潔凈煤技術(shù)-SOx產(chǎn)生機理及控制技術(shù)(上)

潔凈煤技術(shù)之一

脫硫技術(shù)一.煤的現(xiàn)在1.煤的形成2.煤的使用3.煤對環(huán)境的影響陸地上的動植物由于地殼的變化被其它東西覆蓋了，被埋在地下的動植物慢慢地腐爛著由于受到的溫度和壓力不同,有的變成了煤,有的變成了石油。煤炭生產(chǎn)高速增長

社會庫存仍然較低世界十大嚴重污染城市中國占：個7嚴重局面!因二氧化硫排放每年經(jīng)濟損失1126億元(世界銀行統(tǒng)計超過5000億元)占全國排放比例：燃煤污染物SO2－85%CO2－85%NOx－60%

粉塵－70%燃煤污染現(xiàn)狀我國1990-2020年間二氧化疏與二氧化碳排放水平預測。頸計到2010年，二氧化疏水乎將增長60％，二氧化碳水平將增長80％。

中國的酸雨情況潔凈煤技術(shù)在國內(nèi)外的發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)

(CleanCoalTechnology)——針對燃煤對環(huán)境造成污染提出的技術(shù)對策，旨在減少污染和提高效率的煤炭加工、燃燒、轉(zhuǎn)化和污染控制新技術(shù)的總稱。§2.1美國的潔凈煤計劃出發(fā)點：煤作為一種能源應達到最大限度潛能的利用，以滿足美國和國際市場的需要?；緝?nèi)容：煤的高效轉(zhuǎn)化污染控制推進向發(fā)展中國家輸出技術(shù)和裝置一、CCT計劃的目標目標：直接為活躍的美國和國際市場提供煤炭的先進應用技術(shù)；實現(xiàn)高效清潔的煤利用；為滿足21世紀電力、燃料的熱力轉(zhuǎn)換和各種工業(yè)生產(chǎn)的需要做準備。主要內(nèi)容：確?？煽康碾娏?；實現(xiàn)最低水平的污染物排放；實現(xiàn)煤的高效能量轉(zhuǎn)換；確保2010年商業(yè)應用的可靠性。二、CCT計劃的意義1、滿足電力供應增長的需要燃煤發(fā)電容量占全國發(fā)電容量的56%

年經(jīng)濟增長率2.5%,到2010年，新增發(fā)電機組容量(150000-200000)MW。2、加強污染排放控制有效控制SOX、NOX、溫室效應氣體、其它有害氣體、固體和液體廢料等提高發(fā)電效率，降低CO2的排放3、應用前景(1)先進電力生產(chǎn)系統(tǒng)常壓和增壓流化床技術(shù)、氣化聯(lián)合循環(huán)、燃料電池、磁流體、煙氣燃氣輪機等

(2)污染排放的有效控制裝置先進的煙氣脫硫技術(shù)、先進的SO2-NOX聯(lián)合脫除系統(tǒng)、低NOX燃燒器、催化和非催化脫除NOX系統(tǒng)、燃氣和煤的再燃技術(shù)和吸附射流系統(tǒng)等

(3)煤的潔凈轉(zhuǎn)換煤的物理和化學凈化、輕度凈化、氣化和液化等

(4)其它工業(yè)的應用冶金、水泥、造紙等

美國CCT計劃項目1.先進電力系統(tǒng)

IGCC,PFBC,CFB等12項占26.9%2.高效污染控制裝置

SOX、NOX

脫除20項占48.7%3.煤的潔凈處理液化、氣化等5項占12.2%4.工業(yè)應用高爐、水泥等5項占12.2%§2.2歐共體的潔凈煤研究與發(fā)展計劃一、背景和目標總投資1×108歐洲貨幣單位

