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化工废气中二氧化硫处理方法综述

文档作者：余姮蓉方成奇文档来源：浙江工业大学工程设计集团有限公司		更新日期： 2026年07月19日	点击数：
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能源环保与安全
化工废气中二氧化硫处理方法综述
余姮蓉　方成奇　　浙江工业大学工程设计集团有限公司
【摘　要】本文综述了化工废气中二氧化硫的处理方法，主要包括物理方法、化学方法和生物方法。物理方法如干
式吸附法、溶剂吸收法和膜分离法，通过物理作用实现二氧化硫的去除；化学方法包括钙法、钠法、钾
法、氨法、双碱法、碱性氧化法和有机溶剂法等，利用化学反应将二氧化硫转化为无害物质；生物方法
则通过微生物的作用将二氧化硫转化为硫酸盐等无害物质。
【关键词】化工废气；二氧化硫；废气处理
【DOI】10.12316/j.issn.1674-0831.2025.14.055
引言
随着工业化进程的加快，二氧化硫作为工业废气的
主要成分之一，对大气环境和人类健康造成了严重威
胁。因此，开发高效、环保的二氧化硫处理技术具有重
要意义。目前，二氧化硫的处理方法主要分为物理方
法、化学方法和生物方法三大类。物理方法通过吸附、
吸收或膜分离技术实现二氧化硫的去除；化学方法则通
过化学反应将二氧化硫转化为无害物质；生物方法利用
微生物的代谢作用实现污染物的降解。本文将对这些方
法进行详细分析，探讨其适用范围、实际应用情况。
一、物理方法
1.干式吸附法
干式吸附法常用的吸附剂包括活性炭、分子筛、氧
化钙等。活性炭因其较大的比表面积和丰富的微孔结
构，对二氧化硫有较强的吸附能力，是最常用的吸附剂
之一。吸附过程通常包括二氧化硫与吸附剂接触并被吸
附在表面活性位点上。吸附饱和后，可以通过加热再生
或用水洗涤的方式将吸附的二氧化硫从吸附剂上解吸下
来，从而实现吸附剂的循环使用。干式吸附法的工艺流
程包括：其一，预处理。通过布袋除尘器或其他过滤设
备去除废气中的颗粒物，以避免堵塞吸附装置。其二，
吸附。废气进入吸附塔，与吸附剂接触，二氧化硫被吸
附在吸附剂表面。其三，再生。吸附饱和后，通过加热
或水洗等方式再生吸附剂。其四，排放。再生后的吸附
剂重新投入使用，净化后的废气达标后排放。
2.溶剂吸收法
溶剂吸收法利用吸收剂与二氧化硫之间的化学反
应，将二氧化硫从气相转移到液相。常见的吸收剂包括
碱性溶液（如氢氧化钠溶液、氢氧化钙溶液）和有机溶
液（如胺液、离子液）。吸收剂可以选择碱性溶液、有
机溶液。其中，碱性溶液，如氢氧化钠（NaOH）、氢
氧化钙[Ca(OH)2]等，适用于处理酸性气体，如二氧化硫
和氯化氢，用以高效吸收二氧化硫，并生成亚硫酸盐或
硫酸盐，后续可以通过氧化等方法进一步处理；有机溶
液，如胺液，如二乙醇胺、二异丙醇胺和离子液，如咪
唑类、胍类，以在低温下对二氧化硫具有良好的吸收能
力，高温下可以再生吸收剂以实现循环利用。溶剂吸收
法工艺流程包括：其一，预处理。对废气进行预处理，
去除大颗粒杂质和水分，以保护吸收剂。其二，吸收。
废气与吸收剂在吸收塔中充分接触，二氧化硫被吸收剂
吸收。其三，再生。通过加热或其他方法将吸收剂中的
二氧化硫解析出来，实现吸收剂的再生和循环利用。
3.膜分离法
膜分离法通过半透膜将废气中的二氧化硫气体与其
他气体分离开。半透膜是一种具有特殊微孔结构的材
