二氧化硫

二氧化硫

二氧化硫(化學式SO2)是最常見、最簡單的硫氧化物。大氣主要污染物之一。火山[山體之一]爆發時會噴出該氣體,在許多工業過程中也會產生二氧化硫。由於煤和石油通常都含有硫元素,因此燃燒時會生成二氧化硫。當二氧化硫溶於水中,會形成亞硫酸。若把亞硫酸進一步在PM2.5存在的條件下氧化,便會迅速高效生成硫酸(酸雨的主要成分)。這就是對使用這些燃料作為能源的環境效果的擔心的原因之一。

基本信息

理化性質

物理性質

二氧化硫的三種共振結構二氧化硫的三種共振結構

二氧化硫為無色透明氣體,有刺激性臭味。溶於水、乙醇乙醚液態二氧化硫比較穩定,不活潑。氣態二氧化硫加熱到2000℃不分解。不燃燒,與空氣也不組成爆炸性混合物。

無機化合物如溴、三氯化硼二硫化碳三氯化磷、磷醯氯、氯化碘以及各種亞硫醯氯化物都可以任何比例與液態二氧化硫混合。鹼金屬鹵化物在液態二氧化硫中的溶解度按I>Br>Cl的次序減小。金屬氧化物、硫化物、硫酸鹽等多數不溶於液態二氧化硫。

二氧化硫二氧化硫

二氧化硫是一個彎曲的分子,其對稱點群為C2v。硫原子的氧化態為+4,形式電荷為0,被5個電子對包圍著,因此可以描述為超價分子。從分子軌道理論的觀點來看,可以認為這些價電子大部分都參與形成S-O鍵。二氧化硫中的S-O鍵長(143.1 pm)要比一氧化硫中的S-O鍵長(148.1 pm)短,而中的O-O鍵長(127.8pm)則比氧氣中的O-O鍵長(120.7 pm)長。二氧化硫的平均鍵能(548 kJ·mol)要大於S-O的平均鍵能(524kJ·mol),而的平均鍵能(297 kJ·mol)則小於O的平均鍵能(490 kJ·mol)。這些證據使化學家得出結論:二氧化硫中的S-O鍵的鍵級至少為2,與臭氧中的O-O鍵不同,臭氧中的O-O鍵的鍵級為1.5。

分子結構與極性:V形分子,極性分子。

pH:2/3的二氧化硫溶於水生成亞硫酸(HSO),溶液的pH值變成2或3。

25℃時二氧化硫在空氣中的擴散係數:1.15*e-5(m2/s)。

溶解度(g/100mL)
40 ℃:6.5
0℃:22 50℃:5.0
10℃:15 60℃:4.0
20℃:11 70 ℃:3.5
25 ℃:9.4 80 ℃:3.4
30℃:8 90 ℃:3.5
100℃:3.7

化學性質

二氧化硫結構式二氧化硫結構式

在常溫下,潮濕的二氧化硫與硫化氫反應析出硫。在高溫催化劑存在的條件下,可被氫還原成為硫化氫,被一氧化碳還原成硫。強氧化劑可將二氧化硫氧化成三氧化硫,僅在催化劑存在時,氧氣才能使二氧化硫氧化為三氧化硫。具有自燃性,無助燃性。液態二氧化硫能溶解如胺、醚、醇、苯酚、有機酸芳香烴等有機化合物,多數飽和烴不能溶解。有一定的水溶性,與水及水蒸氣作用生成有毒及腐蝕性蒸氣。

二氧化硫化學性質極其複雜,不同的溫度可作為非質子溶劑路易氏酸還原劑、氧化劑、氧化還原試劑等各種作用。液態二氧化硫還可作自由基接受體。如在偶氮二異丁腈自由基引發劑存在下與乙烯化合物反應得到聚碸。液態二氧化硫在光照下,可與氯和烷烴進行氯磺化反應,在氧存在下生成磺酸。液態二氧化硫在低溫表現出還原作用,但在300℃以上表現出氧化作用。