主要目標：改善煤電生產(chǎn)的經(jīng)濟性和增強歐洲潔凈煤技術(shù)的出口潛力

近期目標：提高現(xiàn)有電站效率，降低排放水平

中期目標：支持IGCC和PFBC示范工程的商品化長期目標：建立設計簡單、裝備先進的新一代技術(shù)基地二、APAS（特別行動計劃）潔凈煤計劃將生物質(zhì)能源與城市、農(nóng)業(yè)和工業(yè)廢物與煤一起作為新一代的電站新型燃料經(jīng)費總數(shù)3.0×107ECU基本目標確定和評價利用生物質(zhì)能、污水沉積物等與煤的混合燃料對燃燒和氣化過程的影響；提供一條連通利用再生能源和煤炭的紐帶；改善化石燃料利用的經(jīng)濟性；減少對環(huán)境的影響和CO2的排放；使廢棄物得到充分利用。最終目標證明利用生物質(zhì)以及生物質(zhì)廢物與煤混合燃料以降低CO2、其它有害氣體和固態(tài)排放在商業(yè)上是可行的、經(jīng)濟的、對環(huán)境是有利的。三、潔凈煤技術(shù)的研究與開發(fā)的JouleII計劃（一卷）（1993-1995）1．聯(lián)合循環(huán)項目(1)脫除CO2

的IGCC技術(shù)整體氧/二氧化碳分離系統(tǒng)等(2)熱煙氣凈化（除塵）高溫陶瓷過濾器高溫金屬過濾器(3)發(fā)展新型循環(huán)系統(tǒng)新型煤氣化過程動力循環(huán)系統(tǒng)氫作介質(zhì)的封閉式循環(huán)(4)燃燒-提高循環(huán)效率帶壓力床燃燒室補燃室(5)氣相排放2、煤粉燃燒(1)常壓煤粉燃燒

O2/CO2燃燒(2)催化燃燒優(yōu)化煤粉在循環(huán)煙氣中的燃燒（溫度600度，含氧（11-13）%）四、潔凈煤技術(shù)的研究與開發(fā)的JouleII計劃（二卷）（1994-1996）1．煤粉和混煤在電站中的常壓燃燒煤質(zhì)特性對燃燒的影響；結(jié)構(gòu)尺寸變化對燃燒過程流體動力學及混合特性的影響；數(shù)學模擬方法；礦物質(zhì)對鍋爐運行（結(jié)渣、積灰和細微粒子輻射）的影響；運行操作總體模型2．先進燃燒技術(shù)（增壓系統(tǒng)）的新途徑固體燃料的特性；燃燒行為；灰成分的催化影響；壓力對燃燒的影響排煙的測量與煙氣的有效利用。

3．整體熱煙氣凈化燃料氮的控制脫硫及鹵素元素的控制痕量元素的控制二.清潔煤技術(shù)1.幾個概念2.潔凈煤技術(shù)的構(gòu)成3.實際應用4.對未來的展望煤的干餾：指在缺氧條件下的加熱作用煤的氣化

將煤（或焦炭）進行加熱氣化，并與水蒸汽和空氣（或氧）等進行化學反應，生成以氫、一氧化碳或甲烷等為主的混合煤氣。

煤的液化

液化煤，也叫做人造石油。煤和石油的差別是煤中的氫元素比石油低得多。因此，只要增加煤中的氫元素，煤就變成類似于石油的液體燃料了。煤的直接液化工藝流程簡圖

煤間接液化工藝流程簡圖燃煤的先進發(fā)電技術(shù)

循環(huán)流化床燃燒（CFBC）增壓流化床燃燒聯(lián)合循環(huán)（PFBC－CC）一體化煤氣化聯(lián)合循環(huán)（IGCC）常規(guī)煤粉電站＋第二代洗滌器低NOx燃燒及磁流體（MHD）發(fā)電技術(shù)

循環(huán)流化床鍋爐發(fā)電技術(shù)

超臨界循環(huán)流化床鍋爐

安裝中的CFB鍋爐

旋風式分離器

鍋爐頂部內(nèi)部聯(lián)接管道

風箱/噴嘴

煤的未來1、綜合利用2、大力推進潔凈煤的商用化3、深加工:２１世紀是煤的世紀4、多樣化考慮5、將二氧化碳轉(zhuǎn)化為汽油6、將二氧化碳轉(zhuǎn)化為乙烯

