二氧化硫

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氧化化學式:SO2)是最常見的硫氧化物。無色氣體,有強烈刺激性氣味。大氣主要污染物之一。火山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化合物,因此燃燒時會生成二氧化硫。當二氧化硫溶於水中,會形成硫酸(酸雨的主要成分)。若把SO2進一步氧化,通常在催化劑如二氧化氮存在下,便會生成硫酸。這就是對使用這些燃料作為能源環境效果的擔心的原因之一。

化學品簡介

管制信息

  該品不受管制。

名稱

  中文名稱:二氧化硫   中文別名:亞硫酸酐   英文別名:Sulfur Dioxide

編碼信息

  技術說明書編碼:41   CAS No.:7446-09-5   EINECS號:231-195-2   InChI:InChI=1/O2S/C1-3-2

結構

基本結構

  SO2是一個彎曲分子,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。

二氧化硫的三種共振結構

SO2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O3中的O-O鍵長(127.8 pm)則比氧氣O2中的O-O鍵長(120.7 pm)長。SO2的平均鍵能(548 kJ mol)要大於SO的平均鍵能(524 kJ mol),而O3的平均鍵能(297 kJ mol)則小於O2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。

物理性質

  無色,常溫下為無色有刺激性氣味的有毒氣體,密度空氣大,易液化,易溶於水(約為1:40)密度2.551g/L。(氣體,20攝氏度下)   熔點:-72.4℃(200.75K)   沸點:-10℃(263K)   溶解度:   
22 g/100mL(0℃) 15 g/100mL(10℃)
11 g/100mL(20℃)9.4 g/100mL(25 ℃)
8 g/100mL(30℃)6.5 g/100mL(40 ℃)
5 g/100mL(50℃)4 g/100mL(60℃)
3.5 g/100mL(70 ℃)3.4 g/100mL(80 ℃)
3.5 g/100mL(90 ℃)3.7 g/100mL(100℃)

化學性質

  二氧化硫可以在硫磺燃燒的條件下生成   S(s) +O2(g) =點燃= SO2(g)   硫化氫可以燃燒生成二氧化硫   2H2S(g) + 3O2(g) ==點燃= 2H2O(g) + 2SO2(g)   加熱硫鐵礦,閃鋅礦,硫化汞,可以生成二氧化硫

二氧化硫漂白品紅溶液

4FeS2(s) + 11O2(g) === 2Fe2O3(s) + 8SO2(g)   2ZnS(s) + 3O2(g) === 2ZnO(s) + 2SO2(g)   HgS(s) + O2(g) === Hg(g) + SO2(g)   應用: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時人會出現潰瘍肺水腫直至窒息死亡。二氧化硫與大氣

實驗步驟

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,可使呼吸疾病發病率增高,慢XX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等煙霧事件,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和防腐作用,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和防腐劑,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類添加劑[1]

其它性質

  SO2+H2O=H2SO3(亞硫酸)   SO2可以自偶電離:2SO2===(可逆)SO2++SO32-   2SO2+O2 === 2SO3(加熱,五氧化二釩做催化劑,可逆;在大自然中,也可由空氣中塵埃催化)   2H2S+SO2 === 3S↓+2H2O   SO2+Cl2+2H2O === 2HCl+H2SO4   SO2+2NaOH === Na2SO3+H2O(SO2少量)   SO2+NaOH === NaHSO3(SO2過量)   Na2SO3+SO2+H2O === 2NaHSO3   CaO+SO2====CaSO3 2CaSO3+O2====2CaSO4(加熱)   SO2+2FeCl3+2H2O===2FeCl2+H2SO4+2HCl   SO2+H2O2===H2SO4   SO2+Na2O===Na2SO3   SO2可以使品紅溶液褪色,加熱后顏色還原,因為SO2的漂白原理是SO2與被漂白物反應生成無色的不穩定的化合物,加熱時,該化合物分解,恢複原來顏色。