二氧化硫可以使品紅溶液褪色,加熱後顏色還原,因為二氧化硫的漂白原理是二氧化硫與被漂白物反應生成無色的不穩定的化合物,破壞了起到品紅中起發色作用的對醌式,加熱時,該化合物分解,恢復原來顏色,所以二氧化硫的漂白又叫暫時性漂白。

能使酸性高錳酸鉀溶液褪色。

二氧化硫漂白品紅溶液二氧化硫漂白品紅溶液

二氧化硫可以在硫磺燃燒的條件下生成:

二氧化硫二氧化硫

S(s) +(g) =點燃=(g)

硫化氫可以燃燒生成二氧化硫:

二氧化硫二氧化硫

2(g) + 3(g) ==點燃= 2(g) + 2(g)

加熱硫鐵礦,閃鋅礦,硫化汞,可以生成二氧化硫:

4FeS(s) + 11O(g) === 2FeO(s) + 8SO(g)

2ZnS(s) + 3O(g) === 2ZnO(s) + 2SO(g)

HgS(s) + O(g) === Hg(l) + SO(g)

二氧化硫具有漂白性。工業上常用二氧化硫來漂白紙漿、毛、絲、草帽等。二氧化硫的漂白作用是由於它(亞硫酸)能與某些有色物質生成不穩定的無色物質。這種無色物質容易分解而使有色物質恢復原來的顏色,因此用二氧化硫漂白過的草帽辮日久又變成黃色。二氧化硫和某些含硫化合物的漂白作用也被一些不法廠商非法用來加工食品,以使食品增白等。食用這類食品,對人體的肝、腎臟等有嚴重損傷,並有致癌作用。

此外二氧化硫還能夠抑制黴菌細菌的滋生,可以用作食物乾果防腐劑。但必須嚴格按照國家有關範圍和標準使用。

化學方程式

實驗步驟實驗步驟

SO+HO=(可逆)=HSO(亞硫酸

SO可以自偶電離:2SO===(可逆)===SO+SO

2SO+O === 2SO(加熱,五氧化二釩做催化劑,可逆;在自然中,也可由空氣中塵埃催化)

2HS+SO === 3S↓+2HO(歸中反應)

SO+Cl+2HO === 2HCl+HSO

SO+2NaOH === NaSO+HO(SO少量)

SO+NaOH === NaHSO(SO過量)

NaSO+SO+HO === 2NaHSO

CaO+SO====CaSO ,2CaSO+O====2CaSO(加熱)

SO+2FeCl+2HO===2FeCl+HSO+2HCl

SO+HO===HSO

SO+NaO===NaSO

5SO+2KMnO+2HO===2MnSO+KSO+2HSO

3SO+2NaNO+2HO===NaSO+2NO↑+2HSO

主要套用

用於生產硫以及作為殺蟲劑殺菌劑漂白劑還原劑。在大氣中,二氧化硫會氧化而成硫酸霧或硫酸鹽氣溶膠,是環境酸化的重要前驅物。大氣中二氧化硫濃度在0.5ppm以上對人體已有潛在影響;在1~3ppm時多數人開始感到刺激;在400~500ppm時人會出現潰瘍和肺水腫直至窒息死亡。二氧化硫與大氣中的煙塵有協同作用。當大氣中二氧化硫濃度為0.21ppm,煙塵濃度大於0.3mg/lL,可使呼吸道疾病發病率增高,慢性病患者病情迅速惡化。如倫敦煙霧事件、馬斯河谷事件和多諾拉煙霧事件,都是這種協同作用造成的危害。

按照Claude Ribbe在《拿破崙的罪行》一書中的記載,二氧化硫在19世紀早期被一些在海地的君主當作一種毒藥來鎮壓奴隸的反抗。

二氧化硫對食品有漂白防腐作用,使用二氧化硫能夠達到使產品外觀光亮、潔白的效果,是食品加工中常用的漂白劑防腐劑,但必須嚴格按照國家有關範圍和標準使用,否則,會影響人體健康。國內工商部門和質量監督部門曾多次查出部分地方的個體商販或有些食品生產企業,為了追求其產品具有良好的外觀色澤,或延長食品包裝期限,或為掩蓋劣質食品,在食品中違規使用或超量使用二氧化硫添加劑

