„Odsiarczanie gazów odlotowych.” 

Referat nr 8. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Dominika Przebiędą   

Natalia Siuzdak 

Jagoda Osuch 

 IŚ 4 

1 

 

Spis treści. 

1.  Na czym polega odsiarczania gazów odlotowych. [str. 2] 

2.  Rodzaje metod odsiarczania ze względu na użycie cieczy. 

2.1. Metoda sucha. [str. 2] 

2.2. Metoda półsucha. [str. 2] 

2.3. Metoda mokra. [str. 3] 

3.  Rodzaje metod odsiarczania ze względu na ilość odpadów. 

3.1. Metoda odpadowa. [str. 3] 

3.2.  Metoda półodpadowa. [str. 3] 

3.3.  Metoda bezodpadowa. [str. 4] 

4.  Charakterystyka metod odsiarczania i ich opis. 

  4.1. Metoda wapniowo-wapienna. [str. 4] 

  4.2. Metoda glinowo-miedziowa. [str. 5] 

  4.3 Metoda amoniakalna. [str. 6] 

  4.4. Metoda sodowa. [str. 7] 

  4.5. Metoda alkaiczna. [str. 7] 

  4.6 Metoda magnezowa. [str. 8] 

       5. Odsiarczanie w złożu fluidalnym. [str. 8] 

       6. Tabela. [str. 10] 

       7. Bibliografia. 

 

 

 

 

 

 

                                    

 

 

  

2 

 

1.  Na czym polega odsiarczanie gazów. 

Jest  to  najstarsza  metoda  w  walce  z  zanieczyszczeniami  znalazła  ona  najszersze 

zastosowanie.  Liczba  metod  ciągle  wzrasta.  Metody  te  opierają  się  przede  wszystkim  na 

absorpcji i adsorpcji są one często połączone z katalityczna reakcja chemiczna. Odsiarczanie 

polega przede wszystkim na przekształceniu  𝑆𝑂

2

w substancje łatwe do usunięcia z gazów i 

układu  oczyszczania.  Odsiarczanie  w  największym  stopniu  jest  związane  z  oczyszczaniem 

spalin  kotłowych  oraz  gazów  odlotowych  z  przeróbki  ropy  naftowej  wytopu  i  przeróbki 

metali produkcji kwasu siarkowego.  Ogólną zasadą odsiarczania jest przekształcenie  𝑆𝑂

2

 w 

substancję  łatwą  do  usunięcia  zarówno  z  gazu,  jak  i  z  układu  oczyszczania.  Najszerzej  są 

stosowane  procesy  sorpcyjne  połączone  z  utlenianiem  𝑆𝑂

2

.  Stosowany  podział  technologii 

odsiarczania  gazów  wiąże  się  z  odzyskiem  siarki  w  postaci  produktów  handlowych  lub 

wytwarzaniem odpadów siarkowych. W metodach regeneracyjnych 

𝑆𝑂

2

 reaguje chemicznie z 

absorbentem, który jest następnie regenerowany i zwracany do procesu absorpcji. Dwutlenek 

siarki  odzyskuje  się  w  postaci  stężonej  siarki  elementarnej  lub 𝐻

2

𝑆𝑂

4

.  Sprzedaż 

wymienionych produktów przy dużej  ich podaży z innych źródeł  nie kompensuje wysokich 

kosztów odsiarczania i stanowi dodatkowy problem. 

 

2. Rodzaje metod odsiarczania ze względu na użycie cieczy. 

2.1 

Metody mokre. 

Metody te są dość kosztowne powodem tego jest usuwanie wody. Masa w tej 

metodzie  przenoszona  jest  do  powierzchni  ciekłego  reagentu,  jest  to  bardzo 

efektywne a niszczenie absorbentów nie jest problemem. Możliwe komplikacje 

związane są z reakcjami ubocznymi i odwrotnymi. 

2.2 

Metody półsuche. 

