来进行硫酸尾气处理的过程中，首先要将过氧化氢溶液添加到吸收塔当中，使该溶液能够与硫酸尾气充分接触。过氧化氢具有较强的氧化性，它可以将二氧化硫当中的硫元素进行氧化，使其成为硫酸。这个操作过程比较简单，但是在应用的过程中需要满足一定的条件。第一，要确保吸收塔当中的尾气对过氧化氢溶液具有较强的吸收率，能够实现与溶液的充分反映。第二是二者发生化学反应之后会生产稀硫酸溶液，在反应结束之后需要将这些稀硫酸溶液进行回收，否则也会对环境造成破坏。第三，在处理的过程中不能产生新的污染物质。第四是这种脱硫方式的成本较高，硫酸生产企业需要具备较好的经济条件才能应用。

在使用该方法来完成硫酸尾气处理的时候，为了实现对过氧化氢溶液的节约、提高尾气处理的效果，需要构建一个能够对稀硫酸进行回收利用和循环吸收的系统，该系统还需要能够根据硫酸尾气的量来连续、准确地计算出需要添加的过氧化氢溶液的质量。

1.2.3 新型催化脱硫

近年来，还出现了新型催化脱硫的方式来对硫酸尾气进行处理的技术。这一技术的原理是硫酸尾气在一定的温度范围内反应的速度比较快且含尘量比较低，因此可以通过将二氧化硫在催化剂控制在一定的范围内，通过调节水分来完成尾气的处理。在新型催化剂应用的过程当中，硫酸尾气生产装置可以直接进入到脱硫系统当中来，实现管道当中尾气与一定量的蒸汽相混合。然后通过风机将这些尾气运输到脱硫系统中去，利用钒系催化剂就可以使尾气当中的二氧化硫变为硫酸，这种方式无论是在操作上还是在运行流程上都比较简单，但是对催化剂的要求比较高。

2  常用的硫酸尾气处理技术

2.1 湿法脱硫

2.1.1 氨酸法

在使用氨酸法对硫酸尾气进行处理的过程中，主要是利用碱性吸收剂氨水来对二氧化硫进行回收，在这个过程中可以产生硫酸铵。氨酸法来实现硫酸尾气处理主要分为三个步骤。首先是将氨水溶液与硫酸尾气进行融合，实现溶液对二氧化硫气体的吸收。其次是产生的（NH4）2SO3会发生分解，产生（NH4）2SO4、水和二氧化硫。最后一个步骤是溶液当中残留的硫酸会与氨气继续发生中和反应，产生（NH4）2SO4。在第二个步骤当中产生了一些浓度比较高的二氧化硫，这些气体会被返回到制酸系统当中去。

2.1.2 离子液法

利用离子液来循环吸收硫酸尾气当中的二氧化硫是近年来新开发的脱硫技术，在这个过程当中，可以利用离子液作为吸收剂，将硫酸尾气当中硫元素吸收掉。该离子当中主要的成分为有机阳离子和无机阴离子，同时还有一定量的添加剂。离子液在使用的过程中并不会对环境造成破坏，对硫酸尾气当中的二氧化硫具有较强的吸收作用。在一定的高温环境中，离子液就可以将吸收的二氧化硫释放出来。

2.2 干法脱硫

干法脱硫通常指的是炭法烟气脱硫技术。炭法烟气主要是利用活性炭的作用将硫酸尾气当中的二氧化硫吸收。活性炭具有较强的吸附性，它可以将硫酸尾气当中的二氧化硫吸收掉，在这个过程中包含物理和化学两种吸附方法。当硫酸尾气比较干燥的时候，炭法烟气脱硫以物理吸附的作用为主;而当硫酸尾气比较湿润、含有较高浓度氧气的時候，则以化学吸附的作用为主。这是由于二氧化硫在遇到氧气之后，在活性炭的催化作用下，可以三氧化硫。而三氧化硫并不稳定，在遇到水之后会形成硫酸，这些硫酸可以富集到活性炭的空隙当中。当反应一段时间之后，孔隙当中的硫酸就会达到饱和，但是活性炭可以继续释放出活性位，使脱硫的效果得到恢复。

3  硫酸尾气处理技术的发展趋势展望

目前，国家对硫酸尾气排放的标准越来越高，这使得硫酸尾气处理技术也得到了不断创新，二氧化硫的转化效率不断提高。目前，氨酸法脱硫已经达到了较高的水平，未来也将会继续被应用于硫酸生产当中。而离子液法具有操作简单的特点，离子液的制备成本也比较低，未来将会得到进一步的推广与应用。而炭法烟气脱硫作为一种可回收和可资源化的技术，更符合对环境保护的要求，因此是发展前景最为广阔的处理技术。在未来，在该技术的基础上，将会不断发展成本更低、吸附速度更快的吸附剂，还会产生规模更大、流通量也更大的吸附塔和再生塔。在发展的过程中，研究人员将会不断探索新的再生条件，实现对再生环境的优化，并对反应过程中产生的副产品进行回收利用，并进一步对处理的工艺流程进行简化与创新。通过这些措施，可以实现炭法烟气脱硫技术的大型化和商业化发展。

4  结语

综上所述，目前已经产生了多种类型的硫酸尾气处理技术，随着技术的创新，这些技术也在不断被优化。目前应用范围比较广的处理技术包括干法与湿法这两种，其中炭法烟气脱硫技术有着较好的应用优势，在未来将会获得更为广阔的发展空间。硫酸生产企业需要根据自身的设备和资金情况选择适合的处理技术。

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