第八章 硫氧化物的污染控制

1、LOGO大氣污染控制工程第八章 硫氧化物的污染控制主講人：楊毅紅主講人：楊毅紅1. 硫循環(huán)及硫排放2. 燃燒前和燃燒中脫硫技術(shù)與工藝3. 燃燒后脫硫技術(shù)及其研究進(jìn)展4. 燃煤二氧化硫污染控制技術(shù)綜合評(píng)價(jià)內(nèi)容提要內(nèi)容提要 了解中國(guó)和世界的硫排放現(xiàn)狀 理解常用脫硫技術(shù)的原理、過(guò)程、特點(diǎn) 掌握常用的煙氣脫硫技術(shù)的流程、化學(xué)反應(yīng)、優(yōu)缺點(diǎn) 學(xué)習(xí)要求學(xué)習(xí)要求v早期 局地環(huán)境中二氧化硫的濃度升高局地環(huán)境中二氧化硫的濃度升高v近100年來(lái) 二氧化硫等酸性氣體導(dǎo)致的酸沉降二氧化硫等酸性氣體導(dǎo)致的酸沉降v最近 二氧化硫等氣態(tài)污染物形成的二次微細(xì)粒子二氧化硫等氣態(tài)污染物形成的二次微細(xì)粒子硫氧化物的污染關(guān)注熱點(diǎn)硫氧化

2、物的污染關(guān)注熱點(diǎn)第一節(jié)第一節(jié) 硫循環(huán)與硫排放硫循環(huán)與硫排放硫循環(huán)與硫排放硫循環(huán)與硫排放v人類使用的化石燃料都含有一定量的硫v燃料燃燒時(shí)，其中的硫大部分轉(zhuǎn)化為SO222SOSO 322420.5CaCOSOOCaSOCO v 人為活動(dòng)是造成人為活動(dòng)是造成SO2大量排放的主要原因大量排放的主要原因v 大部分大部分SO2的控制方法都可以用以下反應(yīng)表示的控制方法都可以用以下反應(yīng)表示v 1998年美國(guó)SO2排放情況硫循環(huán)與硫排放硫循環(huán)與硫排放我國(guó)我國(guó)SO2排放的地區(qū)分布排放的地區(qū)分布1995年我國(guó)各省SO2排放量情況1995年我國(guó)各省SO2排放強(qiáng)度情況我國(guó)我國(guó)SO2排放的行業(yè)特點(diǎn)排放的行業(yè)特點(diǎn)我國(guó)北方城

3、市我國(guó)北方城市SO2污染現(xiàn)狀污染現(xiàn)狀我國(guó)南方城市我國(guó)南方城市SO2污染現(xiàn)狀污染現(xiàn)狀050100150200250ChengduKunmingChongqingGuiyangNanningChangshaWuhanGuangzhouNanchangHefeiNanjingFuzhouHangzhouShanghaiW H O S ta n d a r d g/m31999年全國(guó)城市酸雨的頻率統(tǒng)計(jì)年全國(guó)城市酸雨的頻率統(tǒng)計(jì)2020世紀(jì)世紀(jì)9090年代末我國(guó)酸雨區(qū)域分布年代末我國(guó)酸雨區(qū)域分布因此，控制SO2排放的重點(diǎn)是控制欲能源活動(dòng)有關(guān)的排放。硫氧化物的控制方法硫氧化物的控制方法掌握 一、煤炭的固態(tài)加

4、工煤炭洗選煤炭洗選1. 物理洗煤：利用黃鐵礦硫和煤的密度不同而通過(guò)重力分選和水選將黃鐵礦硫和部分礦物質(zhì)除去。這樣可使煤的含硫量降低40%，灰份降低70%左右。采用物理、物理化學(xué)、化學(xué)及微生物等方法脫除煤中的硫。采用物理、物理化學(xué)、化學(xué)及微生物等方法脫除煤中的硫。第二節(jié)第二節(jié) 燃燒前脫硫燃燒前脫硫了解 化學(xué)洗煤：加氫脫硫、加氧脫硫、用堿液浸煤后用微波照射等，適用于高硫煤 微生物洗煤：細(xì)菌脫硫 我國(guó)以物理選煤為主。跳汰占我國(guó)以物理選煤為主。跳汰占59%59%、重介質(zhì)選煤、重介質(zhì)選煤占占23%23%、浮選占、浮選占14%14% 19951995年我國(guó)煤炭洗選能力年我國(guó)煤炭洗選能力3.83.81010

5、8 8t t，入洗率，入洗率22%22%。第二節(jié)第二節(jié) 燃燒前脫硫燃燒前脫硫 二、煤炭的轉(zhuǎn)化二、煤炭的轉(zhuǎn)化煤的氣化煤的氣化 采用空氣、氧氣、CO2和水蒸氣作為氣化劑，在氣化爐內(nèi)反應(yīng)生成不同組分不同熱值的煤氣 移動(dòng)床、流化床和氣流床三種方法煤的液化煤的液化 通過(guò)化學(xué)加工轉(zhuǎn)化為液態(tài)烴燃料或化工原料等液體產(chǎn)品1. 直接液化和間接液化第二節(jié)第二節(jié) 燃燒前脫硫燃燒前脫硫了解 三、重油脫硫三、重油脫硫在催化劑作用下通過(guò)高壓加氫反應(yīng)，切斷碳與硫的化學(xué)在催化劑作用下通過(guò)高壓加氫反應(yīng)，切斷碳與硫的化學(xué)鍵，使氫與硫作用形成鍵，使氫與硫作用形成H H2 2S S從重油中分離從重油中分離1. 1. 直接脫硫和間接脫硫