生產方法

  工業製備   二氧化硫(SO2)   制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制得純二氧化硫氣體,然後經壓縮或冷凍將其液化。重要的工業生產方法有:   ①哈涅希-希洛特法。此法始創于1884年,以水作吸收劑,吸收二氧化硫后的溶液以蒸汽解吸,解吸氣冷凝、乾燥后液化。現在發展了加壓水吸收法。   ②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,制得純二氧化硫氣體。   ③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,制得純二氧化硫。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。   ④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,直接制得液體二氧化硫,未冷凝的二氧化硫返回硫酸生產系統。   ⑤三氧化硫-硫磺法。使液體硫磺與三氧化硫在反應器中進行反應,制得純二氧化硫氣體。   實驗室製備   實驗室通常用亞硫酸鈉濃硫酸反應制取二氧化硫   Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2(g)+H2O   或用銅與濃硫酸加熱反應   Cu+2H2SO4=△=CuSO4+SO2(g)+2H2O   尾氣處理:通入氫氧化鈉溶液   2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O   其它方法   二氧化硫可以在硫磺燃燒的條件下生成   S(s)+O2(g) → SO2(g)   硫化氫可以燃燒生成二氧化硫   2H2S(g) +3O2(g) → 2H2O(g) +2SO2(g)   加熱硫鐵礦,閃鋅礦,硫化汞,可以生成二氧化硫   4FeS2(s) +11O2(g) → 2Fe2O3(s) +8SO2(g)   2ZnS(s) +3O2(g) → 2ZnO(s) +2SO2(g)   HgS(s) +O2(g) → Hg(g) +SO2(g)

危險性概述

危險性類別

  三星級

侵入途徑

  通過呼吸系統

實驗步驟

健康危害

  易被濕潤粘膜表面吸收生成亞硫酸、硫酸。對眼呼吸道粘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XX性聲門痙攣而致窒息。皮膚或眼接觸發生炎症灼傷慢性影響:長期低濃度接觸,可有頭痛頭昏乏力等全身癥狀以及慢性鼻炎咽喉炎氣管炎、嗅覺味覺減退等。少數工人有牙齒酸蝕症[2]

環境危害

  對大氣可造成嚴重污染。

燃爆危險

  該品不自燃,有毒,具強刺激性。

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。

食入

  用水漱口,飲牛奶或生蛋清。就醫。

消防措施

危險特性

  不燃。若遇高熱,容器內壓XX,有開裂和爆炸的危險。

二氧化硫檢測儀

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(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

生成二氧化硫

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XX現場。盡可能切斷泄漏源。用工業覆蓋層或吸附/ 吸收劑蓋住泄漏點附近的下水道等地方,防止氣體XX。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,修復檢驗后再用。

操作處置與儲存

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,防止鋼瓶及附件破損。配備泄漏應急處理設備。

儲存注意事項

  儲存于陰涼、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。

接觸控制/個體防護

職業接觸限值

  中國MAC(mg/?):15   前蘇聯MAC(mg/?):10   TLVTN:OSHA 5PPM,13mg/?,ACGIH 2PPM,5.2mg/?   TLVWN:ACGIH 5PPM,13mg/?

監測方法

  鹽酸玫瑰苯胺比色法甲醛緩衝液-鹽酸副玫瑰苯胺分光光度法

工程式控制制

  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

  戴橡膠手套。

其他防護

  工作現場禁止吸煙、進食和飲水。工作完畢,淋浴更衣。保持良好的衛生習慣。

理化特性

  主要成分:含量:工業級 一級≥99.9%;二級≥99.0%。   外觀與性狀:無色氣體,有刺激性氣味。   pH:2/3的二氧化硫溶於水生成亞硫酸(H2SO3),溶液的pH值變成2或3   方程式:SO2+H2O ←→ H2SO3   熔點(℃):-75.5   沸點(℃):-10   相對密度(水=1):1.43   相對蒸氣密度(空氣=1):2.26   飽和蒸氣壓(kPa):338.42(21.1℃)   燃燒熱(kJ/mol):無意義   臨界溫度(℃):157.8   臨界壓力(MPa):7.87   閃點(℃):無意義   引燃溫度(℃):無意義   爆炸上限%(V/V):無意義   爆炸下限%(V/V):無意義   溶解性:溶於水、乙醇。   溶解度:1:40 (溶於水)   主要用途:用於製造硫酸和保險粉等。

