二氧化硫的防治

二氧化硫的污染来源

二氧化硫的来源：主要是人为来源：大多的二氧化硫都是在化石燃料，特别是煤炭在燃烧过程中形成的，另外，硫酸制备等工业也会产生一定量的二氧化硫。因此，就某一种具体的污染物而言，通常具有多种生产途径。有关研究表明，目前90%二氧化硫排放是来自染煤的废气。

国内的二氧化硫污染源可归纳为三个方面：（1）硫酸厂尾气中排放的二氧化硫；（2）有色金属冶炼过程排放的二氧化硫：如铜、铅、锌、钴、镍、金、银等矿物，都含硫化物，在冶炼过程中排放出大量的二氧化硫；（3）燃煤烟气中的二氧化硫：煤炭在一次能源中约占75%，我国煤炭产量居世界第一位，且多为高硫煤（硫含量超过 2.5%），其储量占煤炭总储量的20%～25%。在全国煤炭的消费中，占总量84%的煤炭被直接燃用，燃烧过程中排放出大量的二氧化硫（特别是火力发电站及炼焦化工等行业），燃煤二氧化硫排放占总二氧化硫排放量的85%以上，造成严重的大气污染。

二氧化硫的危害

硫常以二氧化硫和硫化氢的形态进入大气，也有一部分以亚硫酸及硫酸盐微粒形式进入大气。其中，二氧化硫是一种无色、具有刺激性气味的不可燃其他，分布广、危害大。二氧化硫和飘尘具有协同效应，两者共存与大气中对人体危害更大。二氧化硫在大气中极度不稳定，最多只能存在1~2天。在相对湿度较大，以及有催化剂存在时，可发生催化反应，生成三氧化硫，进而生成硫酸盐，所以，二氧化硫是形成酸雨的主要因素。硫酸盐在大气中可存留1周以上，能飘移至1000km以外，造成远离污染源以外的区域性污染。二氧化硫也可以在太阳紫外线的照射下发生光化学反应，生成三氧化硫和硫酸雾，从而降低大气的能见度。

在我国的现状

据估计，人为排放到大气中的二氧化硫约为13000万t/a，其中9000万t来自煤的燃烧，约占76%。二氧化硫年均浓度未达到国家二级标准的城市占统计城市的19.4%。其中超过国家空气质量三级标准的城市占统计城市的9.7%，比上个年度降低2个百分点。二氧化硫污染严重的城市主要分布在山西、河北、贵州、重庆及甘肃、陕西、四川、湖南、广西、内蒙古的部分地区。

研究表明,按照目前中国的能源政策，到2010年和2020年，煤炭在中国一次能源供应结构中仍将占68.3%和63.1%。若不采取有效的能源措施，2020年我国的二氧化硫排放量将达到3500万吨。二氧化硫的大量排放造成我国城市的空气污染十分严重。根据国家环保总局对全国2177个环境监察站13年的监测数据，我国有62.3%的城市环境空气二氧化硫的浓度超过国家环保空气质量二级标准。从总体情况来看，我国大城市空气中二氧化硫的平均浓度要比中小城市高出60%左右。二氧化硫的大量排放还造成了我国酸雨污染的迅速发展。20世界90年代以前，我国酸雨主要发展以重庆、贵阳和柳州为代表的西南地区，酸雨去的面积约为170万平方公里。到90年代中期，酸雨已经发展到长江以南。青藏高原以东的广大地区,面积扩大了100多万。近年来，华北的京津地区、东北的丹东、图们等地区也经常出现酸性降水。我国酸雨主要分布在长江以南、青藏高原以东的广大地区及四川盆地，酸雨区面积约占国土面积的30%。

近年来，华中酸雨区一直是全国酸雨污染最严重的区域；西南酸雨区污染有所缓和，但整体污染仍很严重；华南酸雨区总体格局变化不大；华东酸雨区局部污染加重；北方部分地区也出现酸雨，各省间存在致酸物质的远距离输送和相互影响。

目前主要防治方法——烟气脱硫

烟气脱硫大致分为以下几种：

一、石灰石——石膏法脱硫：此工艺是世界上应用最广泛的一种脱硫技术，日本、德国、美国的火力发电厂采用的烟气脱硫装置约90%采用此工艺。

它的工作原理是：将石灰石粉加水制成浆液作为吸收剂泵入吸收塔与烟气充分接触混合，烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及从塔下部鼓入的空气进行氧化反应生成硫酸钙，硫酸钙达到一定饱和度后，结晶形成二水石膏。经吸收塔排出的石膏浆液经浓缩、脱水，使其含水量小于10%，然后用输送机送至石膏贮仓堆放，脱硫后的烟气经过除雾器除去雾滴，再经过换热器加热升温后，由烟囱排入大气。由于吸收塔内吸收剂浆液通过循环泵反复循环与烟气接触，吸收剂利用率很高，钙硫比较低，脱硫效率可大于95%。