料，其孔径大小、形状以及膜材料的化学性质，决定了
不同气体在膜中的渗透能力。这种分离过程基于气体分
子在膜材料中渗透速率的差异。从微观层面来看，气体
分子与膜材料之间存在着复杂的相互作用，包括分子间
的吸附、扩散等过程。二氧化硫气体由于其分子结构和
性质，在特定的膜材料中具有相对较高的渗透速率。当
含有二氧化硫的废气通过膜表面时，二氧化硫分子能够
更快速地与膜材料发生作用，优先通过膜的孔道，而其
他气体分子则因渗透速率较慢，在相同时间内通过膜
的量较少，从而实现二氧化硫气体与其他气体的有效分
离。具体过程为：气体通过膜表面→不同气体在膜材料
中的渗透速率不同→二氧化硫气体优先通过膜孔道→实
现分离。膜分离法能够高效地分离二氧化硫气体，适用
于低浓度废气的处理。相比传统的化学吸收法，膜分离
法能耗较低，操作成本较低。同时，膜分离法设备结构
简单，易于操作和维护。
二、化学方法
化学方法主要通过化学反应将二氧化硫转化为无害
或低害物质。常见的化学方法包括钙法、钠法、钾法
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能源环保与安全
等，利用化学吸收剂，如碱性溶液或催化剂与二氧化硫
发生反应，从而实现脱硫效果。利用钾化合物作为吸收
剂，与二氧化硫发生化学反应，生成硫酸盐或其他无害
物质。例如，氢氧化钾可以与二氧化硫反应生成亚硫酸
钾或硫酸钾。
1.钙法
钙法通常采用石灰石（CaCO3）或氧化钙（CaO）作
为吸收剂。在湿法脱硫工艺中，石灰石或氧化钙与水混
合后形成浆液，吸收烟气中的二氧化硫，生成亚硫酸钙
（CaSO3）或硫酸钙（CaSO4），具体反应如下。
石灰石法：CaCO3＋SO2→CaSO3＋CO2
氧化钙法：CaO＋SO2→CaSO3
之后与空气接触后进一步氧化生成硫酸钙：CaSO3＋
O2→CaSO4。
钙法在工业上主要分为湿法和干法两种形式。其
中，湿法脱硫是目前应用最广泛的一种工艺，其特点是
脱硫效率高、操作稳定；干法脱硫主要适用于高温或低
湿度环境，通过干式吸收剂（如氧化钙）直接与烟气中
的二氧化硫反应生成硫酸钙。
2.钠法
钠法是处理化工废气中二氧化硫的一种化学方
法，其主要原理是利用氢氧化钠（NaOH）、碳酸钠
（Na2CO3）或亚硫酸钠（Na2SO3）等碱性物质作为吸收
剂，通过化学反应将二氧化硫（SO2）转化为无害的硫酸
盐，如Na2SO3或Na2SO4，从而实现废气的净化。钠法的
基本化学反应如下。
使用氢氧化钠吸收二氧化硫：2NaOH＋SO2→Na2SO3
＋H2O
过量的氢氧化钠可以进一步与二氧化硫反应生成亚
硫酸氢钠（NaHSO3）：3NaOH＋SO2→NaHSO3。
当吸收液中二氧化硫含量过高时，可以通过再生过
程将亚硫酸氢钠转化为硫酸钠。
NaHSO3＋NaOH→Na2SO3＋H2O
NaHSO3＋NaOH→Na2SO3＋H2O
3.钾法
钾法处理二氧化硫的核心原理基于碱性钾盐与二氧
化硫的化学反应。常用的钾基吸收剂包括碳酸钾、氢氧
化钾等。以碳酸钾溶液为例，当含有二氧化硫的化工废
气通入碳酸钾溶液时，会发生如下化学反应：K2CO3＋
SO2＋H2O＝2KHSO3。在这个过程中，碳酸钾作为碱性物
质，与酸性的二氧化硫气体发生酸碱中和及络合反应，
使二氧化硫被吸收并转化为亚硫酸氢钾。亚硫酸氢钾在
一定条件下可以进一步处理，实现吸收剂的再生和二氧
化硫的回收利用，典型的再生反应如： 2KHSO3＝K2SO3
