海水煙氣脫硫技術的研究進展

姜 琦，何永美，吳泳霖，金彥江，奠 波，李天國，郭建芳，蔣 明

(云南農業大學 資源與環境學院，云南 昆明 650201)

二氧化硫(SO2)是一種典型的酸性氣態污染物，其主要產生于煤炭燃燒[1]、石油加工[2]、工業制品的加工等[3-4]。根據中華人民共和國生態環境部公布的2020中國生態環境狀況公報，2020年酸雨區面積約為46.6萬km2，約占中國國土總面積的4.8%，其中酸雨降雨中主要陰離子為硫酸根，酸雨類型以硫酸型為主[5]。SO2的污染正是造成酸雨的主要原因，因此其進入環境前需要進行脫除[6]。目前，SO2的脫除凈化技術主要以干法、半干法和濕法為主。干法脫除SO2是利用固體脫除材料對SO2進行脫除的方式，主要有吸附法、催化氧化法等，其中催化氧化法中的石灰石/石灰法是當前最常用的干法脫除SO2的方式，該法操作簡單、成本低，但仍存在一些問題，如脫硫效率低(<80%)、固體生成物易堵塞設備管道等[7-8]。半干法脫除SO2是使用具有一定含水率的固體脫除材料對SO2進行脫除的方式，如使用石灰石、電石渣、消石灰等[9-11]。半干法可以提高干法脫除SO2的效率，通過添加強氧化劑的方式還可以增加脫除材料的利用率[11]，但存在著脫除材料含水率的控制相對復雜等問題。濕法脫除SO2相對于干法和半干法來說具有較高的脫除效率，主要是通過使用各種堿性吸收液與SO2進行氣液反應達到脫除目的，常用的方式有鎂法(MgO、Mg(OH)2等)[12]、鈣法(CaO、Ca(OH)2、CaCO3等)[13]、氨法(主要為氨水)[14-15]以及海水法等[16]。其中，海水作為天然的吸收劑，其pH值約7.95～8.35[17]，利用海水對SO2進行脫除，不產生有害的固體廢物，對沿海區域的電廠煙氣脫硫具有很好的適用性。

1 海水煙氣脫硫技術原理

SO2+H2O→H2SO3

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2 工藝流程

圖1 海水脫硫工藝流程圖

3 影響因素

相關研究表明，海水對SO2脫除效果的影響因素主要體現在吸收液溫度[22]、氣體流速[23]及海水堿度[24]等方面。

3.1 溫度

海水煙氣脫硫系統中的氣—氣熱交換器是控制海水與SO2反應溫度的唯一裝置，反應溫度對海水脫除SO2的效率有一定影響。趙偉等人[25]在3 ℃、13 ℃、23 ℃和33 ℃的溫度梯度下分別做了海水吸收SO2的影響因素實驗，研究結果表明，溫度越低所用海水達到飽和狀態所需時間越長, 溶解度越大。因此，反應溫度越低，海水吸收SO2的效果越好，反之則不利于SO2的吸收。這是由于SO2在水中的溶解是放熱反應，溫度越低越利于SO2的溶解。……