7、重視第五能源的開發(fā)利用——節(jié)能

圖潔凈煤技術(shù)的構(gòu)成表中國國有重點煤礦煤炭灰分分布表中國國有重點煤礦煤炭硫分分布圖中國煤炭資源分布圖圖煤炭儲量分類煤炭儲量分級原則煤層情況、煤質(zhì)情況、地質(zhì)構(gòu)造情況、巖漿侵入情況的了解程度A級儲量對四方面已查清B級儲量對四方面已基本查清C級儲量對煤層、煤質(zhì)、地質(zhì)情況已基本查明D級儲量對煤層和煤質(zhì)有初步了解探明儲量經(jīng)過相當?shù)目碧焦ぷ饔嬎愕膬α勘Ｓ袃α刻矫鲀α?已采出煤量預測儲量理論計算出的儲量煤炭資源評價資源豐富，勘探程度較低，經(jīng)濟可采儲量較少地理分布極不合理各地區(qū)煤炭品種和質(zhì)量變化較大，分布不合理適合于露天開采的儲量較少人均占有量低表煤炭資源的人均占有量/t中國煤炭生產(chǎn)和消耗特征：煤礦生產(chǎn)未達到經(jīng)濟規(guī)模商品煤質(zhì)量差煤炭的加工利用程度及利用率低3．動力煤的灰分、硫分和發(fā)熱量表各類動力煤中灰分的分布（加權(quán)平均灰分16.84%）表各類動力煤中全硫的分布（加權(quán)平均含量1.15%）表各類動力煤商品煤發(fā)熱量(MJ/kg)的分布三、煤炭的利用效率及其污染1．人均占有量少、利用效率低下表中國發(fā)電狀況一覽表2．煤炭利用與生態(tài)環(huán)境惡化大氣中的主要污染物所排放的污染物粉塵SO2NOXCOCO2在總量排放中所占份額60%87%67%71%85%在由于燃料燃燒總排放中所占份額99%93%87%87%(1)煤炭開采運輸過程中的生態(tài)破壞與噪聲危害地表塌陷、設施破壞、良田荒蕪、生態(tài)惡化(2)煤炭加工過程中的三廢煤矸石，自燃排污、洗煤污水(3)煤炭燃燒過程中的大氣污染四、中國的生態(tài)環(huán)境狀況基本特點：1．生態(tài)環(huán)境脆弱2．城市大氣污染嚴重全球大氣污染最嚴重的城市

1998年，依次為：太原、米蘭、北京、烏魯木齊墨西哥城、蘭州、重慶、濟南、石家莊、德黑蘭。3．國力有限，環(huán)保投資嚴重短缺4．鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)繼續(xù)發(fā)展，給中國環(huán)境造成很大的影響

現(xiàn)有燃煤電站鍋爐污染物控制裝置原有典型情況煤粉鍋爐+靜電除塵裝置近期:鍋爐+靜電除塵+脫硫裝置+脫硝裝置容量(MW)占總火電站比例裝機數(shù)現(xiàn)有(2002)51052.112目標(2010)280005.6120市場需求(2010)44000180來源

鍋爐+靜電除塵+脫硫裝置中國燃煤鍋爐情況五、中國的潔凈煤計劃〈中國21世紀議程〉包括潔凈煤計劃1993年制定〈中國潔凈煤技術(shù)計劃研究〉，包括：選煤,型煤,水煤漿,先進的燃燒器,流化床燃燒,煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電,煙道氣凈化,煤炭液化,燃料電池

燃煤煙氣中二氧化硫的脫除背景我國是世界上唯一以煤為主要能源的國家，煤在一次能源中占75%，而其中84%以上是通過燃燒方法利用的。燃燒煤產(chǎn)生的SO2廢氣，成為大氣污染的最主要的根源。SO2是酸雨的主要組分，酸雨對水生生態(tài)系統(tǒng)，農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，森林生態(tài)系統(tǒng)，建筑物和材料以及人體健康均有不同程度的危害，酸雨酸性越大造成的危害越嚴重。2003年我國煤炭消費量為15.8億噸，二氧化硫排放量達到2167萬噸，比2000年增長了8.6%。而我國基本消除酸雨污染所允許的最大二氧化硫排放量為：1200-1400萬噸。因此，燃煤二氧化硫的污染控制成為我國大氣污染控制的最主要任務。我國二氧化硫污染控制的有關(guān)法規(guī)和標準的發(fā)展情況1992年兩省九市開始工業(yè)燃煤二氧化硫排污收費試點。1995年全國人大常委會第一次修訂《大氣污染防治法》。1996年修訂的《大氣污染防治法》第一次提出二氧化硫排放濃度限度。1998年兩控區(qū)二氧化硫排污收費，0.2元/公斤。2000年修訂《大氣污染防治法》。2003年9月國家環(huán)保局和國家發(fā)改委聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于加強燃煤電廠二氧化硫防治工作的通知》。2003年12月國家環(huán)保總局發(fā)布新修訂的《火電廠大氣污染物排放標準》。