＋SO2↑＋H2O，通过加热或其他方式促使亚硫酸氢钾分
解，释放出高浓度的二氧化硫气体，而生成的亚硫酸钾
又可以重新作为吸收剂循环使用。
4.氨法
氨法脱硫是湿法脱硫的一种， 主要利用氨水
（NH3·H2O）作为吸收剂，通过化学反应将废气中的
二氧化硫（SO2）转化为亚硫酸铵[(NH4)2SO3]或硫酸铵
[(NH4)2SO4]。氨法脱硫效率高，通常可达90%以上，甚
至在某些条件下可达到95%～99.7%。脱硫后生成的亚
硫酸铵和硫酸铵可以进一步加工为化肥或硫铵产品，
实现资源化利用。相比其他湿法脱硫技术，氨法投入和
运行费用较低，占地面积小。氨法脱硫工艺流程：其
一，吸收阶段。用氨水吸收烟气中的SO2，生成亚硫酸
铵。其二，中间产品处理。通过氧化或酸解工艺将亚
硫酸铵转化为硫酸铵或其他副产品。其三，副产品制
造。将硫酸铵进一步加工为化肥或其他化学品。氨法脱
硫具体反应过程如下。SO2与氨水反应生成亚硫酸铵：
SO2＋2NH3·H2O→(NH4)2SO3进一步氧化生成硫酸铵：
(NH4)2SO3＋O2→ (NH4)2SO4。
5.双碱法
双碱法的核心是利用钠基脱硫剂（如氢氧化钠溶
液）吸收烟气中的二氧化硫，生成亚硫酸钠（NaHSO3）
或硫酸钠（Na2SO4），再通过再生池将脱硫产物中的钠
盐还原为钠基碱（如氢氧化钠），并循环使用。双碱法
工艺流程如下。
吸收阶段：烟气与碱性溶液（如氢氧化钠溶液）接
触，二氧化硫被吸收并转化为亚硫酸盐或硫酸盐。反应
方程式如下。
Na2CO3＋SO2→Na2SO3＋CO2
2NaOH＋SO2→Na2SO3＋H2O
Na2SO3＋H2O＋SO2→2NaHSO3
再生阶段：脱硫产物通过再生池，利用生石灰
（CaO）或其他还原剂将亚硫酸盐或硫酸盐还原为氢氧
化钠，实现脱硫剂的循环利用，反应方程式如下。
NaHSO3＋CaO→NaOH＋CaSO3
2NaOH＋CaO→Ca(OH)2＋Na2O
6.碱性氧化法
碱性氧化法是利用碱性溶液（如氢氧化钠、氢氧化
钙等）吸收废气中的二氧化硫，生成亚硫酸盐或硫酸
盐，从而去除二氧化硫的化学处理法。同时，石灰石-
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石膏法也是一种常见的碱性氧化法，通过石灰石与二氧
化硫反应生成亚硫酸钙，再进一步氧化为硫酸钙（石
膏），可用于建筑材料。从具体应用上看，碱性氧化法
适用于处理浓度较低的二氧化硫废气，尤其在酸性气体
较多的情况下效果尤为显著。碱性氧化法能够高效地
吸收二氧化硫，去除率可达90%以上，且该方法工艺简
单，设备操作方便，适合工业化应用。生成的亚硫酸盐
或硫酸盐可作为肥料或建筑材料等回收利用。
7.有机溶剂法
有机溶剂法是一种化学吸收法，其核心是利用有机
溶剂与二氧化硫发生化学反应，将二氧化硫从废气中分
离。该方法适用于处理含有低浓度二氧化硫的废气，其
原因在于有机溶剂的选择性和吸收效率较高，可有效去
除二氧化硫并生成稳定的副产物。
（1）二甲苯胺。二甲苯胺是一种有机溶剂，常用于
化学吸收法处理二氧化硫废气。具体应用中，二甲苯胺
与二氧化硫发生反应，将其转化为无害物质。该方法的
优点在于操作简单，吸收效率较高，但需要后续处理以
避免二次污染。
（2）二甲基甲酰胺。二甲基甲酰胺是一种常用的有
机溶剂，可与二氧化硫发生化学反应，吸收废气中的二
氧化硫，广泛应用于实际化学吸收处理工艺中。该方法
具有较高的吸收效率，但需要注意溶剂的回收和再生问
