SO2、NOx的处理方法
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二氧化硫污染的治理方法化工与能源学院化学工程与工艺X班XXXXXX摘要:大气污染会对人类和其它生物的健康造成危害,本世纪以来,不断发生的公害,使人们认识到保护大气不受污染的重要性。
二氧化硫是大气主要污染物之一,是衡量大气污染程度重要标志。
目前我国是世界上二氧化硫排放量最大的国家,我国城市大气污染严重,对社会环境产生很大压力。
本文分析了二氧化硫的来源和危害,综述了二氧化硫废气的各种治理方法。
之处选择脱硫方法需要具体情况具体分析,应选择脱硫效率高,省投资,运转费低,长期运转稳定可靠,不产生二次污染的方法。
关键词:二氧化硫; 污染现状; 治理方法1 SO2的来源大气中的二氧化硫主要是由含硫燃料燃烧和生产工艺过程中采用含硫原料所产生的。
原油、煤以及铁、铜、铅、锌、铝矿石等许多原料中都含有硫。
煤和油等含硫燃料的燃烧、原油的炼制、金属矿石的冶炼等过程中,燃料和工业原料中的硫与氧结合,生成二氧化硫气体,排放到大气中,达到一定的量时,就会产生二氧化硫污染。
2 SO2的危害对人体健康的危害SO2SO2是一种无色具有强烈刺激性气味的气体,易溶于人体的体液和其他黏性液中,长期的影响会导致多种疾病,如:上呼吸道感染、慢性支气管炎、肺气肿等,危害人类健康。
SO2在氧化剂、光的作用下,会生成使人致病、甚至增加病人死亡率,据有关研究表明,当硫酸盐年浓度在10μg/m3 左右时,每减少10%的浓度能使死亡率降低%。
SO对植物的危害2研究表明,在高浓度的SO2的影响下,植物产生急性危害,叶片表面产生坏死斑,或直接使植物叶片枯萎脱落;在低浓度SO2的影响下,植物的生长机能受到影响,造成产量下降,品质变坏。
其主要伤害有:因H+降低细胞PH产生的伤害,因SO2导致细胞PH下降会引起气孔关闭,使叶绿素变成脱镁叶绿素等。
因SO32-和HSO3-的直接作用产生的伤害,可能与二硫化物反应切断双硫键;与辅酶反应,可使硫胺素分解为嘧啶和噻唑;与嘧啶化合物反应,使mRNA钝化。
脱硫脱硝工艺方法和原理1. 引言随着工业化进程的加快和环境污染的加重,脱硫脱硝成为了重要的环境保护措施。
脱硫脱硝是指去除燃煤、燃油等燃料中的二氧化硫(SO2)和氮氧化物(NOx)的过程。
本文将详细介绍脱硫脱硝的工艺方法和原理。
2. 脱硫工艺方法和原理2.1 石膏法脱硫石膏法脱硫是一种常用的脱硫工艺方法,其基本原理是利用石灰石(CaCO3)与二氧化硫(SO2)反应生成石膏(CaSO4·2H2O),从而达到脱硫的目的。
其工艺流程如下:1.燃煤锅炉中产生的烟气经过除尘器去除颗粒物后,进入脱硫塔。
2.在脱硫塔中,石灰石与烟气中的二氧化硫反应生成石膏,并吸附一部分颗粒物。
3.脱硫后的烟气经过脱湿器去除水分后,排放到大气中。
石膏法脱硫的原理是利用石灰石的碱性来中和烟气中的酸性物质,将二氧化硫转化为不溶于水的石膏。
其反应方程式如下:CaCO3 + SO2 + 1/2O2 + H2O → CaSO4·2H2O + CO22.2 活性炭吸附法脱硫活性炭吸附法脱硫是一种利用活性炭吸附二氧化硫的工艺方法。
其基本原理是通过活性炭的大孔结构和表面吸附作用,将烟气中的二氧化硫吸附到活性炭上,从而达到脱硫的目的。
其工艺流程如下:1.烟气经过除尘器去除颗粒物后,进入活性炭吸附塔。
2.在吸附塔中,烟气经过活性炭层,其中的二氧化硫被吸附到活性炭上。
3.定期更换或再生活性炭,使其重新具有吸附能力。
4.脱硫后的烟气经过脱湿器去除水分后,排放到大气中。