6、直接脫硫和間接脫硫第二節(jié)第二節(jié) 燃燒前脫硫燃燒前脫硫了解 一、流化床燃燒技術(shù)一、流化床燃燒技術(shù)流化機(jī)理：臨界速度流化機(jī)理：臨界速度氣流速度氣流速度輸送速度輸送速度優(yōu)點(diǎn)：易于脫硫、抑制氮氧化物生成優(yōu)點(diǎn)：易于脫硫、抑制氮氧化物生成分類分類 按流態(tài)：鼓泡流化床和循環(huán)流化床1. 按運(yùn)行壓力：常壓流化床和增壓流化床又稱爐內(nèi)脫硫，即在燃燒過(guò)程中，加入固硫劑，使煤中硫轉(zhuǎn)又稱爐內(nèi)脫硫，即在燃燒過(guò)程中，加入固硫劑，使煤中硫轉(zhuǎn)化為硫酸鹽，加以脫除?；癁榱蛩猁}，加以脫除。第三節(jié)第三節(jié) 流化床燃燒脫硫流化床燃燒脫硫理解第三節(jié)第三節(jié) 流化床燃燒脫硫流化床燃燒脫硫鼓泡流化床鍋爐 二、流化床脫硫的化學(xué)過(guò)程二、流化床脫硫的化

7、學(xué)過(guò)程第三節(jié)第三節(jié) 流化床燃燒脫硫流化床燃燒脫硫理解第三節(jié)第三節(jié) 流化床燃燒脫硫流化床燃燒脫硫三、流化床燃燒脫硫的影響因素三、流化床燃燒脫硫的影響因素1.1.鈣硫比鈣硫比表示脫硫劑用量的指標(biāo)表示脫硫劑用量的指標(biāo)1) 1) 脫硫率（脫硫率（ ）可以用可以用Ca/SCa/S（R R）近似表達(dá)）近似表達(dá)1 exp()mR m綜合影響參數(shù)理解第三節(jié)第三節(jié) 流化床燃燒脫硫流化床燃燒脫硫第三節(jié)第三節(jié) 流化床燃燒脫硫流化床燃燒脫硫2.2.煅燒溫度煅燒溫度 存在最佳脫硫溫度范圍存在最佳脫硫溫度范圍 溫度低時(shí)，孔隙量少、孔徑小，反應(yīng)被限制在顆粒外表面溫度低時(shí)，孔隙量少、孔徑小，反應(yīng)被限制在顆粒外表面1)1) 溫

8、度過(guò)高，溫度過(guò)高，CaCOCaCO3 3燒結(jié)嚴(yán)重?zé)Y(jié)嚴(yán)重第三節(jié)第三節(jié) 流化床燃燒脫硫流化床燃燒脫硫3.3.脫硫劑的顆粒尺寸和孔隙結(jié)構(gòu)脫硫劑的顆粒尺寸和孔隙結(jié)構(gòu)顆粒尺寸顆粒尺寸15%蜂窩煤: 商業(yè)化工業(yè)型煤: 示范蜂窩煤: 50 元/噸年工業(yè)型煤: 100 元/ty127 元/噸140 元/噸IGCC很好比煤粉爐節(jié)煤將進(jìn)行商業(yè)示范1520 美元/KW燃煤二氧化硫污染控制技術(shù)綜合評(píng)價(jià)燃煤二氧化硫污染控制技術(shù)綜合評(píng)價(jià)v 煙氣脫硫技術(shù)石灰石石膏法簡(jiǎn)易濕法煙氣脫硫磷銨復(fù)肥法旋轉(zhuǎn)噴霧干燥爐內(nèi)噴鈣尾部增濕海水脫硫技術(shù)性能指標(biāo)工藝流程簡(jiǎn)易情況主流程簡(jiǎn)單石灰漿制備要求較高，流程也復(fù)雜流程較簡(jiǎn)單脫硫流程簡(jiǎn)單， 制

9、肥部分較復(fù)雜流程較簡(jiǎn)單流程簡(jiǎn)單流程較簡(jiǎn)單工藝技術(shù)指標(biāo)脫硫率80%,鈣硫比1.1脫硫率70鈣硫比1.1脫硫率95%以上脫硫率80鈣硫比1.5 脫硫率70%,鈣硫比2 脫硫率90%脫硫副產(chǎn)品脫流渣主要為CaSO4,目前未利用脫流渣主要為CaSO4,目前未利用。脫硫產(chǎn)品為含N+P2O5的氮磷肥。脫硫渣為煙塵和Ca的混合物脫硫渣為煙塵和Ca的混合物脫流渣主要為硫酸鹽, 排放推廣應(yīng)用前景燃高,中硫煤鍋爐,當(dāng)?shù)赜惺沂V。燃燒高,中硫煤鍋爐,當(dāng)?shù)赜惺沂V。燃燒高硫煤鍋爐,附近有磷礦資源燃燒高,中,低硫煤鍋爐都可使用。燃燒中,低硫煤鍋爐 燃燒中,低硫煤鍋爐, 沿海地區(qū)電耗占總發(fā)電量的比例1.5-2%1%1-1.5%1%0.5%1%煙氣再熱需再加熱需再加熱需再加熱不需再加熱。不需再加熱。需再加熱占地情況多少多少少較大技術(shù)成熟度國(guó)內(nèi)通過(guò)引進(jìn)已商業(yè)化 國(guó)內(nèi)正在引進(jìn)國(guó)內(nèi)已進(jìn)行中試國(guó)內(nèi)已進(jìn)行中試國(guó)內(nèi)已進(jìn)行工業(yè)示范國(guó)