2003年12月國家環(huán)保總局發(fā)布新修訂的《火電廠大氣污染物排放標準》

中國的動力煤資源全硫的加權(quán)平均含量為1.15%含硫量為小于0.5%的超低硫煤占39.35%含硫量在0.5~1.0%的低硫煤占16.46%含硫量在1.0~1.5%的中低硫煤占16.68%含硫量在1.5~2.0%的中硫煤占9.49%含硫量為2.0~3.0%的中高硫煤占7.85%含硫量分別為3.0~5.0%的高硫煤和大于5.0%的特高硫煤占7.05%我國二氧化硫的排放量以每年（3~4）%的速度不斷增長有55%的城市二氧化硫超過標準二氧化硫的排放會導致嚴重的環(huán)境問題：

(1)酸雨會造成森林、水生物生態(tài)平衡破壞，土壤酸性貧瘠，腐蝕金屬材料，破壞建筑、文物古跡，影響人體健康。我國的酸性降雨為硫酸型的。(2)二氧化硫?qū)θ梭w健康有極大的危害。SO2對人體的呼吸器官有很強的毒害作用，會造成鼻炎、支氣管炎、哮喘、肺氣腫、肺癌等。(3)SO2

會給植物帶來嚴重的危害。(1~2)×10-6容積濃度的SO2

在幾個小時內(nèi)即可引起葉片組織的局部損壞0.3×10-6容積濃度以上的濃度能使某些最敏感的植物發(fā)生慢性中毒一些城市燃用1噸煤所產(chǎn)生的二氧化硫和酸雨造成的經(jīng)濟損失達(50~70)元。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國在“七五”期間僅兩廣、四川、貴州四省因酸雨造成的直接和間接經(jīng)濟損失就達每年160億元。我國政府制定的政策和法規(guī)

1990年12月，國務院環(huán)委會決定著手對酸沉降污染控制問題采取控制措施1991年10月29日國家環(huán)保局于發(fā)布了《燃煤電廠大氣污染物排放標準》在1991~1992年國家環(huán)保局組織有關(guān)單位進行了工業(yè)燃煤二氧化硫收費標準及實施方案的研究，并于1992年2月21日由國務院發(fā)出通知，在廣東、貴州兩省和柳州、南寧、桂林、杭州、青島、重慶、長沙、宜昌和宜賓等九個城市進行征收工業(yè)燃煤二氧化硫排污費和酸雨的綜合防治工作。1995年8月29日經(jīng)全國人代會批準頒布了《中華人民共和國污染防治法》修正案，首次對燃煤二氧化硫控制作出了明確的規(guī)定“在酸雨控制區(qū)和二氧化硫污染控制區(qū)內(nèi)排放二氧化硫的火電廠和其它大中型企業(yè)，屬于新建項目不能用低硫煤的，必須建設配套的脫硫、除塵裝置或采取其它控制二氧化硫排放、除塵的措施；屬于已建企業(yè)不用低硫煤的，應當采取控制二氧化硫排放、除塵的措施；國家鼓勵企業(yè)采用先進的脫硫、除塵技術(shù)。”《火電廠煙氣脫硫關(guān)鍵技術(shù)與設備國產(chǎn)化規(guī)劃要點》國家經(jīng)貿(mào)委制定（1999）國產(chǎn)化目標分為四步：．至2001年，初步掌握火電廠濕法脫硫設計技術(shù)，啟動火電廠脫硫國產(chǎn)化示范工程，濕法煙氣脫硫設備國產(chǎn)化率達80%左右。同時，選擇若干種其它煙氣脫硫工藝作為國產(chǎn)化的示范工程，編制國產(chǎn)化實施方案。．至2003末，具備獨立完成火電廠濕法煙氣脫硫工藝設計的能力，開發(fā)適合我國國情的火電廠煙氣脫硫工藝，濕法煙氣脫硫設備國產(chǎn)化率達90%以上。組織實施其它若干種煙氣脫硫國產(chǎn)化示范工程，并具有相應的設計能力?！痘痣姀S煙氣脫硫關(guān)鍵技術(shù)與設備國產(chǎn)化規(guī)劃要點》國家經(jīng)貿(mào)委制定（1999）國產(chǎn)化目標分為四步：．至2005年末，濕法煙氣脫硫設備國產(chǎn)化率達95%以上。其它若干種煙氣脫硫工藝也要基本實現(xiàn)脫硫設備國產(chǎn)化。．至2010年，濕法煙氣脫硫設備國產(chǎn)化率達100%。掌握其它若干種煙氣脫硫工藝的設計，設備國產(chǎn)化率達到95%以上?！痘痣姀S煙氣脫硫關(guān)鍵技術(shù)與設備國產(chǎn)化規(guī)劃要點》國家經(jīng)貿(mào)委制定（1999）實施火電廠煙氣脫硫國產(chǎn)化的措施是：．加強火電廠煙氣脫硫國產(chǎn)化的組織領(lǐng)導；．組織實施煙氣脫硫國產(chǎn)化示范工程；．積極扶植脫硫設備的生產(chǎn)和供應；實行招投標制度，加強規(guī)范化管理；．培育和扶持有實力的脫硫工程公司；．研究制定促進火電廠