Najbardziej  zanana  metoda  półsucha  jest  metoda  absorpcji  𝑆𝑂

2

w  suszeniu 

rozpyłowym. Jest ona metoda dość skuteczną ok. 90% , kolejnym  jej plusem 

jest  fakt  ze  wykorzystuje  niewielkie  nakłady  inwestycyjne.  Najczęściej  jest 

wykorzystywane  w  elektrociepłowniach  komunalnych.  Sorbentami  w  tej 

metodzie  są  wapno  palone  lub  wapno  hydratyzowane  są  one  niestety 

kosztowne.  Za  minus  nie  wątpliwie  można  uznać  także  bezużyteczność 

3 

 

produktów odsiarczania. Przykładami tej metody jest np. metoda polegającą na 

połączeniu  metody suchej  wapiennej  i  dodatkowym zraszaniu.  Metoda ta nie 

eliminuje wad charakterystycznych dla metody mokrej takich jak: 

-zmniejszenie zapylenia spalin przed elektrofiltrem 

-zmniejszenie ilości niewykorzystanych sorbentów 

-zwiększenie skuteczności odsiarczania spalin 

Do ujemnych cech tej metody należą: 

-zwiększenie kosztów inwestycyjnych i eksploatacyjnych 

-większe zapotrzebowanie na miejsce pod zabudowę i obsługę zraszacza. 

W porównaniu z metoda sucha koszt zabudowy rekompensuje się ze wzrostem 

skuteczności odsiarczania o ok. 20-30 % . 

2.3. 

Metody suche. 

Charakteryzują się tym, że procesy wiązania chemicznego SO2 przebiegają w 

stanie  suchym,  tzn.  w  układzie  gaz-ciało  stałe,  lub  produkty,  które  powstają 

podczas odsiarczania są w stanie suchym. Unika się dzięki temu problemów z: 

osadzaniem się w aparaturze ciał stałych kontrolą pH, podgrzewaniem gazów, 

które  zostały  oczyszczone  oraz  gromadzeniem  ciekłych  odpadów.  Metody 

suche  oparte  są  na  adsorbcji  na  sorbentach  stałych  i  absorbcji  z  reakcją 

chemiczną, następuje jednocześnie suszenie produktów odsiarczania. 

 

    3. Rodzaje metod odsiarczania ze względu na ilość odpadów. 

3.1  

Metody odpadowe. 

produkt odsiarczania (mieszanina gipsu, siarczynu wapnia i popiołu) wydalany 
jest  w  całości  na  składowiska,  do  wypełnień  górniczych  lub  do  morza; 
składowiska wymagają rekultywacji 
 

3.2 

Metody półodpadowe. 

produktem  jest  gips 

𝐶𝑎𝑆𝑂

4

·2

𝐻

2

𝑂,  który  można  wykorzystać  np.  w 

budownictwie, ale często jest składowany (mniejsze zagrożenie dla środowiska 
niż produkt odsiarczania metodą odpadową) 
 
 
 
 

4 

 

3.3  

Metody bezodpadowe.  

absorbent  zostaje  zregenerowany,  a  wydzielony 

𝑆𝑂

2

  wykorzystuje  się  do 

produkcji 

𝐻

2

𝑆𝑂

4

,  siarki  elementarnej  lub  w  innych  gałęziach  przemysłu 

(najkorzystniejsze rozwiązanie). 

 

    4. Charakterystyka metod odsiarczania i ich opis. 

4.1 

Metoda wapniowo-wapienna. 

Metoda  ta  polega  na  wiązaniu  dwutlenku  siarki  z  tlenkiem  wapniowym,  wodorotlenkiem 

wapnia lub węglanem wapniowym. Metoda ta może być realizowana metoda mokra sucha i 

półsucha. 

W  metodzie  mokrej  sorbentem  dwutlenku  siarki  jest  zawiesina  wodorotlenku  wapniowego 

lub węglanu wapniowego.  

 

W  tej  metodzie  trudne  jest  utrzymywanie  stałego  pH  =8.  Przy  małym  pH  powstaje  𝐶𝑎𝑆𝑂

4

. 

Związek  ten  osadza  się  na  ściankach  powodując  blokadę  wnętrza  aparatury.  Otrzymany  w 

procesie szlam siarczynu wapniowego utlenia się zgodnie z reakcją: 

𝐶𝑎𝑆𝑂

3

+2

𝐻

2

𝑂 +

1

2

𝑂

2

= 𝐶𝑎𝑆𝑂

4

∗ 2𝐻

2

𝑂 

Siarczan wapnia uzyskiwany w tej metodzie jest stosowany w budownictwie. 