题，以减少资源浪费和环境污染。
（3）聚丙烯酸四甲基胍（PTMGA）。聚丙烯酸四
甲基胍是一种新型的有机溶剂，具有优异的吸收和解吸
性能。研究表明，PTMGA水溶液在不同温度和烟气条
件下对二氧化硫具有良好的吸收性能，并且可以通过解
吸过程回收溶剂，实现循环利用。该方法提高了处理效
率，并降低运行成本，是一种较为环保的选择。
8.其他化学方法
其他化学方法主要包括过氧化氢法、催化法等。其
中，过氧化氢法是一种低温氧化脱硫技术，通过使用过
氧化氢作为氧化剂，将废气中的二氧化硫转化为稀硫
酸。该法的优点在于操作简单，能够实现吸收、催化和
再生过程的集成，从而提高脱硫效率并实现资源化利
用。同时，过氧化氢法还可以与其他方法结合使用，如
与TS-1/2稳定剂配合，进一步提高脱硫效率。催化法是
通过催化剂的作用，将二氧化硫氧化为三氧化硫，并利
用碱性溶液进行吸收，生成硫酸或硫酸盐。该方法适用
于高浓度二氧化硫废气的处理，具有较高的处理效率和
灵活性。其优点在于同时处理其他有害气体，但其缺点
是催化剂成本较高且需要定期更换。
三、微生物法
微生物法的核心在于利用硫氧化细菌（如硫杆菌属
中的氧化亚铁硫杆菌）将二氧化硫转化为硫酸盐或其他
无害物质。微生物法处理过程中不会产生二次污染，符
合环保要求。同时，该方法的运行成本相对较低，尤其
是在大规模应用时更具经济性，适用于处理中低浓度的
二氧化硫废气。
（1）氧化亚铁硫杆菌。氧化亚铁硫杆菌是一种化能
自养细菌，能够利用氧化亚铁（Fe2﹢）或不溶性金属硫
化物作为能源来源。在硫酸盐还原过程中，氧化亚铁硫
杆菌通过氧化Fe2﹢生成Fe3﹢，同时将硫酸盐还原为硫化
氢（H2S），以通过进一步氧化生成单质硫或硫酸盐沉
淀，从而实现脱硫的目的。
（2）硫酸盐还原法。硫酸盐还原法主要依赖于硫酸
盐还原菌（SRB）在厌氧条件下进行生物还原反应。第
一阶段：硫酸盐还原。硫酸盐还原菌将硫酸盐（SO4
2-）
还原为硫化氢（H2S），反应方程式为：SO4
2-＋2H﹢→S2-
＋H2O。该阶段通常在厌氧环境中进行，需要适宜的pH
值（一般高于5.6）和缺氧条件。第二阶段：硫化氢氧
化。某些微生物，如光合硫细菌或无色硫细菌，将硫化
氢进一步氧化为单质硫（S），反应方程式为：H2S→S＋
H2O该阶段通常在好氧或微氧条件下进行。第三阶段：
单质硫分离与回收。单质硫可以通过沉淀或其他物理化
学方法从废水中分离出来，并进行回收利用。
四、结语
二氧化硫的处理技术种类繁多，各有优缺点。物理
方法操作简单，但易出现无法彻底去除二氧化硫的问
题；化学方法脱硫效率高，但易产生二次污染；生物方
法环保性强，但处理效率较低。在实际应用中，应根据
废气的浓度、成分及处理目标选择合适的处理技术。未
来研究实践中，应集中在提高处理效率、降低运行成本
以及减少二次污染方面，以实现更加高效、环保的二氧
化硫治理。
参考文献：
[1]王珠江.二氧化硫电解高通量制备硫化氢的研究[D].中
南大学，2023.
[2]赵运生.二氧化硫废气净化处理技术研究进展[J].硫酸
工业，2022(07):6-9.
[3]张荣庆.单级生物滴滤脱除工业废气中SO2和NO实验
研究[J].当代化工，2021，50(04):766-770.
作者简介：余姮蓉（1987—），女，汉族，浙江淳安
人，本科，工程师，研究方向：环保领域废气处理。

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