製備方法

工業製備

二氧化硫(SO)製取二氧化硫的方法有:焚燒硫磺;焙燒硫鐵礦或有色金屬硫化礦;焚燒含硫化氫的氣體;煅燒石膏或磷石膏;加熱分解廢硫酸或硫酸亞鐵;以及從燃燒含硫燃料的煙道氣中回收(見硫酸原料氣)。

生產液體二氧化硫時通常先製得純二氧化硫氣體,然後經壓縮或冷凍將其液化。重要的工業生產方法有:

哈涅希-希洛特法。此法始創於1884年,以水作吸收劑,吸收二氧化硫後的溶液以蒸汽解吸,解吸氣經冷凝、乾燥後液化。現發展了加壓水吸收法。

氨-硫酸法。此法常用於一次轉化的接觸法硫酸廠中尾氣二氧化硫的回收。以氨水為原始吸收劑,用硫酸分解吸收液,製得純二氧化硫氣體。

溶液吸收法。以無機或有機溶液吸收低濃度二氧化硫氣體,然後將吸收液加熱再生,製得純二氧化硫。主要的吸收劑有碳酸鈉、檸檬酸鈉、鹼式硫酸鋁、有機胺類等的溶液。

直接冷凝法。以冷凍法從含二氧化硫的氣體中將其部分冷凝分離,直接製得液體二氧化硫,未冷凝的二氧化硫返回硫酸生產系統。

三氧化硫-硫磺法。使液體硫磺與三氧化硫在反應器中進行反應,製得純二氧化硫氣體。

冷凍法。用硫酸分解亞硫酸銨-亞硫酸氫銨母液,分解產生的二氧化硫氣體經乾燥後送至低溫冷凝器,在常壓下進行冷凝,用氨冷凍維持溫度在液化點-10℃以下。製得液體二氧化硫成品。其

(NH)SO+HSO→(NH)SO+SO+H2O

2NHHSO+HSO→(NH)SO+2SO+2HO

純氧燃燒法將硫黃與純氧在焚硫爐內燃燒,生成的高濃度二氧化硫氣體,經淨化、乾燥、壓縮液化、冷凝,製得液體二氧化硫成品。其S+2O→2SO檸檬酸鈉法經過淨化的二氧化硫氣體用檸檬酸鈉溶液吸收,再用低壓蒸汽脫出二氧化硫,經冷卻、分離冷凝水,用濃硫酸進行乾燥,然後經壓縮液化、冷凝,製得液體二氧化硫成品。

氨吸收法。用350~400g/L的氨水吸收硫酸廠尾氣,吸收液含亞硫酸銨120~130g/L和亞硫酸氫銨230~270g/L,用硫酸分解可放出高濃度SO2氣體。SO2氣體經冷凝除水,濃硫酸乾燥,焦炭或纖維過濾器過濾,壓縮至0.5MPa,分油、冷卻後成為液體產品。

2NHHSO+HSO→(NH)SO+2HO+2SO↑

(NH)SO+HSO→(NH)SO+HO+SO↑

實驗室製備

實驗室通常用亞硫酸鈉與濃硫酸反應製取二氧化硫:

NaSO+HSO=NaSO+SO(g)+HO

或用銅與濃硫酸加熱反應:

Cu+2HSO=△=CuSO+SO(g)+2HO

尾氣處理:通入氫氧化鈉溶液:

2NaOH+SO=NaSO+HO

其它方法

二氧化硫可以在硫磺燃燒的條件下生成:

S(s)+O(g) → SO(g)

硫化氫可以燃燒生成二氧化硫:

2HS(g) +3O(g) → 2HO(g) +2SO(g)

加熱硫鐵礦,閃鋅礦,硫化汞,可以生成二氧化硫:

4FeS(s) +11O(g) → 2Fe2O(s) +8SO(g)

2ZnS(s) +3O(g) → 2ZnO(s) +2SO(g)

HgS(s) +O(g) → Hg(g) +SO(g)