Metody  mokre  są  stosunkowo  tanie  i  proste  i  mimo  tego  ze  urządzenia  zarastają  ciągle 

osadami  czy  tez  niezbyt  wysoki  stopień  oczyszczania  gazów  od  80%  -  90%,  są  stosowane 

coraz częściej. 

Metody suche wapniowe polegają na procesach wiążących dwutlenek siarki. Odbywa się on 

w układzie gaz-ciało stałe. Wapienie lub dolomity są sorbentami są one wprowadzanie, lecz 

wcześniej  rozdrabniane  do  strefy  spalania  ponad  palnikiem  pyłowym.  Reakcje  zachodzi  w 

wysokiej temperaturze: 

𝐶𝑎𝐶𝑂

3

= 𝐶𝑎𝑂 + 𝐶𝑂

2

 

𝐶𝑎(𝑂𝐻)

2

=  𝐶𝑎𝑂 + 𝐻

2

𝑂 

5 

 

𝐶𝑎𝑂 + 𝑆𝑂

2

+

1
2

𝑂

2

= 𝐶𝑎𝑆𝑂

4

 

Reakcja osiąga efektywność w temperaturze 1050-1480 K. przy stosunku molowym (𝐶𝑎𝑂 +

𝑀𝑔𝑂): 𝑆𝑂

2

 równym 2,5 można uzyskać 50-60 % sprawność odsiarczania w palenisku. Gazy 

mogą być kierowane do skrubera już odpylone i  ochłodzone, bądź odpylanie i  absorpcja są 

prowadzone  jednocześnie  w  jednym  aparacie.  W  tym  ostatnim  przypadku  projektuje  się 

specjalne  rozwiązanie,  by  oddzielić  strefę  absorpcji  od  strefy  wydzielania  ciała  stałego. 

Produktem jest gips, który może być otrzymywany w postaci płyt lub proszku. 

4.1 

Metoda glinowo-miedziowa. 

Jest  to  bezodpadowa  metoda  usuwania 

𝑆𝑂

2

  z  gazów  przemysłowych  za  pomocą 

odpowiedniego  sorbentu.  Sorbent  ten  musi  być  wytrzymały  mechanicznie  na  ścieranie, 

odporny termicznie i łatwy do regeneracji. Najlepszymi sorbentami są tlenki miedzi i żelaza, 

ale  połączone  np.  z  tlenkiem  glinu  gdyż  samodzielnie  nie  są  wytrzymałe  mechanicznie. 

Metoda  glinowo-miedziowa  polega  na  sorpcji  z  gazów  odlotowych  w  wielopałkowym 

reaktorze  z  warstwą  fluidalną  oraz  regeneracji  w  urządzeniu  krzyżowym  przepływem 

reagentów. Swoją bezodpadowość koncepcja ta zawdzięcza zamknięciu obiegu sorbentu a co 

za tym idzie nie powstawanie hałd odpadowych.  

Z  analizy  termodynamicznej  układu  Cu-S-O  wynika,  że  najlepszą  temperaturą  do 

przeprowadzenia sorpcji dwutlenku siarki na tlenku miedzi jest temperatura niższa od 918 K 

(powyżej  960  K  proces  ten  nie  wystąpi  wcale;  918-  960  K  wystąpi,  ale  CuO  nie  będzie  w 

pełni  wykorzystane).  Na  podstawie  tej  analizy  możemy  stwierdzić,  że  CuO  może  nam 

posłużyć, jako sorbent w suchej metodzie usuwania dwutlenku siarki z gazów odlotowych. 

Weryfikacja  odpowiedniej  technologii  otrzymywania  sorbentów  w  celu  znalezienia 

najkorzystniejszej metody. 

 

Sorbenty glinowo-miedziowe wykazują najlepsze własności fizykochemiczne i mechaniczne, 

niezależnie  od  sposobu  ich  otrzymywania;  zarówno  metodą  rozkładu  termicznego  jak  i 

modelowego,  uzyskanego  z  nasączenia  𝐴𝑙

2

𝑂

3

  siarczanem  miedzi.  Metoda  rozkładu 

termicznego  charakteryzuje  się  małą  ilością  procesów  i  operacji,  niskim  zużyciem  wody  i 

małą  ilością  odpadów.    Im  wyższa  temperatura  procesu  tym  lepsze  wskaźniki  zdolności 

sorpcyjnej sorbentów. 

