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1、,LOGO,大气污染控制工程第八章 硫氧化物的污染控制,主讲人：杨毅红,1. 硫循环及硫排放2. 燃烧前和燃烧中脱硫技术与工艺3. 燃烧后脱硫技术及其研究进展4. 燃煤二氧化硫污染控制技术综合评价,内容提要,了解中国和世界的硫排放现状 理解常用脱硫技术的原理、过程、特点 掌握常用的烟气脱硫技术的流程、化学反应、优缺点,学习要求,早期局地环境中二氧化硫的浓度升高近100年来二氧化硫等酸性气体导致的酸沉降最近二氧化硫等气态污染物形成的二次微细粒子,硫氧化物的污染关注热点,第一节 硫循环与硫排放,硫循环与硫排放,人类使用的化石燃料都含有一定量的硫燃料燃烧时，其中的硫大部分转化为SO2,人为活动是造成
2、SO2大量排放的主要原因 大部分SO2的控制方法都可以用以下反应表示,1998年美国SO2排放情况,硫循环与硫排放,我国SO2排放的地区分布,1995年我国各省SO2排放量情况,1995年我国各省SO2排放强度情况,我国SO2排放的行业特点,我国北方城市SO2污染现状,我国南方城市SO2污染现状,1999年全国城市酸雨的频率统计,20世纪90年代末我国酸雨区域分布,因此，控制SO2排放的重点是控制欲能源活动有关的排放。,硫氧化物的控制方法,掌握,一、煤炭的固态加工煤炭洗选物理洗煤：利用黄铁矿硫和煤的密度不同而通过重力分选和水选将黄铁矿硫和部分矿物质除去。这样可使煤的含硫量降低40%，灰份降低7
3、0%左右。,采用物理、物理化学、化学及微生物等方法脱除煤中的硫。,第二节 燃烧前脱硫,了解,化学洗煤：加氢脱硫、加氧脱硫、用碱液浸煤后用微波照射等，适用于高硫煤微生物洗煤：细菌脱硫我国以物理选煤为主。跳汰占59%、重介质选煤占23%、浮选占14%1995年我国煤炭洗选能力3.8108t，入洗率22%。,第二节 燃烧前脱硫,二、煤炭的转化煤的气化采用空气、氧气、CO2和水蒸气作为气化剂，在气化炉内反应生成不同组分不同热值的煤气移动床、流化床和气流床三种方法煤的液化通过化学加工转化为液态烃燃料或化工原料等液体产品直接液化和间接液化,第二节 燃烧前脱硫,了解,三、重油脱硫在催化剂作用下通过高压加氢反
4、应，切断碳与硫的化学键，使氢与硫作用形成H2S从重油中分离直接脱硫和间接脱硫,第二节 燃烧前脱硫,了解,一、流化床燃烧技术流化机理：临界速度气流速度输送速度优点：易于脱硫、抑制氮氧化物生成分类按流态：鼓泡流化床和循环流化床按运行压力：常压流化床和增压流化床,又称炉内脱硫，即在燃烧过程中，加入固硫剂，使煤中硫转化为硫酸盐，加以脱除。,第三节 流化床燃烧脱硫,理解,第三节 流化床燃烧脱硫,鼓泡流化床锅炉,二、流化床脱硫的化学过程,第三节 流化床燃烧脱硫,理解,第三节 流化床燃烧脱硫,三、流化床燃烧脱硫的影响因素,1.钙硫比表示脱硫剂用量的指标脱硫率（）可以用Ca/S（R）近似表达,理解,第三节 流
5、化床燃烧脱硫,第三节 流化床燃烧脱硫,2.煅烧温度存在最佳脱硫温度范围温度低时，孔隙量少、孔径小，反应被限制在颗粒外表面温度过高，CaCO3烧结严重,第三节 流化床燃烧脱硫,3.脱硫剂的颗粒尺寸和孔隙结构颗粒尺寸临界尺寸，发生扬析应有适当的孔径大小孔性质：比表面积、孔容积、空隙率、孔径分布比表面积及空隙率：白云石最大，Ca(OH)2次之，CaCO3 为最小。,第三节 流化床燃烧脱硫,4.脱硫剂的种类,普遍采用的为白云石和石灰石。白云石的孔径分布和低温煅烧性能好，但易发生爆裂扬析，且用量大于石灰石近两倍,第三节 流化床燃烧脱硫,四、脱硫剂的再生,不同温度下的再生反应,第三节 流化床燃烧脱硫,冶炼
6、厂、硫酸厂和造纸厂等工业，SO2浓度通常240化学反应式第一个反应为放热反应，温度低时转化率高工业上一般采用多层催化床层,！自学为主,第四节 高浓度SO2尾气的回收与净化,第四节 高浓度SO2尾气的回收与净化,上节主要内容回顾,大气中SOx的人为排放主要来自 和 。控制SOx排放的方法有哪些？燃烧前染料脱硫方法有哪些？采用流化床燃烧脱硫的优点之一是可以抑制氮氧化物的生成（）。脱硫剂所含钙与煤中硫之摩尔比被称为 。影响流化床SO2脱除效率的主要因素是 ，除此之外还受到 、 、 的影响。,燃烧设施直接排放的SO2浓度通常为10-410-3数量级由于SO2浓度低，烟气流量大，烟气脱硫通常比较昂贵分类