活性炭吸附法脱硫的原理是利用活性炭的吸附特性,将烟气中的二氧化硫吸附到活性炭表面,从而达到脱硫的目的。
2.3 氨法脱硫氨法脱硫是一种利用氨水与二氧化硫反应生成硫酸铵的工艺方法。
其基本原理是通过氨与二氧化硫的反应生成不溶于水的硫酸铵,从而达到脱硫的目的。
其工艺流程如下:1.烟气经过除尘器去除颗粒物后,进入脱硫塔。
2.在脱硫塔中,氨水与烟气中的二氧化硫反应生成硫酸铵,同时也吸附一部分颗粒物。
烟气同时脱硫脱硝的六种方法脱硫脱硝的六种方法:1)活性炭法该工艺主体设备是一个类似于超吸附塔的活性炭流化床吸附器,在吸附器内,烟气中的SO2被氧化成SO3并溶于水中,产生稀硫酸气溶胶,随后由活性炭吸附。
向吸附塔内注入氨,氨与NOx在活性炭催化还原作用下生成N2,吸附有SO2的活性炭可进入脱附器中加热再生。
2)SNOx(WSA-SNOx)法WSA-SNOx法是湿式洗涤并脱除NOx技术。
在该工艺中烟气首先经过SCR反应器,NOx在催化剂作用下被氨气还原为N2,随后烟气进入改质器中,SO2在此被固相催化剂氧化为SO3,SO3经过烟气再热器GGH后进入WSA冷凝器被水吸收转化为硫酸。
采用SNOx技术,SO2和NOx的脱除率可达95%。
SNOx技术除消耗氨气外,不消耗其他的化学品,不产生其他湿法脱硫产生的废水、废弃物等二次污染,不产生石灰石脱硫产生的CO2,不足之处是能耗较大,投资费用较高,而且浓硫酸的储存及运输较困难。
3)NOxSO法在电除尘器(EP)下游设置流化床吸收塔(FB),用硫酸钠浸渍过的γ-Al2O3圆球作为吸收剂,吸收剂吸收NOx、SO2后,在高温下用还原性气体(CO、CH4等)进行还原,生成H2S和N2。
4)高能粒子射线法高能粒子射线法包括电子束(EBA)工艺和等离子体工艺,原理是利用高能粒子(离子)将烟气中的部分分子电离,形成活性自由基和自由电子等,氧化烟气中的NOx。
这种技术不仅能去除烟气中的NOx 和SO2,还能同时去除重金属等物质。
典型工艺过程依次包括:游离基的产生,脱硫脱硝反应,硫酸铵、硝酸铵的产生。
主要有电子束照射技术和脉冲电晕等离子体技术。
电子束照射技术脱硝率可达到75%以上,不产生废水和废渣。
脉冲电晕等离子体技术可同时脱硫、脱硝和除尘,但是耗能较大,目前对其反应机理还缺乏全面的认识。
5)湿式FGD加金属螯合物法仲兆平等发明了喷射鼓泡法用烟气脱硫脱硝吸收液,包括石灰或石灰石浆液、占石灰或石灰石浆液0.05%~0.5%(质量分数)的水溶性有机酸和占石灰或石灰石浆液0.03%~0.3%(质量分数)的铁系或铜系金属螯合物。
SOx排烟脱硫从燃料燃烧或工业生产排放的废气中去除SO2的技术出现于19世纪80年代。
1884年英国有人用石灰水在洗涤塔中吸收燃烧硫磺形成的SO2,回收硫酸钙(CaSO4)。
1897年日本本山冶炼厂用石灰乳【Ca(OH)2】脱除有色金属冶炼烟气中高浓度SO2(SO2浓度大于3%),脱硫率为21~23%。
1930年英国伦敦电力公司完成了用水洗法脱除烟气中低浓度SO2(SO2浓度小于3%)的研究工作,并在泰晤士河南岸巴特西电站,建造一套用泰晤士河水调制白垩料浆洗涤烟道气中SO2的装置。
排烟脱硫的方法有80多种,按使用的吸收剂或吸附剂的形态和处理过程,分为干法和湿法两大类。
干法用固态吸附剂或固体吸收剂去除烟气中的SO2的方法。
此法虽然出现较早,但进展缓慢,如美国和日本只有少数几套干法排烟脱硫工业装置投产。
中国湖北省松木坪电厂采用活性炭吸附电厂烟气中SO2已试验成功。
干法排烟脱硫存在着效率低、固体吸收剂和副产物处理费事、脱硫装置庞大、投资费用高等缺点。