 

6 

 

Do  uzyskania  sorbentu  na  skalę  wielkolaboratoryjną  używa  się  kwasu  azotowego  w  obiegu 

zamkniętym w grzejniku fluidalnym. W ten sposób uzyskujemy sorbent w formie granulatu. 

Ta technologia: 

- wykorzystuje w 80% odpady procesu rafinacji aluminium,  

- nie zatruwa wody ani powietrza 

- zużywa znaczne ilości ciepła 

Regeneracja sorbentu  

 

Temperatura sorpcji w przedziale 653- 693 K zapewnia największy odzysk siarki. Odbywa się 

to  za  pomocą  gazu  miejskiego,  który  zawiera  50%  wodoru  i  metanu  niezbędnego  przy 

regeneracji sorbentu.  

 

Cały  proces  polega  na  wprowadzeniu  gazów  zasiarczonych  do  aparatu  fluidalnego  gdzie  w 

obiegu  zamkniętym,  za  pomocą  sorbentu  glinowo-miedziowego  następuje  pochłonięcie 

dwutlenku  siarki.  Odsiarczone  gazy  podlegają  odpylaniu  i  są  wypuszczane.  Użyty  sorbent 

podlega  regeneracji  za  pomocą  gazu  miejskiego  lub  wodoru  w  aparacie  z  krzyżowym 

przepływem  reagentów.  Następnie  wracają  one,  transportowane  pneumatycznie  do  reaktora 

fluidalnego.  Po regeneracyjne gazy zostają zutylizowane i przerobione na siarkę.  

 

Metoda  ta  pozwala  na  usunięcie  z  gazów  powyżej  90%  dwutlenku  siarki  a  jako  produkt 

utylizacji otrzymywana jest siarka. Proces odbywa się w tej samej temperaturze, przez co nie 

jest  wymagane  doprowadzanie  ciepła.  Technologia  ta  jest  bezodpadowa  i  nie  produkuje 

zanieczyszczeń.  

 

4.3 

Metoda amoniakalna. 

W tej metodzie do absorpcji stosuje się gazowy amoniak, roztwory wodne amoniaku lub jego 

związki. Produktem końcowym jest siarczan amonu stosowany, jako nawóz albo gips. Po 

wstępnym odpyleniu i schłodzeniu gazy są kierowane do absorpcji gdzie zachodzi reakcja: 

2NH

4

OH + 𝑆𝑂

2

=

 (NH

4

)

2

𝑆𝑂 + 𝐻

2

𝑂 

 (NH

4

)

2

𝑆𝑂

3

+ 𝑆𝑂

2

+ 𝐻

2

𝑂 = 2NH

4

HSO

3

 

7 

 

Odczyn  po  absorpcyjny  zawiera  siarczyny,  siarczany  oraz  niewielkie  ilości  innych  soli.  

Najczęściej  w  kolumnie  utleniającej  przetworzony  na  siarczan  amonu.  Roztwór  siarczanu 

amonu jest kierowany do suszarni rozpyłowej a następnie granulowany. 

2NH

4

HSO

3

+ 2NH

3

=  (NH

4

)

2

𝑆𝑂

3

 

 (NH

4

)

2

𝑆𝑂

3

+

1
2

𝑂

2

=  (NH

4

)

2

𝑆𝑂

4

 

4.4. 

Metoda sodowa. 

Składa  się  z  3  cykli  absorpcyjnych  𝑆𝑂

2

obróbki  roztworów  po  absorpcyjnych  i  ostatecznie 

odzysku  dwutlenku  siarki,  połączonego  z  regeneracja  roztworu.  W  cyklu  pierwszym  w 

wyniku absorpcji  

𝑆𝑂

2

 zachodzi następująca reakcja: 

𝑆𝑂

2

+

𝑁𝑎

2

𝑆𝑂

3

+

𝐻

2

𝑂 = 2𝑁𝑎𝐻𝑆𝑂

3

 

𝑁𝑎

2

𝑆𝑂

3

+ 2𝑁𝑎𝐻𝑆𝑂

3

= 2𝑁𝑎

2

𝑆𝑂

3

+ 𝐶𝑂

2

+ 𝐻

2

𝑂 

Ponieważ wszystkie związki są rozpuszczalne, nie występuje zarastanie przewodów instalacji. 