二、旋转喷雾干燥烟气脱硫工艺

喷雾干燥法脱硫工艺以石灰为脱硫吸收剂，石灰经消化并加水制成消石灰乳，消石灰乳由泵打入位于吸收塔内的雾化装置，在吸收塔内，被雾化成细小液滴的吸收剂与烟气混合接触，与烟气中的SO2发生化学反应生成CaSO3,烟气中的SO2被脱除。与此同时，吸收剂带入的水分迅速被蒸发而干燥，烟气温度随之降低。脱硫反应产物及未被利用的吸收剂以干燥的颗粒物形式随烟气带出吸收塔，进入除尘器被收集下来。脱硫后的烟气经除尘器除尘后排放。为了提高脱硫吸收剂的利用率，一般将部分除尘器收集物加入制浆系统进行循环利用。该工艺有两种不同的雾化形式可供选择，一种为旋转喷雾轮雾化，另一种为气液两相流。喷雾干燥法脱硫工艺具有技术成熟、工艺流程较为简单、系统可靠性高等特点，脱硫率可达到85%以上。该工艺在美国及西欧一些国家有一定应用范围（8%）。脱硫灰渣可用作制砖、筑路，但多为抛弃至灰场或回填废旧矿坑。

三、烟气循环流化床脱硫工艺

烟气循环流化床脱硫工艺由吸收剂制备、吸收塔、脱硫灰再循环、除尘器及控制系统等部分组成。该工艺一般采用干态的消石灰粉作为吸收剂，也可采用其它对二氧化硫有吸收反应能力的干粉或浆液作为吸收剂。由锅炉排出的未经处理的烟气从吸收塔（即流化床）底部进入。吸收塔底部为一个文丘里装置，烟气流经文丘里管后速度加快，并在此与很细的吸收剂粉末互相混合，颗粒之间、气体与颗粒之间剧烈磨擦，形成流化床，在喷入均匀水雾降低烟温的条件下，吸收剂与烟气中的二氧化硫反应生成CaSO3 和CaSO4。脱硫后携带大量固体颗粒的烟气从吸收塔顶部排出，进入再循环除尘器，被分离出来的颗粒经中间灰仓返回吸收塔，由于固体颗粒反复循环达百次之多，故吸收剂利用率较高。

此工艺所产生的副产物呈干粉状，其化学成分与喷雾干燥法脱硫工艺类似，主要由飞灰、CaSO3、CaSO4和未反应完的吸收剂Ca(OH)2等组成，适合作废矿井回填、道路基础等。

典型的烟气循环流化床脱硫工艺，当燃煤含硫量为2%左右，钙硫比不大于1.3时，脱硫率可达90%以上，排烟温度约70℃。此工艺在国外目前应用在10~20万千瓦等级机组。由于其占地面积少，投资较省，尤其适合于老机组烟气脱硫。

从根源上预防二氧化硫产生

一、改革能源结构

改革能源结构分为两点：一是发展城市燃气，城市燃气是指符合要求的适合于城市民用的各种可燃气体。以煤炭为主的能源构成是我国长期的能源政策。因此，通过发展城市燃气是改革能源结构，减少二氧化硫排放的有效途径。发展城市燃气主要有：积极发展煤的液化、气化、焦炉制气，合理利用天然气和液化石油气；回收和合理利用企业可燃废气等技术途径。通过以上途径，已使我国城市燃气事业得到较快发展。每年节约原煤

400万t左右，减少二氧化硫排放量7.8万t，减少城市垃圾120万t,减少二氧化碳排放量210万t。二是采用无污染或少污染能源，开发利用太阳能、地热能、风能、水能、生物能、核能等较洁净的能源是解决大气污染问题的根本途径之一，要改变我国以煤炭为主的能源结构而导致的大气污染严重的局面，开发和利用无污染或少污染能源已经成为当务之急。

二、燃料的预处理

原煤经过洗选、筛分、成型及添加脱硫剂等加工处理，不仅可以大大降低含硫量、减少二氧化硫的排放量而且会产生可观的经济效益。实践表明，民用固硫型煤与燃用原煤相比可节约25%左右，并使一氧化碳排放量减少70%~80%，烟尘排放量减少90%，二氧化硫排放量减少40%~50%。据初步估算，洗煤带来的直接和间接效益为洗煤成本的3~4倍，这是最基本最现实的防治燃煤型大气污染的有效途径。

政府及相关部门政策

国务院有关部门要根据各自的职能分工，切实加强《计划》实施的指导和支持。有关二氧化硫治理重点项目的建设，请国家计委加强指导和督促；有关产业结构调整，淘汰、关停落后工艺、设备和企业技术改造等方面的工作，请国家经贸委加强指导和检查；有关城市燃气、集中供热等城市基础设施建设和管理，请建设部加强指导和督促；有关控制二氧化硫排放的经济政策，请国家计委、国家经贸委、财政部等部门研究制定和组织实施；有关酸雨和二氧化硫、氮氧化物控制的科技攻关和示范工程研究和建设，请科技部予以支持。环保总局要加强对两控区污染防治工作的监督管理。做好环境监测、信息、科研、标准和宣传教育工作。加强部门、地方之间的配合，做好跨区域重大环境问题的协调，并会同监察部加强环境执法检查，严肃查处各种环境违法行为，努力实现两控区污染防治目标。