使用限量

GB 2760-96:可用於葡萄酒、果酒作為防腐劑,0.25g/kg。二氧化硫殘留量不得超過0.05g/kg。以熏硫法漂白果乾、果脯、乾菜、冬粉、蜜餞類允許殘留量參照“硫黃”。熏硫就是燃燒硫黃產生二氧化硫,可使果片表面細胞破壞,促進乾燥,同時由於其還原作用,可破壞酶的氧化系統,阻止氧化作用。使果實中的單寧物質不致被氧化而變成棕褐色。尚可保存果實中的維生素C。熏硫室中二氧化硫濃度一般為1%~2%,最高可達3%。熏硫時間30~50min,最長可達3h。

FAO/WHO(1984;mg/kg):白砂糖20(規格A)、70(規格B);糖粉果糖葡萄糖粉20(帶入量);綿白糖40;無水葡萄糖、一水葡萄糖20;葡萄糖漿40;用於製造糖果時400;高濃度葡萄糖漿40,用於製造糖果時150;漂白葡萄乾1500;果醬、果凍、橘皮果凍100,帶入量;杏乾2000;酸黃瓜50,由初製品帶入;帶防腐劑的鳳梨濃汁500(僅用於製造)。

EEC(1990;mg/k):椰子乾50;啤酒70;蜜餞和罐裝花椰素100;蘋果汁200;大部分果乾2000;千番木瓜酶和木瓜蛋白酶30000。

EEC-HACSG建議不能用於兒童食品。

FDA,182.3862(2000):不得用於肉類及維生素B。源食品。

按日本規定的最高用量參照“連二亞硫酸鈉”。

套用領域

二氧化硫二氧化硫

1.用作有機溶劑及冷凍劑,並用於精製各種潤滑油

2.主要用於生產三氧化硫、硫酸、亞硫酸鹽、硫代硫酸鹽,也用作熏蒸劑防腐劑消毒劑還原劑等。

3.二氧化硫是中國允許使用的還原性漂白劑。對食品有漂白和對植物性食品內的氧化酶有強烈的抑制作用。中國規定可用於葡萄酒果酒,最大使用量0.25g/kg,殘留量不得超過0.05g/kg。

4.農藥、人造纖維、染料等工業部門。

5.用於生產硫以及作為殺蟲劑殺菌劑

6.按照Claude Ribbe在《拿破崙的罪行》一書中的記載,二氧化硫在19世紀早期被一些在海地的君主當作一種毒藥來鎮壓奴隸的反抗。

常見謠言:二氧化硫對人體有害,不可以做食品漂白劑

事實:過量二氧化硫確實對人體有害,但是按照二氧化硫按照國家標可以作為某些食品的添加劑使用,出自衛生部公告2011年第19號指定標準,該標準中序號3即為二氧化硫。

接觸控制

生成二氧化硫生成二氧化硫

監測方法:鹽酸副玫瑰苯胺比色法;甲醛緩衝液-鹽酸副玫瑰苯胺分光光度法

工程控制:嚴加密閉,提供充分的局部排風和全面通風。提供安全淋浴和洗眼設備

呼吸系統防護:空氣中濃度超標時,佩戴自吸過濾式防毒面具(全面罩)。緊急事態搶救或撤離時,建議佩戴正壓自給式呼吸器

眼睛防護:呼吸系統防護中已作防護。

身體防護:穿聚乙烯防毒服。

手防護:配戴橡膠手套。

其他防護:工作現場禁止吸菸、進食和飲水。工作完畢,淋浴更衣。保持良好的衛生習慣。

注意事項

危害健康

酸雨腐蝕後的森林酸雨腐蝕後的森林

在大氣中,二氧化硫會氧化而成硫酸霧或硫酸鹽氣溶膠,是環境酸化的重要前驅物。大氣中二氧化硫濃度在0.5ppm以上對人體已有潛在影響;在1~3ppm時多數人開始感到刺激;在400~500ppm時人會出現潰瘍和肺水腫直至窒息死亡。二氧化硫與大氣中的煙塵有協同作用。當大氣中二氧化硫濃度為0.21ppm,煙塵濃度大於0.3mg/L,可使呼吸道疾病發病率增高,慢性病患者的病情迅速惡化。如倫敦煙霧事件、馬斯河谷事件和多諾拉等煙霧事件,都是這種協同作用造成的危害。