W cyklu 3 następują odparowanie i rozkład termiczny produktów absorpcji. 

2𝑁𝑎

2

𝑆𝑂

3

= 𝑁𝑎

2

𝑆𝑂

3

+ 𝑆𝑂

2

+

𝐻

2

𝑂 

Siarczyn  sodowy  jest  zawracany  do  absorpcji.  Natomiast  gazowy  dwutlenek  siarki  podlega 

utylizacji.  Sprawność  odsiarczanie w tej metodzie to 90-98%. 

4.5 

Metoda dwu alkaiczna. 

Absorpcje dwutlenku siarki prowadzi się w roztworach węglanu lub wodorotlenku sodu: 

2𝑁𝑎𝑂𝐻 + 𝑆𝑂

2

= 𝑁𝑎

2

𝑆𝑂

3

+ 𝐻

2

𝑂 

2𝑁𝑎𝑂𝐻 + 𝑆𝑂

2

+

1
2

𝑂

2

= 𝑁𝑎

2

𝑆𝑂

4

+ 𝐻

2

𝑂 

𝑁𝑎𝑆𝑂

3

+ 𝑆𝑂

2

+ 𝐻

2

𝑂 = 2𝑁𝑎𝐻𝑆𝑂

3

 

Regeneracja  roztworu  po  sorpcyjnego  jest  prowadzona  w  oddzielnym  węzłem 

regeneracyjnym za pomocą wodorotlenku lub węglanu wapniowego. Jako produkt otrzymuje 

8 

 

się𝐶𝑎𝑆𝑂

3

  /

𝐶𝑎𝑆𝑂

4

.  Sprawność  odsiarczania  wynosi  95%  Otrzymany  𝐶𝑎𝑆𝑂

4

i 

2𝐻

2

𝑂  jest 

produktem handlowym. 

4.6 

Metoda magnezowa. 

Di-tlenek  siarki  absorbowany  jest  w  wodnym  roztworze  soli  magnezu.  Produktem  jest 

mieszanina  siarczynów  i  siarczanów  magnezu.  Po  wysuszeniu  mieszanina  jest  poddawana 

kalcynacji w wyniku odzyskuje się tlenek magnezu i dwutlenek siarki kierowany do produkcji 

kwasu siarkowego. 

Odsiarczanie poprzez napromieniowanie spalin wiązką elektronów. 

Metoda  ta  oddziałuje  na  przepływające  spaliny  wysokoenergetyczna  wiązką  elektronów  w 

atmosferze amoniaku. Metoda ta polega na utlenianiu tlenków siarki i azotu do 

𝑆𝑂

3

 i 

𝑁𝑂

2

 a 

następnie  w  reakcji  z  para  wodna  i  amoniakiem,  wytworzeniu  stałych  soli  amonowych 

wychwytywanych w urządzeniach odpylających. Produkt uboczny wykorzystywany jest, jako 

nawóz sztuczny. Jest to unikalny proces jednoczesnego odsiarczania i odazotowania gazów na 

wysoka wartość użytkową produktów.  

Elektrony  oddziałują  z  gazem  powodując  powstawanie  jonów,  rodników  i  innego  rodzaju 

wzbudzonych związków chemicznych. Składniki mieszaniny gazowej absorbują energie, 99% 

energii absorbowane jest przez azot, tlen, parę wodna i dwutlenek węgla.  

Wydajność  tej  metody  zależy  w  dużej  mierze  od  temperatury  i  wilgotności  gazów,  maleje 

wraz  ze  wzrostem  temperatury.  Nie  jest  ona  jednak  zależną  od  dawki  promieniowania 

zachodzi nawet przy zerowych dawkach.   

 

     5. Odsiarczanie w złożu fluidalnym. 

Odsiarczanie  w  złożu  fluidalnym  czynnych  chemicznie  ziaren  sorbentu  jest  metodą 

najbardziej odpowiednią dla małych i średniej wielkości (100-200 tys. m

3 

/h) źródeł emisji.  

Proces suchego odsiarczania spalin odbywa się  w temperaturze około 70 ° C i wykorzystuje 

wapno do absorpcji  SO

2

, SO

3

 , HF i HCl . 

