主要大氣污染物控制技術（2）

　　（二）二氧化硫凈化技術

　　目前控制燃燒生成的SO2，主要方法有：燃料脫硫，燃燒過程中脫硫或煙氣脫硫。

　　1．燃料脫硫

　　（1）煤炭的洗選：廣泛採用的工藝主要是重力分選法，分選後原煤合硫量降低40—90％。凈化效率取決於煤中無機和有機硫的含量。其他正在研究的脫硫方法有浮選法、氧化脫硫法、化學浸出法、化學破碎法、細菌脫硫法等多種方法，但尚無工業實用的價值。

　　（2）煤炭的轉化：主要是煤的氣化或液化，即對煤進行脫碳或加氫改變其原有的碳氫比，將煤料變成清潔的二次燃料。

　　煤氣主要是氫、一氧化碳和甲烷等可燃混合氣。煤氣中的硫主要以H2S形式存在，可用濕法脫除大部分H2S，再用干法除去其餘部分。

　　煤的液化方法分為二類：直接法（如SRC-Ⅱ法）；間接法（如魯齊氣化-弗-托合成法）。因方法工藝耗水量大，廢水污染嚴重，成本較高等因素影響該方法的普及。

　　（3）重油脫硫：常用的脫硫方法是在鉬、鈷和鎳等的金屬氧化物催化劑作用下，通過高壓加氫反應、切斷C—S的化合鍵，以氫置換出碳，同時氫與硫作用形成硫化氫，從重油中分離出來而除去。目前發展了直接脫硫和間接脫硫兩種工藝。

　　直接脫硫是選用抗中毒性能較好的催化劑，將重油直接引入裝有催化劑的反應塔加氫脫硫。這種方法效果好，可使脫硫重油含硫量下降到1％；間接脫硫，是先將重油減壓蒸餾，分成餾出油和殘油。單獨將餾出油進行高壓加氫脫硫，然後與殘油相混合；或以液化丙烷（或丁烷）作溶劑，對殘油進行處理，分離出瀝青後，再與餾出油混合進行加氫處理。

　　2．燃燒脫硫：煙氣中SO2濃度一般低於0.5％，給脫硫技術帶來不少困難，合理地選擇煙氣脫硫工藝必須考慮環境、經濟、社會等多種因素。煙氣脫硫方法一般可分為濕法和干法兩大類。

　　（1）石灰／石灰石洗滌：煙氣由含亞硫酸鈣和硫酸鈣的石灰／石灰石漿液洗滌，SO2與漿液中的鹼性物質發生化學反應生成亞硫酸鹽和硫酸鹽。漿液中的固體（包括燃煤飛灰）連續地從漿液中分離出來。

　　（2）氨法：以氨作SO2吸收劑，與其他鹼類相比，氨可以保留在吸收產物中製成含氮肥料。以氨溶液吸收SO2時，其化學反應迅速，質量傳遞主要受氣相阻力控制，吸收效率可達90％以上。

　　（3）噴霧乾燥吸收法煙氣脫硫：當SO2被霧化了的Ca（OH）2漿液或Na2CO3溶液吸收，同時，溫度較高的煙氣使液滴乾燥脫水，形成干固體廢物。干廢物（由亞硫酸鹽、硫酸鹽、未反應的吸收劑和飛灰組成）由袋式除塵器或電除塵器捕集，這是目前唯一工業化的干法煙氣脫硫技術，並逐漸替代傳統的濕式洗滌器。

　　3．流化床燃燒脫硫：流化床燃燒本質上是一種低溫燃燒過程，爐內存有局部還原氣氛，因而NOx的發生量減少，常用的脫硫劑系石灰石或白雲石。將它們粉碎成與煤同樣的粒度即粒徑在2mm左右，與煤同時加入爐內，在1073—1173K下燃燒，石灰石受熱分解析出CO2，形成多孔的氧化鈣並進而與SO2作用，生成硫酸鹽，以達到固硫的目的。目前流化床燃燒脫硫技術只適用於中小容量的工業鍋爐和爐窯。

　　4．低濃度SO2的吸附凈化：一般採用活性炭作吸附劑。當煙氣中含有足量的水蒸氣和氧時，SO2伴隨著發生化學吸附，在活性炭表面上發生化學反應，SO2氧化成SO3，並與H2O反應生成稀硫酸。用金屬鹽浸漬吸附劑可以增加對SO2的吸著率。這種方法的脫硫率可達90 ％。

　　（三）汽車尾氣的催化凈化

　　近年來，城市建設和交通事業發展很快，汽車尾氣對城市大氣的污染日趨嚴重，凈化汽車尾氣已成為一些城市保護大氣環境的重要課題。

　　汽車尾氣中主要含烴類、CO和NOx等有害物質，前兩種是燃料不完全燃燒所產生，NOx則是由汽缸中的高溫條件所造成的，在汽車發動過程中排放的這些成分造成環境污染。催化轉化法，因其反應快，設備體積小，污染物可直接轉化為無害物，加上發動機排氣具有足夠高的溫度，適用於汽車尾氣凈化。

　　汽車尾氣的完全催化轉化一般是分兩步完成的：一步是催化還原NOx另一步是催化氧化CH和CO。為了不外加還原劑，一般將還原NOx作為第一步，即利用尾氣中的CO和CHx作還原劑，並通過調整空燃比造成良好的還原氣氛，凈化NOx，同時也除去一部分CO和CHx，剩下CO和CH在第二步中被催化燃燒，以達到尾氣凈化的作用。目前已發展應用所謂三效催化劑，能同時完成對CH、CO和NOx的凈化，在嚴格控制空燃比的前提下，可達到較高的凈化效率。目前，這種方法已付諸實施。