急救措施

皮膚接觸:立即脫去污染的衣著,用大量流動清水沖洗。就醫。

眼睛接觸:提起眼瞼,用流動清水或生理鹽水沖洗。就醫。

吸入:迅速脫離現場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難,給輸氧。如呼吸停止,立即進行人工呼吸。就醫。

如發生中毒,應立即將患者移至有新鮮空氣的地方,解開緊身衣服,迅速吸氧,沖洗眼睛和鼻腔,用2%蘇打溶液漱口。如不慎濺人眼內,應速用大量溫水沖洗。嚴重者應速送醫院治療。

消防措施

危險特性:不燃。若遇高熱,容器內壓增大,有開裂和爆炸的危險。

有害燃燒產物:氧化硫。

滅火方法:該品不燃。消防人員必須佩戴過濾式防毒面具(全面罩)或隔離式呼吸器、穿全身防火防毒服,在上風向滅火。切斷氣源。噴水冷卻容器,可能的話將容器從火場移至空曠處。滅火劑:霧狀水、泡沫、二氧化碳。

泄漏處理

迅速撤離泄漏污染區人員至上風處,並立即進行隔離,小泄漏時隔離150m,大泄漏時隔離450m,嚴格限制出入。建議應急處理人員戴自給正壓式呼吸器,穿防毒服。從上風處進入現場。儘可能切斷泄漏源。用工業復蓋層或吸附/ 吸收劑蓋住泄漏點附近的下水道等地方,防止氣體進入。合理通風,加速擴散。噴霧狀水稀釋、溶解。構築圍堤或挖坑收容產生的大量廢水。如有可能,用一捉捕器使氣體通過次氯酸鈉溶液。漏氣容器要妥善處理,修復檢驗後再用。

操作處置

操作注意事項:嚴加密閉,提供充分的局部排風和全面通風。操作人員必須經過專門培訓,嚴格遵守操作規程。建議操作人員佩戴自吸過濾式防毒面具(全面罩),穿聚乙烯防毒服,戴橡膠手套。遠離易燃、可燃物。防止氣體泄漏到工作場所空氣中。避免與氧化劑、還原劑接觸。搬運時輕裝輕卸,防止鋼瓶及附屬檔案破損。配備泄漏應急處理設備。

儲存注意事項:儲存於陰涼、通風的庫房。遠離火種、熱源。庫溫不宜超過30℃。應與易(可)燃物、氧化劑還原劑、食用化學品分開存放,切忌混儲。儲區應備有泄漏應急處理設備。

運輸信息

運輸注意事項:該品鐵路運輸時限使用耐壓液化氣企業自備罐車裝運,裝運前需報有關部門批准。鐵路運輸時應嚴格按照鐵道部《危險貨物運輸規則》中的危險貨物配裝表進行配裝。採用剛瓶運輸時必須戴好鋼瓶上的安全帽。鋼瓶一般平放,並應將瓶口朝同一方向,不可交叉;高度不得超過車輛的防護欄板,並用三角木墊卡牢,防止滾動。嚴禁與易燃物或可燃物、氧化劑、還原劑、食用化學品等混裝混運。夏季應早晚運輸,防止日光曝曬。公路運輸時要按規定路線行駛,禁止在居民區和人口稠密區停留。鐵路運輸時要禁止溜放。

法律法規

《化學危險物品安全管理條例》 (1987年2月17日國務院發布),《化學危險物品安全管理條例實施細則》 (化勞發 677號),《工作場所安全使用化學品規定》 (勞部發423號)等法規,針對化學危險品的安全使用、生產、儲存、運輸、裝卸等方面均作了相應規定;常用危險化學品的分類及標誌 (GB 13690-92)將該物質劃為第2.3 類有毒氣體;劇毒物品分級、分類與品名編號(GA 57-93)中,該物質的液化或壓縮品被劃為第一類 A級無機劇毒品。