Ze względu na wysoki poziom wapna hydratyzowanego w spalinach  oraz na dużą prędkość 

w  złożu  fluidalnym  absorbera,  sprawność   redukcji  SO2  do  99  %  można  osiągnąć  przy 

minimalnych wymagań przestrzennych. 

9 

 

Popiół  i  produkty  uboczne  odsiarczania  przechowywane  są   w  silosie  przed  zmieszaniem  i 

nawodnieniem  w  instalacji  stabilizator.  Produkt  ten   stosowany  jest  do  wypełnienia 

odkrywkowych kopalni węgla brunatnego. 

Inne  możliwe  zastosowania  dla  produktu  ubocznego  odsiarczania  w  absorberze  ze  złożem 

fluidalnym  ( po zmieszaniu z popiołem lub bez), są następujące: 

•  Architektura krajobrazu 

•  Składowiska dla górnictwa odkrywkowego 

•  Wypełnianie ubytków ( górnictwo) 

•  Ekrany akustyczne 

•  Budowa dróg 

•  Jastrych 

•  Płyty ścienne gipsowe 

•  Nawozy 

•  przy odsiarczaniu spalin wapieniem 

•  Produkcja cementu i H

2

SO

4

 ( według procesu Muller - Kühne ) 

•  Kalcynowanie do bezwodnych 

Nie  ma  potrzeby  stosowania  ochrony  przed  korozją  w  absorberze,  ponieważ  wewnętrzne 

obszary  absorbera  są,  ze  względu  na  dużą  reaktywność  załadunków  stałych  i  niemal 

całkowity  wychwyt  SO

3

,  stale  czyszczone  tak,  że  żrące  substancje  skalujące,  takie  jak 

CaCl

2

 lub  podobne  nie  mają  możliwości  formowania  się,  więc  użycie  okładzin  lub  innych 

materiałów specjalnych jest zbędne. 

 

Oczyszczanie spalin w absorberze ze złożem fluidalnym zalety: 

 

•  Prosty, niezawodny proces 

•  Niskie zapotrzebowanie na miejsce 

•  Suche produkty uboczne 

•  Brak konieczności ponownego podgrzewania spalin 

•  poziom odsiarczania ponad 99 % 

•  Doskonałe poziomy wychwytywania  𝑆𝑂

3

 

•  Usuwanie metali ciężkich 

•  Niskie koszty eksploatacji 

10 

 

     7. Tabela – podsumowanie. 

 

 

typy [sucha, 

półsucha, 

mokra] 

metody [odpadowe, 

półodpadowe, 

bezodpadowe] 

sprawność 

[%] 

produkt 

końcowy 

metoda 

wapniakowi - 

wapienna 

mokra 

odpadowa 

60% 

siarczan wapnia, 

gips 

metoda glinowo - 

miedziowa 

sucha 

bezodpadowa 

>90% 

ciekłe 𝑆𝑂

2

, 

siarka 

elementarna 

metoda 

amoniakalna 

mokra 

półodpadowa 

>90% 

siarczan amonu 

– nawóz 

azotowy, 

𝐻

2

𝑂  𝑁𝐻

3    

𝑆𝑂

2

 

metoda sodowa 

mokra 

 

90-98% 

 

metoda 

dwualkaiczna 

sucha 

odpadowa 

98% 

gips 

metoda 

magnezowa 

mokra 

bezodpadowa 

>95% 

siedmiowodny 

siarczan 

magnezu 

(MgSO4·7H2O) 

– nawóz 

mineralny 

 

 

11 

 

     8. Bibliografia 

1. 

Kacperski  W.,  Inżynieria  środowiska  ochrona  powietrza,  Wydawnictwo  Politechniki 

Radomskiej, Radom 2003 

2. 

Mazur M., Systemy ochrony powietrza, Uczelniane wydawnictwo N-D, Kraków 1990 

3. 

Miąsik A., Moskwa A., Moskwa A. S., Wilkosz I., Sucha glinowo-miedziowa metoda 

usuwania dwutlenku siarki z przemysłowych gazów odlotowych, Wydawnictwo PAN, 

1985

 

4. 

Warych  J.,  Oczyszczanie  gazów-procesy  i  aparatura,  Wydawnictwa  Naukowo-

Techniczne, Warszawa 1998