二氧化硫是当前排放量较大,对人体及农作物危害甚大的大气污染物。它的来源很广,在燃烧和使用含硫燃料和原料的过程中,都有不同数量和不同浓度的二氧化硫排放。其中排放量较大的有火力发电厂、有色金属冶炼厂、炼油厂、硫酸厂、焦化厂等公其它如纺织厂、制革厂、造纸厂和各种中小型锅炉、民用炉灶等也都有二氧化硫排放。二氧化硫是无色有强烈辛辣窒息性的气体,比空气重一倍多,易榕于水,与氧接触在一定条件下能生成三氧化硫。三氧化硫在湿度大的空气中易形成硫酸雾。二氧化硫对人体粘膜灰呼吸道有损害,使产车结膜炎、流泪、羞明、流鼻涕、咽干、咽痛,支气管炎等症状。吸入高浓度二氧化硫时能引起反射性声带痉挛,喉头水肿以致窒息。一般认为,大气中二氧化硫浓度在0.5ppm以上,对人体庭康已有某种潜在性影响,1-3ppm时;多数人开始受到刺激,10ppm时刺激加剧,个别人出现严重的支气管痉挛。二氧化硫氧化形成的酸雾危害更大,因酸雾粒子可侵入肺抱,引起肺水肿和肺硬化。二氧化硫对植物有极严重的危害。一般植物对二氧化硫较为敏感,当人还没有感觉时已有明显反应。如首揩、大麦、棉花、柑桔和松柏类树木等。植物受害的症状是叶片出现“烟斑”,逐渐枯萎,并早期落叶。

二氧化硫对植物的影响,因植物种类而异。例如水稻受害时,叶片变色或褪成白色,并萎蔫,稻粒不饱满,产量降低,甚至全株枯死。小麦受害时,叶子变成淡褐色,产量降低。桑叶被二氧化硫污染,出现烟斑,蚕吃以后,因消化器管受到损害,生长发育受到影响,有些蚕就不休眠,使蚕革产量降低。果树受害时,仆于片大多呈白色或褐色。二氧化硫并能随雨雪降落成为含硫酸的“酸雨”,使土壤酸化,农田、森林、草地都受到损害。二氧化硫对金属器物、建筑物等也有腐蚀作用。二氧化硫排入大气中,不但造成环境的严重污染,影响人体健康与工农业生产,同时抛弃了大量硫的资源。例如生产硫酸一万吨的工厂,在生产过程中,若硫酸尾气每小时排放量为5000m³,其中二氧化硫含量为0.5%,则每天约排出二氧化硫1.7吨,相当于硫酸么右吨。又如燃煤锅炉,若煤的含硫量为1%,则每天从烟道气排出的二氧化硫相当于耗煤量的2%。遵照毛主席“一切为了人民健康”和“一切从人民的利益出发”的教导,必须消除二氧化硫的严重污染并变废为宝兴利除害。排烟脱硫的方法很多,这里介绍的是利用我省天然沸石矿吸附分离二氧化硫。

天然沸石是含结晶水的碱金属或碱土金属的架状铝硅酸盐。化学组成为(M++,m2+)O·Al2O3·mSiO2·nH2O(3《m《10),其中M++及M+为各种二价尽一价的金属离子,大半为Ca++、sr++、Ba++、K+。加热可脱去全部或一部结晶水而呈多孔质的脱水沸石,其空腔具有一定的孔径,可吸着某些分子。每一种沸石有一定的直径的空腔和孔隙,因此对一些物质吸附能力的大小也不相同,即具有选择性吸附,所以它能筛分大小不同的分子,或某些分子大小虽然相似但物化性质不同的物质。沸石并具有阳离子交换能力,空腔中的碱金属及碱土金属离子在水溶液中容易与其它阳离子进行交换,这种离子交换作用可以用来改变天然沸石的吸附性能。

天然沸石与人工合成沸石相比较,虽然纯度较低,杂质较多,孔径的均一性较差,但天然沸石的贮量大,价格低廉广一经过处理后可以适当改善其性能。为了使它能应用于生产,进行应用试验。

试验内容有,饱和吸附量测定,脱水温度与失重关系;脱水温度对吸附量的影响;二氧化硫浓度对吸附量的影响;气体流速对吸附量的影响,吸附层高度对吸附量的影响;沸石粒度对吸附量的影响;吸附温度对吸附量的影响;介吸试验;寿命测定;燃煤烟道气中502的吸附试验;沸石改性及吸附二氧化硫试验等。在实验室试验的基础上,又与杭州硫酸厂协作,进行了沸石吸附该厂吸收塔尾气中二氧化硫的小试验。通过试验,初步认为天然沸石不宜直接用于硫酸厂尾气的吸附,而经过氯化馁改性的改型丝光沸石,吸附性能比天然沸石有明显的改善,吸附量可提高到100毫克/克左右,反复使用,寿命比天然沸石也要好得多,在反复使用31次情况下,穿透吸附量尚有85.3毫克/克。

另外对天然沸石吸附二氧化硫提出下列看法

1、本省4号天然沸石,经250℃脱水活化后,对空气、二氧化硫、二氧化碳的混合气体,可以优先吸附二氧化硫,其穿透吸附量约40一60毫克/克(沸石20-40目,SO20.1~4%,CO214-20%,温度盛35℃,气体停留时间1~2秒,穿透点SO2100PPm)。但有水份、粉尘、酸雾等共存时,吸附二氧化硫效果较差,必须预先将这些物质除去。

2、4号天然沸石经氯化钱改性成改型沸石后,对二氧化硫的吸附量可以提高至80一10毫克/克,且耐酸性能及热稳定性较有改善。曾在硫酸厂进行吸收塔尾气中二氧化硫吸附小试,沸石重复使用了三十一允情况尚好。用盐酸或硫酸改性后的氢型丝光佛石,在实验室无酸雾存在下对二氧化硫的吸附量也可达80一10毫克/克,还需在硫酸厂用吸收塔尾气进行试验以考察其性能及寿命。

3、沸石吸附二氧化硫后,经加热解吸,可以提高二氧化硫滚度,以回用于硫酸厂制硫酸,也可以根据具体情况考虑制取液体二氧化硫或其它亚硫酸盐。

4、天然沸石纯度较低,质量不稳定,吸附量随矿样的不同而有变化。因此最好先选矿,提高佛石品位后再作吸附剂用。关于沸石的定量问题,至今尚未解决,使采矿取样存在一定困难。

5、细粒度沸石装填于吸附塔内阻力很大,为了减少阻力,工业上需采用较大颗粒的改型沸石。沸右粉末改型、造粒及吸附工作正在试验中。

6、通过小试说明,改型丝光沸石用于硫酸厂尾气中二氧化硫的吸附是有效果的,但其循环使用时间可到什么程度,在工业上是否有采用价值,还需经过放大试验确定。