危害防範

危險概述

危險性類別:三星級

sulfur dioxidesulfur dioxide

侵入途徑:通過呼吸系統

健康危害: 易被濕潤的黏膜表面吸收生成亞硫酸硫酸。對眼及呼吸道黏膜有強烈的刺激作用。大量吸入可引起肺水腫喉水腫聲帶痙攣而致窒息。急性中毒:輕度中毒時,發生流淚、畏光、咳嗽,咽、喉灼痛等;嚴重中毒可在數小時內發生肺水腫;極高濃度吸入可引起反射性聲門痙攣而致窒息。皮膚或眼接觸發生炎症或灼傷。慢性影響:長期低濃度接觸,可有頭痛、頭昏、乏力等全身症狀以及慢性鼻炎咽喉炎支氣管炎嗅覺及味覺減退等。少數工人有牙齒酸蝕症

環境危害: 對大氣可造成嚴重污染。

燃爆危險: 本品不燃,有毒,具強刺激性。

人體危害

SO2被人體吸入呼吸道後,因易溶於水,故大部分被阻滯在上呼吸道。在濕潤的黏膜上生成具有腐蝕性的亞硫酸,一部分進而氧化為硫酸,使刺激作用增強,如果人體每天吸入濃度為100 ppm的SO2,8 h 後支氣管肺部將出現明顯的刺激症狀,使肺組織受到傷害。有色金屬冶煉過程中不但產生SO2 氣體,還會產生大量的粉塵。SO2 和粉塵的聯合作用,對產業工人的身體健康造成了重大的損害。因為SO2 隨飄塵氣溶膠微粒進入人體肺部深層,毒性將增加3~4 倍,導致肺泡壁纖維增生。如果增生範圍波及廣泛,形成肺纖維性變,發展下去可使肺纖維斷裂形成肺氣腫。據某冶煉廠統計,300 名接觸SO2 的職工,有30 %的人患有不同程度的支氣管疾病。

SO2 還可被人體吸收進入血液,對全身產生毒性作用,它能破壞酶的活力,影響人體新陳代謝,對肝臟造成一定的損害。慢性毒性試驗顯示,SO2 有全身性毒性作用。兔吸入18~22 mg/ m3 濃度的SO2,每日2 h,經半年左右,對傷寒病的免疫反應明顯下降。小鼠吸入5124 mg/ m3 低濃度SO2,經半年亦能出現免疫反應受抑制的現象。故長期接觸者可能會有呼吸道疾病發病率增加或感冒後不易痊癒,除由於SO2 的直接刺激作用外,尚可能與免疫反應受抑制有關。

曾經對長期接觸平均濃度在50 mg/ m3 的SO2 的人員進行調查,發現慢性鼻炎的患病率較高,主要表現為鼻黏膜肥厚或萎縮,鼻甲肥大,或嗅覺遲鈍等;其次患牙齒酸蝕症;腦通氣功能明顯改變,時間肺活量及最大通氣量的均值降低;肝功能檢查與正常組比較有顯著差異。

SO2 還具有促癌性。動物試驗結果表明10mg/ m3 的SO2 可以加強苯並(a) 芘致癌作用,這種聯合作用的結果,使癌症發病率高於單致癌因子的發病率。

防治措施

1個人防護

首先,應加強勞動保護及安全生產的教育。操作工人可以將數層紗布用飽和碳酸鈉溶液及%甘油濕潤後夾在紗布口罩中以吸收SO2。工作前後應當用2 %碳酸鈉溶液嗽口。

2常規處理SO2 方法

在注意工人個人防護的同時,應採取有效措施處理SO2 煙氣。從五十年代開始,中國對有色冶煉煙氣中低濃度SO2 的回收利用開展了一系列的試驗研究工作,並取得了一定的進展。

實驗步驟實驗步驟

亞銨法:採用亞銨法處理SO2 是用氨水吸收SO2,副產品亞銨。雖然亞銨法技術較成熟,但產生的副產品是液體狀態的亞銨,產品的貯存運輸都較困難,只適用於有氨源的小型冶煉廠。

亞硫酸鈉法:中小型的冶煉廠可採用亞硫酸鈉法進行煙氣脫硫。亞硫酸鈉法是利用燒鹼或純鹼吸收SO2,同時產生副產品亞硫酸鈉。例如,上海冶煉廠就採用此法處理煙氣。亞硫酸鈉法工藝簡單,操作方便,系統阻力小,投資和操作費用低。脫硫效率高達95 %左右。但需消耗純鹼和燒鹼,每噸無水亞硫酸鈉消耗純鹼0. 8 t,燒鹼0. 1 t。副產品亞硫酸鈉用途有限,因此不能普遍採用。