目前在工业上应用的干法排烟脱硫主要有石灰粉吹入法、活性炭法和活性氧化锰法等。
石灰粉吹入法:将石灰石(CaCO3)粉末吹入燃烧室内,在1050℃高温下,CaCO3分解成石灰(CaO),并和燃烧气体中的SO2反应生成CaSO4。
CaSO4和未反应的CaO等颗粒由集尘装置捕集。
吹入的石灰石粉通常为化学计量的2倍。
此法脱硫率约为40~60%。
活性炭法:用多孔粒状、比表面积大的活性炭吸附烟气中SO2。
由于催化氧化吸附作用,SO2生成的硫酸附着于活性炭孔隙内。
从活性炭孔隙脱出吸附产物的过程称为脱吸(或解吸)。
用水脱吸法可回收浓度为10~20%的稀硫酸;用高温惰性气体脱吸法可得浓度为10~40%的SO2;用水蒸汽脱吸法可得浓度为70%的SO2。
活性氧化锰法(DAP-Mn法):用粉末状的活性氧化锰(MnOx·nH2O)在吸收塔内吸收烟气中的SO2,其流程如附图。
工业炼铁过程中,尾气处理是非常重要的环境保护措施。
炼铁尾气中通常含有二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)、颗粒物和其他有机化合物等污染物。
以下是几种常见的炼铁尾气处理方法:1. 脱硫:二氧化硫是炼铁尾气中的主要污染物之一,脱硫的方法包括湿法脱硫和干法脱硫。
湿法脱硫常用的方法是石膏脱硫法,通过使用石膏或其他吸收剂将SO2转化为石膏(CaSO4)并沉降。
干法脱硫常用的方法是喷射碱或喷射活性材料来吸附和中和尾气中的SO2。
2. 脱硝:氮氧化物是炼铁尾气中的另一个主要污染物,可以通过选择性催化还原(SCR)或选择性非催化还原(SNCR)等方法进行脱硝。
SCR方法利用催化剂将氨(NH3)或尿素(CO(NH2)2)与尾气中的NOx反应,将其转化为氮气和水。
SNCR方法则通过在高温条件下直接添加氨或尿素,使其与尾气中的NOx反应来降低氮氧化物的浓度。
3. 颗粒物去除:通过电除尘器、布袋除尘器、静电除尘器等设备,将尾气中的颗粒物净化掉。
这些设备利用静电、过滤或离心力等原理,将颗粒物捕集下来并分离。
4. 有机物处理:炼铁尾气中可能还含有一些挥发性有机物(VOCs)。
处理方法包括吸附、氧化和生物处理等。
吸附常用的方法是活性炭吸附或催化剂吸附,将有机物物理或化学吸附在吸附剂上。
氧化方法包括热解氧化和催化氧化等,通过高温或催化剂作用将有机物转化为无害的物质。
生物处理利用微生物来降解有机物,如生物滤床法或生物接触氧化法。
除了之前提到的尾气处理方法,还有其他一些炼铁尾气处理方法和技术可以考虑使用:5. 高温除尘:在尾气处理系统中,可以使用高温除尘器来去除颗粒物。
高温除尘器利用高温燃烧或热风作用,将尾气中的颗粒物进行热解或氧化降解。
6. 液体喷雾洗涤:液体喷雾洗涤是一种常见的尾气处理方法,通过向尾气中喷洒液体(如水或溶液),使颗粒物和有机物与液体接触,通过洗涤过程将其捕集并去除。
7. 活性氧化:通过使用氧化剂(如臭氧、氢过氧化物等),将尾气中的污染物进行化学氧化反应,将其转化为无害的物质。
超低排放技术方案首先是大气污染物治理技术。
大气污染物主要包括颗粒物(PM2.5、PM10)、二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)等。
针对颗粒物的治理技术主要包括机械除尘、静电除尘、湿法除尘等。
其中,静电除尘采用在气流中加电场的方式,使颗粒物带电并被收集,具有高效、经济的特点。
对于SO2的治理,常用的方法是石灰石石膏法和海水脱硫法。
这两种方法分别利用石灰或者海水与SO2反应生成硫酸钙或者硫酸钠,从而达到脱硫的效果。