穩定性和反應活性

  禁配物:強還原劑、強氧化劑、易燃或可燃物   褪色原理:SO2與品紅結合生成一種不穩定的無色或淺色物質,可逆且褪色效果差;加熱后可變回紅色   氯水:漂白(氧化)不可逆   過氧化鈉:與水反應生成雙氧水,漂白(氧化)不可逆   活性炭:疏鬆多孔結構,吸附性。

毒理學資料

  急性毒性:LD50:無資料   LC50:6600mg/Kg,1小時(大鼠吸入)   亞急性和慢性毒性:   刺激性:家兔經眼:6PPM/4小時/32 天,輕度刺激。

生態學資料

  其它有害作用:燃燒煤可生成二氧化碳和二氧化硫等物質,二氧化硫

酸雨腐蝕后的森林

可嚴重污染大氣,由其形成的酸雨對植物的危害尤為嚴重。

廢棄處置

  把廢氣通入純鹼溶液中,加次氯酸鈣中和,然後用水沖入廢水系統。

運輸信息

危險貨物編號:

  23013   UN編號:1079   包裝標誌:   包裝類別:O52

包裝方法:

  鋼質氣瓶;安瓿瓶外普通木箱。

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。採用鋼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。   能使酸性高錳酸鉀溶液褪色。

法規信息

  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[1992] 677號),工作場所安全使用化學品規定 ([1996]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)將該物質划為第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划為第一類 A級無機劇毒品。   二氧化硫具有酸性,可與空氣中的其他物質反應,生成微小的亞硫酸鹽和硫酸鹽顆粒。當這些顆粒被吸入時,它們將聚集於肺部,是呼吸系統癥狀和疾病、呼吸困難,以及過早死亡的一個原因。如果與水混合,再與皮膚接觸,便有可能發生凍傷。與眼睛接觸時,會造成紅腫疼痛。   二氧化硫是大氣中主要污染物之一,是衡量大氣是否遭到污染的重要標誌。世界上有很多城市發生過二氧化硫危害的嚴重事件,使很多人中毒或死亡。在中國的一些城鎮,大氣中二氧化硫的危害較為普遍而又嚴重。   二氧化硫XX呼吸道后,因其易溶於水,故大部分被阻滯在上呼吸道,在濕潤的粘膜上生成具有腐蝕性的亞硫酸、硫酸和硫酸鹽,使刺激作用增強。上呼吸道的平滑肌因有末梢神經感受器,遇刺激就會產生窄縮反應,使氣管和支氣管的管腔縮小,氣道阻力增加。上呼吸道對二氧化硫的這種阻留作用,在一定程度上可減輕二氧化硫對肺部的刺激。但XX血液的二氧化硫仍可通過血液循環抵達肺部產生刺激作用。   二氧化硫可被吸收XX血液,對全身產生毒副作用,它能破壞酶的活力,從而明顯地影響碳水化合物蛋白質代謝,對肝臟有一定的損害。動物試驗證明,二氧化硫慢性中毒后,機體的免疫受到明顯抑制。   二氧化硫濃度為10~15ppm時,呼吸道纖毛運動和粘膜的分泌功能均能受到抑制。濃度達20ppm時,引起咳嗽並刺激眼睛。若每天吸入濃度為100ppm8小時,支氣管和肺部出現明顯的刺激癥狀,使肺組織受損。濃度達400ppm時可使人產生呼吸困難。二氧化硫與飄塵一起被吸入,飄塵氣溶膠微粒可把二氧化硫帶到肺部使毒性增加3~4倍。若飄塵表面吸附金屬微粒,在其催化作用下,使二氧化硫氧化為硫酸霧,其刺激作用比二氧化硫增強約1倍。長期生活在大氣污染的環境中,由於二氧化硫和飄塵的聯合作用,可促使肺泡纖維增生。如果增生範圍波及廣泛,形成纖維XX變,發展下去可使纖維斷裂形成肺氣腫。二氧化硫可以加強致癌物苯並(a)芘的致癌作用。據動物試驗,在二氧化硫和苯並(a)芘的聯合作用下,動物肺癌的發病率高於單個因子的發病率,在短期內即可誘發肺部扁平細胞癌。