氧化鋅法:對於鉛鋅冶煉廠可採用氧化鋅法處理SO2。如湖南水口山礦務局第四冶煉廠就是採用此法。氧化鋅法是以氧化鋅為吸收劑,生成的亞硫酸鋅渣全部返回鋅精礦沸騰爐焙燒,分解出SO2 氣體可用於製取濃SO2。

V2O5 氧化法:有色金屬冶煉過程中產生的SO2 濃度一般低於315 %,不適合直接回收製造SO2。瀋陽冶煉廠為了實現SO2 的治理。對生產工藝進行了改革,採用密閉式鼓風爐,同時改造了排煙系統,嚴格控制爐口和煙道的負壓,降低了漏風率,從而提高了SO2 的濃度(4 %~5 %),達到了制酸的要求。利用V2O5 作催化劑,使SO2 氧化為SO3,利用稀硫酸吸收SO3,製造H2SO4,反應如下:

2SO2 + O2——SO3

SO3 + H2O——H2SO4

由於煙氣中含有As2O3,致使催化劑中毒,降低了SO2 的轉化率。

3活性炭吸咐法處理SO2

針對以上處理方法存在的問題,系統地研究了利用活性碳吸附法處理有色金屬冶煉過程中產生的SO2,克服了以上治理方法的缺點和局限性。

當含SO2 的廢氣與活性炭接觸時,SO2 即被吸附,當有O2 和水蒸汽存在時,伴隨著物理吸附同時發生化學吸附,具體反應如下:

物理吸附:SO2 ——SO2

O2——O2

H2O——H2O

化學吸附:2SO2 + O2——2SO3

SO3 + H2O——H2SO4

H2SO4——H2SO4

活性炭上吸附了一定量的H2SO4 後,用水洗法再生活性炭,並得到副產品H2SO4。

實驗步驟實驗步驟

SO2 轉化為SO3 是在活性炭的催化作用下完成的,傳統的活性炭吸附法只是利用了活性炭本身的催化劑性能,催化活性低,反應速度緩慢,設備龐大。而此種活性炭處理法是利用活性炭是催化劑載體的特性,在活性炭上載有某種活性成分,構成了更高活性的活性炭催化劑,使SO2 轉化為SO3 的反應速度大大加快,在此基礎又研究了影響活性炭吸附法處理SO2 的其它影響因素。

從實驗結果看, 在25 ℃時脫硫效果最好,100 ℃次之。雖然25 ℃脫硫效率最高,但脫硫後的煙氣溫度較低,煙氣的熱浮力降低,不利於煙氣擴散,煙氣易返回地面,造成附近地面污染。若採用100 ℃時脫硫,雖然脫硫效果不如25 ℃的好,但脫硫效率已經達到較高的數值,並且脫硫後,煙氣溫度較高,易於排煙,因此,應採用100 ℃溫度下脫硫。

影響脫硫效率的各種因素相互制約,當脫硫溫度取100 ℃時,H2O/ SO2 = 1~2,O2/ SO2 = 10~14,空速為3 600 h - 1時,脫硫效率可達96 %。

消防措施

危險特性:

不燃。若遇高熱,容器內壓增大,有開裂和爆炸的危險。

有害燃燒產物: 氧化硫。

滅火方法: 本品不燃。消防人員必須佩戴過濾式防毒面具(全面罩)或隔離式呼吸器、穿全身防火防毒服,在上風向滅火。切斷氣源。噴水冷卻容器,可能的話將容器從火場移至空曠處。滅火劑霧狀水、泡沫、二氧化碳。