对于NOx的治理,常用的方法是选择性催化还原法,利用氨在催化剂的作用下与NOx反应生成氮和水。
其次是水污染物治理技术。
水污染物主要包括重金属、有机物、氮磷等。
对于重金属的治理,常用的方法有沉淀、吸附和隔离等。
其中,沉淀是利用金属离子与沉淀剂反应生成不溶性沉淀物,从而减少金属离子的浓度。
吸附是利用吸附剂吸附金属离子,常用的吸附剂有活性炭、聚合物等。
对于有机物的治理,常用的方法包括生化处理和物理吸附等。
生化处理是利用微生物将有机物降解为无害的物质,常见的方法有好氧生物处理和厌氧生物处理等。
物理吸附则是利用活性炭等吸附剂将有机物吸附,从而达到去除有机物的目的。
对于氮磷的治理,主要利用生化法和化学沉淀法。
生化法主要利用硝化和反硝化过程将氨氮转化为硝态氮和氮气,磷酸盐通过生物吸附和化学还原得到去除。
再次是固体废物处理技术。
固体废物主要包括垃圾、煤矸石等。
对于垃圾的处理,常用的方法有焚烧和填埋。
焚烧是利用高温燃烧将垃圾转化为无害物质和能量,可以减少垃圾的体积和有害物质的排放。
填埋是将垃圾掩埋在地下,采用生物降解和厌氧条件降解有机物,将废物体积减少并避免有害物质排放。
对于煤矸石的处理,常用的方法是浸泡氧化法(WAO)。
WAO是指用氧化剂与煤矸石发生氧化反应,将其转化为无害的物质。
最后是低碳技术。
低碳技术主要包括降低能源消耗和使用清洁能源。
降低能源消耗的方法有节能改造、提高能源利用效率、绿色建筑等。
节能改造主要包括对现有设备进行优化和升级,采用高效节能设备等。
石油化工中的脱硫脱硝技术石油化工行业是世界上最重要的工业部门之一,然而,其生产过程会产生大量的二氧化硫(SO2)和氮氧化物(NOx),这些气体对环境和人类健康造成严重威胁。
因此,在石油化工过程中,脱硫脱硝技术的应用变得非常重要。
本文将讨论石油化工中常见的脱硫脱硝技术及其应用。
一、脱硫技术1. 燃烧方式脱硫燃烧方式脱硫是一种常见的脱硫技术,在石油化工中广泛应用。
该技术通过在燃烧过程中添加脱硫剂,如石灰石、石膏等,来降低燃料中的硫含量。
在燃烧过程中,硫与脱硫剂发生化学反应,生成无害的硫酸钙(CaSO4)沉淀物。
这种方法既可以减少SO2的排放,又可以回收硫。
2. 湿法烟气脱硫湿法烟气脱硫是一种高效脱硫技术,其原理是通过将烟气与含有碱金属离子的吸收剂接触,将SO2吸收到吸收剂中。
常用的吸收剂包括氢氧化钙(Ca(OH)2)和氨水(NH3)。
其中,氨水法是目前最常用的湿法脱硫技术,具有高效、灵活性强等优点。
3. 干法烟气脱硫干法烟气脱硫是一种将石灰石作为脱硫剂进行固定床吸收的技术。
通过将烟气与石灰石直接接触,SO2会与石灰石中的氧化钙(CaO)发生化学反应,生成无害的硫酸钙。
该技术可以同时去除烟气中的SO2和微粒物质。
二、脱硝技术1. 选择性催化还原(SCR)选择性催化还原(SCR)是一种常用的脱硝技术,通过在合适的温度下将氨(NH3)或尿素(CO(NH2)2)注入烟气中,通过催化剂的作用将NOx转化为无害的氮气(N2)和水(H2O)。
SCR技术具有高效、能耗低、适应性强等优点,已广泛应用于石油化工中。
2. 活性炭吸附法活性炭吸附法是一种将烟气中的NOx吸附到活性炭表面的方法。
这种技术通过在活性炭上形成一层氮氧化物吸附剂,使NOx在表面被吸附并转化为无害物质。
活性炭吸附法具有操作简单、投资成本低和损耗小等优点。
3. SDNR技术SDNR(Selective Direct Noncatalytic Reduction)技术是一种新型的非催化还原技术,其原理是通过在烟气中注入适量的还原剂(如氨或尿素)来直接还原NOx为N2和H2O。
