排污企业二氧化硫控制技术研究

引言：随着工业化的快速发展，二氧化硫（SO₂）排放问题日益突出，对环境和人类健康造成了严重威胁。SO ₂是形成酸雨的主要前体物，还会导致呼吸道疾病和生态系统破坏。我国作为世界上最大的能源消费国，SO ₂排放量长期居高不下，控制 SO₂ 排放已成为环境保护工作的重中之重。本文旨在系统梳理 SO ₂控制技术，为排污企业选择合适的技术方案提供参考，同时探讨未来技术发展方向，为实现绿色可持续发展提供技术支持。

一、二氧化硫的来源及危害

二氧化硫主要来源于含硫化石燃料的燃烧过程，包括煤炭、石油等能源的利用。在工业生产中，金属冶炼、化工生产等过程也会产生大量 SO₂ 排放。据统计，我国 SO₂ 排放量中，燃煤电厂贡献了约50% ，工业锅炉占 30% ，其他工业过程占 20% 。

SO ₂对环境的危害主要表现在以下几个方面：首先，SO ₂是酸雨形成的主要前体物，会严重破坏土壤生态系统和水体环境；其次，SO ₂会导致建筑物和文物腐蚀；再次，SO ₂在大气中可转化为硫酸盐气溶胶，影响区域气候。对人体健康而言， SO₂ 会刺激呼吸道，引发哮喘、支气管炎等疾病，长期暴露还可能导致心血管疾病。世界卫生组织指出， SO₂ 浓度每增加 10μg/m³ ，呼吸系统疾病死亡率就上升 0.5% 。

二、二氧化硫控制技术分类

根据 SO₂ 产生的不同阶段，控制技术可分为燃烧前、燃烧中和燃烧后三大类。燃烧前控制主要通过燃料处理降低硫含量；燃烧中控制是在燃烧过程中抑制 SO₂ 生成；燃烧后控制则是对烟气中的 SO₂ 进行脱除。每种技术都有其适用条件和优缺点，企业应根据自身情况选择合适的技术组合。

三、燃烧前控制技术

燃烧前控制技术主要包括物理洗选法、化学脱硫法和生物脱硫法。物理洗选法利用密度差异分离煤中的硫分，可脱除 40-60% 的无机硫，但对有机硫无效。化学脱硫法通过氧化、还原等反应脱硫，脱硫率可达 90% ，但成本较高。生物脱硫法利用微生物代谢作用脱硫，具有环境友好特点，但处理周期长。燃料预处理可显著降低后续处理负荷，但投资较大，适合新建企业。

四、燃烧中控制技术

燃烧中控制技术主要包括流化床燃烧脱硫和炉内喷钙技术。流化床燃烧在 850-900^∘C 下进行，添加石灰石等吸收剂可脱除 90% 以上的SO ₂，同时降低 NOx 排放。炉内喷钙技术将吸收剂直接喷入炉膛，脱硫率约 30‰ ，适合改造项目。燃烧中控制具有系统简单、投资较低的优点，但可能影响燃烧效率，需优化操作参数。

五、燃烧后控制技术

燃烧后控制技术即烟气脱硫（FGD），可分为湿法、半干法和干法三大类。湿法石灰石 - 石膏法脱硫效率达 95% 以上，副产物可资源化利用，但系统复杂、投资高。半干法喷雾干燥法脱硫率 80-90% ，耗水量少，适合中小型锅炉。干法包括活性炭吸附、电子束辐照等新技术，无废水产生，但运行成本较高。FGD 技术成熟可靠，是现有企业改造的首选方案。

六、前沿治理技术

6.1 生物脱硫

生物脱硫是利用微生物的代谢作用将 SO2 转化为无害物质或有用的资源。例如，基因工程改造的硫杆菌菌株可在 pH2.0 环境下高效工作，将 500mg/m³ 的 SO2 废气净化至 30mg/m³ 以下，运行成本较传统方法降低 40% 。该技术特别适用于低浓度废气处理场景，具有环保、节能、可再生、适应性强等优势，利用微生物降解SO2 不会产生二次污染，无需消耗额外的能源，生物吸附剂可以循环使用 。但生物脱硫也存在微生物生长条件要求严格、处理效率受温度、 pH 值等环境因素影响较大等问题。目前，生物脱硫技术还处于研究和试点应用阶段，需要进一步优化微生物菌株和反应条件，提高其稳定性和可靠性。

6.2 膜分离技术

膜分离技术是利用特殊的膜材料对 SO2 进行分子级精准截留。中石化研发的 PTFE/SiO2 复合膜材料，在 3-5μm 孔径下实现 SO2 渗透选择性达 99.2% 。某炼油厂应用案例表明，该技术较传统洗萘工艺节能 60% ，且无钙结垢风险。膜分离技术具有高效、节能、无相变等优点，但膜材料成本较高，膜的使用寿命有限，容易受到污染而影响性能。为了推广膜分离技术在SO2 治理中的应用，需要研发高性能、低成本、抗污染的膜材料，同时优化膜分离设备和操作工艺。

6.3 催化氧化法

针对 <2000mg/m³ 的低浓度废气，钒基催化剂在 条件下可实现 98% 转化率。某硫酸厂采用两段式反应器，配合智能吸收液循环系统，使尾气 so_-2 浓度从 8000mg/m³ 降至 28mg/m³ ，达到超低排放标准 。催化氧化法具有低温高效转化的特点，能有效处理低浓度 SO_2 废气，但催化剂的成本和使用寿命是需要考虑的问题，且对反应条件要求较为严格。未来需要进一步研发高活性、长寿命、低成本的催化剂，以及优化催化氧化反应系统。

七、技术经济性比较与选择建议

从脱硫效率看，湿法 FGD> 流化床燃烧 > 燃烧前处理；从投资成本看，湿法 FGD> 流化床 > 燃烧前处理；从运行成本看，湿法 FGD>半干法 > 干法。大型电厂宜采用湿法 FGD，中小锅炉可选择半干法或流化床燃烧，高硫煤企业应优先考虑燃烧前处理。未来发展方向包括多种技术组合应用、智能化控制、副产物资源化等，以实现更高效经济的SO ₂控制。

八、结论

SO ₂控制技术已形成完整的体系，各类技术各有特点。排污企业应综合考虑燃料特性、排放标准、经济条件等因素，选择最适合的技术方案。随着环保要求的不断提高，开发高效、低耗、资源化的新型SO ₂控制技术将成为研究重点。同时，加强政策引导和技术创新，推动SO₂ 控制技术的广泛应用，对改善大气环境质量具有重要意义。

参考文献

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作者简介：

夏得法（1979.11—），男，汉族，籍贯：山东省临沂人，。

王其忠（1969.11-），男，汉族，籍贯：山东烟台龙口市人，。