7、脱硫产物处置方式：抛弃法和再生法脱硫产物状态：湿法、干法和半干法,一、概述,第五节 低浓度SO2烟气脱硫,理解,（1）抛弃法用碱或碱金属氧化物与SO2起反应产生硫酸盐或亚硫酸盐而作为废料抛弃；即在脱硫过程中形成的固体产物被废弃，必须连续不断地加入新鲜的化学吸收剂。抛弃法脱硫系统也常同时用于除尘，只要系统可有效地捕集飞灰并有足够的容量。,第五节 低浓度SO2烟气脱硫,第五节 低浓度SO2烟气脱硫,第五节 低浓度SO2烟气脱硫,第五节 低浓度SO2烟气脱硫,第五节 低浓度SO2烟气脱硫,二、主要的烟气脱硫工艺,1、石灰石/石灰洗涤法,掌握,1、石灰石/石灰洗涤法,石灰石/石灰法洗涤(续),反应机理
8、,第五节 低浓度SO2烟气脱硫,最关键的反应是Ca2+的形成。石灰石系统：5.8-6.2；石灰系统：8,影响因素：pH、液气比、钙硫比、气流速度、浆液的固体含量、SO2浓度、吸收塔结构,石灰石/石灰法洗涤(续),第五节 低浓度SO2烟气脱硫,石灰石/石灰法洗涤(续),第五节 低浓度SO2烟气脱硫,石灰石/石灰法洗涤(续),第五节 低浓度SO2烟气脱硫,石灰石/石灰法洗涤(续)存在的问题设备腐蚀：Cl结垢和堵塞：湿干结垢、Ca(OH)2/CaCO3沉积或结晶；CaSO3或CaSO4结晶析出除雾器阻塞脱硫剂的利用率液固分离:半水亚硫酸钙较细片状晶，石膏是大圆形晶体固体废物的处理处置,第五节 低浓度
9、SO2烟气脱硫,改进的石灰石/石灰湿法烟气脱硫加入己二酸的石灰石法（提高了石灰石利用率，减少固废）抑制气液界面上SO2溶解造成的pH值降低，加速液相传质增加液相与SO2的反应能力降低钙硫比添加硫酸镁SO2以可溶性盐的形式吸收，解决结垢问题,第五节 低浓度SO2烟气脱硫,了解,改进的石灰石/石灰湿法烟气脱硫(续)双碱流程用碱金属盐类或碱类水溶液吸收SO2，后用石灰或石灰石再生解决结垢问题和提高SO2的利用率,第五节 低浓度SO2烟气脱硫,喷雾干燥法烟气脱硫一种湿干法脱硫工艺，市场份额仅次于湿钙法脱硫过程SO2被雾化的Ca(OH)2浆液或Na2CO3溶液吸收温度较高的烟气干燥液滴形成干固体废物干废
10、物由袋式或电除尘器捕集设备和操作简单，废物量小，能耗低(湿法的1/21/3),第五节 低浓度SO2烟气脱硫,第五节 低浓度SO2烟气脱硫,喷雾干燥法烟气脱硫(续)主要过程吸收剂制备吸收和干燥固体捕集固体废物处置,第五节 低浓度SO2烟气脱硫,其他湿法脱硫工艺氧化镁法,第五节 低浓度SO2烟气脱硫,其他湿法脱硫工艺氧化镁法(续),第五节 低浓度SO2烟气脱硫,其他湿法脱硫工艺(续)海水脱硫法,第五节 低浓度SO2烟气脱硫,其他湿法脱硫工艺(续)海水脱硫法(续),第五节 低浓度SO2烟气脱硫,其他湿法脱硫工艺（续）氨法氨水做吸收剂,第五节 低浓度SO2烟气脱硫,干法脱硫技术干法喷钙脱硫,第五节 低
11、浓度SO2烟气脱硫,干法脱硫技术循环流化床烟气脱硫,第五节 低浓度SO2烟气脱硫,烟气脱硫工艺的综合比较,主要涉及因素脱硫效率钙硫比脱硫剂利用率脱硫剂的来源脱硫副产品的处理处置对锅炉原有系统的影响对机组运行方式适应性的影响占地面积流程的复杂程度动力消耗工艺成熟度,燃煤二氧化硫污染控制技术综合评价,评价指标1.技术成熟度。依脱硫技术目前所处的开发阶段，分为实验室，中试，示范和商业化四个阶段2.技术性能。包括脱硫效率，处理能力，技术复杂程度，占地情况，再热需要及副产品利用等，反映技术的综合性能3.环境特性。环境特性根据处理后烟气的SO2排放量与排放标准比较进行评价4.经济性。选用技术的总投资和SO2单位脱硫成本为综合经济性的评价指标,燃煤二氧化硫污染控制技术综合评价,燃烧前和燃烧中技术,燃煤二氧化硫污染控制技术综合评价,烟气脱硫技术,课后巩固练习,课后巩固练习,