脱硝脱硫工艺流程图脱硝脱硫是指将燃煤、燃油等含硫高的化石燃料中的二氧化硫(SO2)和氮氧化物(NOx)去除的过程。
脱硝脱硫工艺流程是根据燃料的不同特性和处理要求而设计的,下面是一个典型的脱硝脱硫工艺流程图。
工艺流程图如下:燃料入炉││▼▲ ▲│ │ │ ││ │ │ │▼ ▼ ▼ ▼烟气烟气出炉进入└─▲ 脱硝脱硫塔││▼▲ ▲│ │ │ ││ │ │ │▼ ▼ ▼ ▼烟囱产生产生出口脱硫脱硝│ 副产物:氧化铁│▼▲ ▲│ ││ │▼ ▼除尘器工艺流程说明:首先,燃料进入炉中燃烧,产生烟气。
烟气中含有大量的SO2和NOx。
然后,烟气进入脱硝脱硫塔。
脱硝脱硫塔是用来去除烟气中的SO2和NOx的设备,其中包括脱硫和脱硝两个单元。
在脱硫单元中,烟气经过喷射喷嘴,喷洒脱硫剂(如石膏乳浆或氨水),使SO2与脱硫剂发生化学反应,生成硫化物(如CaSO3或Na2SO3)。
硫化物与氧气反应,生成硫酸盐(如CaSO4或Na2SO4)。
脱硫剂中的硫酸盐会沉积在脱硫塔的底部,定期清除。
在脱硝单元中,烟气通过催化剂床,NOx与氨气发生催化反应,生成氮气和水蒸气。
这个过程称为选择性催化还原(SCR)。
脱硝脱硫后,烟气进入除尘器,去除烟气中的颗粒物。
最后,经过除尘器的过滤,烟气从烟囱排放出去。
在整个脱硝脱硫的过程中,还会产生一定的副产物,如氧化铁。
这些副产物需要进行处理和处置,以保护环境。
以上是一个典型的脱硝脱硫工艺流程图,不同的脱硝脱硫工艺会有一些差异,但基本原理是相似的。
脱硝脱硫工艺的目的是减少燃料燃烧过程中对环境的污染,保护大气、水体等自然资源。
二氧化硫、氮氧化物二次反应是指在大气中,二氧化硫和氮氧化物发生复杂的化学反应,生成二次污染物的过程。
这种反应通常发生在大气中一氧化氮(NO)和氧气(O2)组成的氮氧化物(NOx)与二氧化硫(SO2)共同存在的情况下,经过一系列的氧化、还原和水溶性化学反应后,生成的二次污染物包括硫酸、硝酸等。
此类反应通常发生在工业区域和交通繁忙的城市,由于排放的二氧化硫和氮氧化物的存在,容易造成空气污染问题,对人体健康和环境产生很大威胁。
此外,这种二次污染物还可以与大气中的水蒸气形成酸雨,危害植被和水体生态系统,加速建筑物的老化和腐蚀,对环境的破坏力也更大。
为了减少二氧化硫、氮氧化物的排放和降低空气污染问题,应该采取有效的措施,例如加强工业企业和交通运输行业的管理和监督,推广清洁生产和高效燃烧技术,加强废气处理和治理,提高公众环保意识等。
这些措施有助于减少二氧化硫、氮氧化物的排放和减少二次反应的发生,达到减轻大气污染的目的。
此外,还可以通过以下方式来缓解二氧化硫、氮氧化物的二次污染问题:1. 发展清洁能源。
采用清洁能源(如太阳能、风能、水能、地热能等),减少化石燃料的消耗,避免排放大量的二氧化硫、氮氧化物。
2. 加强城市绿化。
增加植被覆盖面积,促进植物吸收和固定二氧化碳,降低二氧化硫、氮氧化物的浓度,减缓二次污染。
3. 提倡低碳出行。
推广公共交通、鼓励步行骑行等低碳出行方式,减少车辆尾气排放,降低空气污染。
4. 倡导节能减排。
通过推广节能减排技术、优化工业生产、推广科学的垃圾处理等措施,减少能源的消耗和排放的废气。
5. 推动国际合作。
大气污染是全球公害问题,需要各国共同合作,制定全球性的减排目标,并保持信息共享与科技交流,共同应对大气污染问题。
总之,二氧化硫、氮氧化物二次反应是重要的空气污染问题,对人类健康和环境产生严重威胁。
人们应该在日常生活中注意减少化石能源的消耗,推广清洁能源和低碳出行方式,通过各种措施共同应对空气污染问题,保护环境、保障健康。