大氣中的形成

  二氧化硫主要來源於煤和石油的燃燒,濃度高時使人呼吸困難,甚至死亡。   分析方法:煙氣中可以使用煙氣分析儀,如ecom J2KN.   過程裝置中使用SIGNAL 7000 GFC NDIR技術方法

二氧化硫制取三氧化硫

  先將硫黃或黃鐵礦在空氣中燃燒或焙燒,以得到二氧化硫氣體。將二氧化硫氧化為三氧化硫是生產硫酸的關鍵,其反應為:   2SO2+O2→2SO3(可逆)   這個反應在室溫和沒有催化劑存在時,實際上不能進行。根據二氧化硫轉化成三氧化硫途徑的不同,製造硫酸的方法可分為接觸法和硝化法。接觸法是用負載在硅藻土上的含氧化鉀硫酸鉀(助催劑)的五氧化二釩V2O5作催化劑,將二氧化硫轉化成三氧化硫。硝化法是用氮的氧化物作遞氧劑,把二氧化硫氧化成三氧化硫:   SO2+N2O4+H2O→H2SO4+2NO   根據所採用設備的不同,硝化法又分為鉛室法和塔式法,現在鉛室法已被淘汰;塔式法生產的硫酸濃度只有76%;而接觸法可以生產濃度98%以上的硫酸;採用最多。   接觸法生產工藝:接觸法的基本原理是應用固體催化劑,以空氣中的氧直接氧化二氧化硫。其生產過程通常分為二氧化硫的製備、二氧化硫的轉化和三氧化硫的吸收三部分。   二氧化硫的製備和凈化:   以硫鐵礦等其他原料製成的原料氣,含有礦塵、氧化砷、二氧化硒氟化氫氯化氫雜質,需經過凈化,使原料氣質量符合轉化的要求。為此,經回收餘熱的原料氣,先通過乾式凈化設備(旋風除塵器、靜電除塵器)除去絕大部分礦塵,然後再由濕法凈化系統進行凈化。   經過凈化的原料氣,被水蒸氣所飽和,通過噴淋93%硫酸的填料乾燥塔,將其中水分含量降至0.1g/?以下。   二氧化硫的轉化:二氧化硫于轉化器中,在釩催化劑存在下進行催化氧化:   SO2+(1/2)O2 === SO3 ΔH=-99.0kJ   釩催化劑是典型的液相負載型催化劑,它以五氧化二釩為主要活性組分,鹼金屬氧化物為助催化劑,硅藻土為催化劑載體,有時還加入某些金屬或非金屬氧化物,以滿足強度和活性的特殊需要。通常製成直徑4~6mm、長5~15mm柱狀顆粒。近年來,丹麥、美國和中國相繼開發了球狀、環狀催化劑,以降低催化床阻力,減少能耗。   釩催化劑須在某一溫度以上才能有效地發揮催化作用,此溫度稱為起燃溫度,通常略高於400℃。近年來,研製成功的低溫活性型釩催化劑,其起燃溫度降低到370℃左右,因而提高了二氧化硫轉化率。轉化器進口的原料氣溫度保持在釩催化劑的起燃溫度之上,通常為410~440℃。   由於原料氣經過濕法凈化系統后降溫至40℃左右,所以必須通過換熱器,以轉化反應后的熱氣體間接加熱至反應所需溫度,再XX轉化器。二氧化硫經氧化反應放出的熱量,使催化劑層溫度升高,二氧化硫平衡轉化率隨之降低,如溫度超過650℃,將使催化劑損壞。為此,將轉化器分成3~5層,層間進行間接或直接冷卻,使每一催化劑層保持適宜反應溫度,以同時獲得較高的轉化率和較快的反應速度。   現代硫酸生產用的兩次轉化工藝,是使經過兩層或三層催化劑的氣體,先XX中間吸收塔,吸收掉生成的三氧化硫,餘氣再次加熱后,通過後面的催化劑層,進行第二次轉化,然後XX最終吸收塔再次吸收。由於中間吸收移除了反應生成物,提高了第二次轉化的轉化率,故其總轉化率可達99.5%以上,部分老廠仍採用傳統的一次轉化工藝,即氣體一次通過全部催化劑層,其總轉化率最高僅為98%左右。   三氧化硫的吸收:轉化工序生成的三氧化硫經冷卻后在填料吸收塔中被吸收。吸收反應雖然是三氧化硫與水的結合,即:   SO3+H2O→H2SO4ΔH=-132.5kJ   但不能用水進行吸收,否則將形成大量酸霧。工業上採用98.3%硫酸作吸收劑,因其液面上水、三氧化硫和硫酸的總蒸氣壓最低,故吸收效率最高。出吸收塔的硫酸濃度因吸收三氧化硫而升高,須向98.3%硫酸吸收塔循環槽中加水並在乾燥塔與吸收塔間相互串酸,以保持各塔酸濃度恆定。成品酸由各塔循環系統引出。   吸收塔和乾燥塔頂設有金屬絲網除沫器或玻璃纖維除霧器,以除去氣流中夾帶的硫酸霧沫,保護設備,防止環境污染。兩次轉化工藝的最終吸收塔出口尾氣中的二氧化硫濃度小於500×10-6,尾氣可直接排入大氣;而一次轉化工藝的吸收塔尾氣中的二氧化硫濃度高達2000×10-6~3000×10-6,故須設置尾氣處理工序,以使排氣符合環境保護法規。氨水吸收法是應用最廣的尾氣處理方法。

