二氧化硫是當(dāng)前排放量較大,對人體及農(nóng)作物危害甚大的大氣污染物。它的來源很廣,在燃燒和使用含硫燃料和原料的過程中,都有不同數(shù)量和不同濃度的二氧化硫排放。其中排放量較大的有火力發(fā)電廠、有色金屬冶煉廠、煉油廠、硫酸廠、焦化廠等公其它如紡織廠、制革廠、造紙廠和各種中小型鍋爐、民用爐灶等也都有二氧化硫排放。二氧化硫是無色有強(qiáng)烈辛辣窒息性的氣體,比空氣重一倍多,易榕于水,與氧接觸在一定條件下能生成三氧化硫。三氧化硫在濕度大的空氣中易形成硫酸霧。二氧化硫?qū)θ梭w粘膜灰呼吸道有損害,使產(chǎn)車結(jié)膜炎、流淚、羞明、流鼻涕、咽干、咽痛,支氣管炎等癥狀。吸入高濃度二氧化硫時能引起反射性聲帶痙攣,喉頭水腫以致窒息。一般認(rèn)為,大氣中二氧化硫濃度在0.5ppm以上,對人體庭康已有某種潛在性影響,1-3ppm時;多數(shù)人開始受到刺激,10ppm時刺激加劇,個別人出現(xiàn)嚴(yán)重的支氣管痙攣。二氧化硫氧化形成的酸霧危害更大,因酸霧粒子可侵入肺抱,引起肺水腫和肺硬化。二氧化硫?qū)χ参镉袠O嚴(yán)重的危害。一般植物對二氧化硫較為敏感,當(dāng)人還沒有感覺時已有明顯反應(yīng)。如首揩、大麥、棉花、柑桔和松柏類樹木等。植物受害的癥狀是葉片出現(xiàn)“煙斑”,逐漸枯萎,并早期落葉。

二氧化硫?qū)χ参锏挠绊懀蛑参锓N類而異。例如水稻受害時,葉片變色或褪成白色,并萎蔫,稻粒不飽滿,產(chǎn)量降低,甚至全株枯死。小麥?zhǔn)芎r,葉子變成淡褐色,產(chǎn)量降低。桑葉被二氧化硫污染,出現(xiàn)煙斑,蠶吃以后,因消化器管受到損害,生長發(fā)育受到影響,有些蠶就不休眠,使蠶革產(chǎn)量降低。果樹受害時,仆于片大多呈白色或褐色。二氧化硫并能隨雨雪降落成為含硫酸的“酸雨”,使土壤酸化,農(nóng)田、森林、草地都受到損害。二氧化硫?qū)饘倨魑铩⒔ㄖ锏纫灿懈g作用。二氧化硫排入大氣中,不但造成環(huán)境的嚴(yán)重污染,影響人體健康與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn),同時拋棄了大量硫的資源。例如生產(chǎn)硫酸一萬噸的工廠,在生產(chǎn)過程中,若硫酸尾氣每小時排放量為5000m3,其中二氧化硫含量為0.5%,則每天約排出二氧化硫1.7噸,相當(dāng)于硫酸么右噸。又如燃煤鍋爐,若煤的含硫量為1%,則每天從煙道氣排出的二氧化硫相當(dāng)于耗煤量的2%。遵照毛主席“一切為了人民健康”和“一切從人民的利益出發(fā)”的教導(dǎo),必須消除二氧化硫的嚴(yán)重污染并變廢為寶興利除害。排煙脫硫的方法很多,這里介紹的是利用我省天然沸石礦吸附分離二氧化硫。

天然沸石是含結(jié)晶水的堿金屬或堿土金屬的架狀鋁硅酸鹽。化學(xué)組成為(M++,m2+)O·Al2O3·mSiO2·nH2O(3《m《10),其中M++及M+為各種二價盡一價的金屬離子,大半為Ca++、sr++、Ba++、K+。加熱可脫去全部或一部結(jié)晶水而呈多孔質(zhì)的脫水沸石,其空腔具有一定的孔徑,可吸著某些分子。每一種沸石有一定的直徑的空腔和孔隙,因此對一些物質(zhì)吸附能力的大小也不相同,即具有選擇性吸附,所以它能篩分大小不同的分子,或某些分子大小雖然相似但物化性質(zhì)不同的物質(zhì)。沸石并具有陽離子交換能力,空腔中的堿金屬及堿土金屬離子在水溶液中容易與其它陽離子進(jìn)行交換,這種離子交換作用可以用來改變天然沸石的吸附性能。