泄漏應急處理

應急處理: 迅速撤離泄漏污染區人員至上風處,並立即進行隔離,小泄漏時隔離150m,大泄漏時隔離450m,嚴格限制出入。建議應急處理人員戴自給正壓式呼吸器,穿防毒服。從上風處進入現場。儘可能切斷泄漏源。用工業復蓋層或吸附/ 吸收劑蓋住泄漏點附近的下水道等地方,防止氣體進入。合理通風,加速擴散。噴霧狀水稀釋、溶解。構築圍堤或挖坑收容產生的大量廢水。如有可能,用一捉捕器使氣體通過次氯酸鈉溶液。漏氣容器要妥善處理,修復、檢驗後再用。

急救措施

皮膚接觸: 立即脫去污染的衣著,用大量流動清水沖洗。就醫

眼睛接觸: 提起眼瞼,用流動清水或生理鹽水沖洗。就醫。

吸入: 迅速脫離現場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難,給輸氧。如呼吸停止,立即進行人工呼吸。就醫。

檢測儀器

1、攜帶型二氧化硫檢測儀

HFPCY-SO2攜帶型二氧化硫檢測儀,是一種可連續檢測作業環境中二氧化硫濃度的儀器。二氧化硫檢測儀為自然擴散方式檢測氣體濃度,採用進口電化學感測器,具有極好的靈敏度和出色的重複性;二氧化硫檢測儀採用嵌入式微控制技術,選單操作簡單,功能齊全,可靠性高,整機性能居國內領先水平。檢測儀外殼採用高強度工程材料、複合彈性橡膠材料精製而成,強度高、手感好。

2、泵吸式二氧化硫檢測儀

CY-CO泵吸式二氧化硫檢測儀採用內置吸氣泵,可快速檢測工作環境中二氧化硫濃度。泵吸式二氧化硫檢測儀採用進口電化學感測器,具有非常清晰的大液晶顯示屏,聲光報警提示,保證在非常不利的工作環境下也可以檢測危險氣體並及時提示操作人員預防。

3、線上式二氧化硫檢測報警器

HFTCY-SO2線上式二氧化硫檢測報警器由氣體檢測報警控制器和固定式二氧化硫檢測器組成,氣體檢測報警控制器可放置於值班室內,對各監測點進行監測控制,二氧化硫檢測器安裝於氣體最易泄露的地點,其核心部件為氣體感測器。二氧化硫檢測器將感測器檢測到的二氧化硫濃度轉換成電信號,通過線纜傳輸到氣體檢測報警控制器,氣體濃度越高,電信號越強,當氣體濃度達到或超過報警控制器設定的報警點時,氣體檢測報警控制器發出報警信號,並可啟動電磁閥排氣扇等外聯設備,自動排除隱患。線上式二氧化硫檢測報警器廣泛套用於石油、化工、冶金、電力、煤礦、水廠等環境,有效防止爆炸事故的發生。

你身邊的化學(一)

世界是由物質構成的,在我們的周圍,衣食住行各個方面都涉及到形形色色,各種各樣的物質。這些物質的組成結構和性質怎樣?物質的變化規律有哪些?化學正是研究這些問題的一門科學。可以說化學物質無處不在,正是化學才使世界變得更加絢麗多彩,魅力無限!

化學品分類導航

化學品指各種元素組成的純淨物和混合物,無論是天然的還是人造的,都屬於化學品。據美國化學文摘登錄,全世界已有的化學品多達700萬種,其中已做為商品上市的有10萬餘種,經常使用的有7萬多種,現在每年全世界新出現化學品有1000多種。
單質金屬燃料染料
溶劑農藥離子沉澱
化合物催化劑混合物防腐劑
化學元素 化學試劑 危險化學品

氣體分類導航

溫室氣體| 稀有氣體 | 大氣| 大氣污染|

11種污染物危害人體

據世界衛生組織公布的《空氣品質標準》,臭氧、可吸入顆粒物(PM10、PM2.5)、二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、揮發性有機污染物、鉛、苯並(a)芘、汞和二噁英11種污染物對人體均有較高程度的健康危害。

臭氧| 可吸入顆粒物| 二氧化硫| 二氧化氮| 一氧化碳| 揮發性有機污染物| | 苯並芘| | 二惡英

化石燃料污染物

大氣中主要的五種污染物是:氮氧化物(如NO與NO2)、二氧化硫(SO2)、各種懸浮顆粒物、一氧化碳(CO) 大氣污染的主要源頭

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