對工人危害及防範措施

1、SO2 對人體的危害

  SO2 被人體吸入呼吸道后,因易溶於水,故大部分被阻滯在上呼吸道。在濕潤的粘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 后支氣管和肺部將出現明顯的刺激癥狀,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XX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XX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后不易痊愈,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,主要表現為鼻粘XX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。

2、防治措施

  2.1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%甘油濕潤后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。   2.2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。   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 氣體可用於制取濃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。   2.3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   當活性炭上吸附了一定量的H2SO4 后,用水洗法再生活性炭,並得到副產品H2SO4。   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,但脫硫后的煙氣溫度較低,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,並且脫硫后,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 %。

3、結論

  在有色金屬冶煉過程中產生的SOx,是對操作工人身體健康影響最大的有毒氣體,必須採取有效的防治措施,以保證工人的身體健康。   用活性炭處理有色金屬冶煉過程中產生的SO2,具有脫硫效率高、工藝簡單、操作易控制、活性炭可再生重複利用、無二次污染等特點,克服了亞銨法,亞硫酸鈉法和氧化鋅法在應用上的局限性和缺點,也避免了用V2O5 氧化法的催化劑中毒問題,是一種行之有效且應用前景廣泛的方法。

實驗室製法

二氧化硫  實驗室通常用亞硫酸鈉與濃硫酸反應制取二氧化硫   Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2(g)+H2O   或用銅與濃硫酸加熱反應   Cu+2H2SO4=△=CuSO4+SO2(g)+2H2O   尾氣處理:通入氫氧化鈉溶液   2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O

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