天然沸石與人工合成沸石相比較,雖然純度較低,雜質(zhì)較多,孔徑的均一性較差,但天然沸石的貯量大,價格低廉廣一經(jīng)過處理后可以適當(dāng)改善其性能。為了使它能應(yīng)用于生產(chǎn),進(jìn)行應(yīng)用試驗。

試驗內(nèi)容有,飽和吸附量測定,脫水溫度與失重關(guān)系;脫水溫度對吸附量的影響;二氧化硫濃度對吸附量的影響;氣體流速對吸附量的影響,吸附層高度對吸附量的影響;沸石粒度對吸附量的影響;吸附溫度對吸附量的影響;介吸試驗;壽命測定;燃煤煙道氣中502的吸附試驗;沸石改性及吸附二氧化硫試驗等。在實驗室試驗的基礎(chǔ)上,又與杭州硫酸廠協(xié)作,進(jìn)行了沸石吸附該廠吸收塔尾氣中二氧化硫的小試驗。通過試驗,初步認(rèn)為天然沸石不宜直接用于硫酸廠尾氣的吸附,而經(jīng)過氯化餒改性的改型絲光沸石,吸附性能比天然沸石有明顯的改善,吸附量可提高到100毫克/克左右,反復(fù)使用,壽命比天然沸石也要好得多,在反復(fù)使用31次情況下,穿透吸附量尚有85.3毫克/克。

另外對天然沸石吸附二氧化硫提出下列看法

1、本省4號天然沸石,經(jīng)250℃脫水活化后,對空氣、二氧化硫、二氧化碳的混合氣體,可以優(yōu)先吸附二氧化硫,其穿透吸附量約40一60毫克/克(沸石20-40目,SO20.1~4%,CO214-20%,溫度盛35℃,氣體停留時間1~2秒,穿透點SO2100PPm)。但有水份、粉塵、酸霧等共存時,吸附二氧化硫效果較差,必須預(yù)先將這些物質(zhì)除去。

2、4號天然沸石經(jīng)氯化錢改性成改型沸石后,對二氧化硫的吸附量可以提高至80一10毫克/克,且耐酸性能及熱穩(wěn)定性較有改善。曾在硫酸廠進(jìn)行吸收塔尾氣中二氧化硫吸附小試,沸石重復(fù)使用了三十一允情況尚好。用鹽酸或硫酸改性后的氫型絲光佛石,在實驗室無酸霧存在下對二氧化硫的吸附量也可達(dá)80一10毫克/克,還需在硫酸廠用吸收塔尾氣進(jìn)行試驗以考察其性能及壽命。

3、沸石吸附二氧化硫后,經(jīng)加熱解吸,可以提高二氧化硫滾度,以回用于硫酸廠制硫酸,也可以根據(jù)具體情況考慮制取液體二氧化硫或其它亞硫酸鹽。

4、天然沸石純度較低,質(zhì)量不穩(wěn)定,吸附量隨礦樣的不同而有變化。因此最好先選礦,提高佛石品位后再作吸附劑用。關(guān)于沸石的定量問題,至今尚未解決,使采礦取樣存在一定困難。

5、細(xì)粒度沸石裝填于吸附塔內(nèi)阻力很大,為了減少阻力,工業(yè)上需采用較大顆粒的改型沸石。沸右粉末改型、造粒及吸附工作正在試驗中。

6、通過小試說明,改型絲光沸石用于硫酸廠尾氣中二氧化硫的吸附是有效果的,但其循環(huán)使用時間可到什么程度,在工業(yè)上是否有采用價值,還需經(jīng)過放大試驗確定。