脫硫國產(chǎn)化的配套政策。燃煤脫硫技術(shù)前言

中國城市的大氣污染的特征煤煙型大氣污染，主要是硫排放，其中90%來自煤炭煤中硫的存在形式：無機硫(黃鐵礦和硫酸鹽）有機硫（硫醇和硫醚）

脫硫技術(shù)可劃分為：燃燒前脫硫原煤在投入使用前，用物理、物理化學、化學及微生物等方法，將煤中的硫份脫除掉。爐前脫硫還能除去灰份，減輕運輸量，減輕鍋爐的粘污和磨損，減少灰渣處理量，還可回收部分硫資源。物理選煤：利用黃鐵礦硫和煤的密度不同而通過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?；瘜W選煤技術(shù)：加氫脫硫、加氧脫硫、用堿液浸煤后用微波照射等，適合于含硫量很高的洗中煤微生物方法：細菌脫硫脫硫方式

1燃燒前脫硫：通過洗煤等可以減少40%的無機硫。2燃燒時脫硫：（1）型煤固硫技術(shù)：加入固硫劑氧化鈣與二氧化硫和三氧化硫生成硫酸鈣。（2）循環(huán)硫化床脫硫技術(shù)。3燃燒后脫硫：即煙氣脫硫。應用最為廣泛的技術(shù)。煙氣脫硫按其用水量的多少可分為濕法，干法和半干法。濕法脫硫：主要包括石灰石-石膏法，海水脫硫法，鈉堿法，氧化鎂法等。半干法脫硫：旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法，煙氣循環(huán)流化床脫硫技術(shù)，增濕灰循環(huán)脫硫技術(shù)等。干法脫硫：高能電子束法，脈沖電暈等離子體法，吸附-再生法等。濕法煙氣脫硫技術(shù)

1.石灰石（石灰）—石膏法

使用石灰石、石灰或碳酸鈉等漿液作為洗滌劑，在吸收塔內(nèi)對煙氣進行洗滌，從而除去煙氣中的SO2脫硫產(chǎn)物-石膏可直接拋棄，也可綜合利用，是世界上使用最多的技術(shù)原理：

SO2+2H2OH2SO3H2SO3+CaCO3CaSO3+H2O+CO2CaSO3+2H2O+1/2O2CaSO42H2O

該法具有脫硫反應速度快，脫硫效率高等優(yōu)點，但存在投資和運行維護費用都很高，脫硫產(chǎn)物較難處理，易造成二次污染，系統(tǒng)復雜，啟停不便等問題應用：太原熱電廠圖1太原第一熱電廠的簡易型煙氣脫硫流程圖濕法煙氣脫硫濕法煙氣脫硫的優(yōu)點為：（1）脫硫效率高，有的裝置在Ca/S約等于1時，脫硫效率大于90%；（2）吸收劑利用率高，可超過90%；（3）煤種適應性強，副產(chǎn)品易于回收；（4）設備運轉(zhuǎn)率高，已達90%以上缺點：（1）但是該工藝裝置的基建投資大(約占電廠投資的11~18%)（2）運行費用高（約占電廠總運行費用的8~18%）。圖美國燃燒工程公司濕法石灰/石灰石工藝流程1QA、該工藝的特點工藝簡單經(jīng)濟性較好運行維護工作量小可用率在90%以上廢渣既可拋棄，也可作為商品石膏回收是世界上應用最多的一種煙氣脫硫技術(shù)。在美國，采用該工藝的電廠占電廠煙氣脫硫裝機總?cè)萘康?0%以上。單機容量在20~920MW范圍內(nèi)。對高硫煤，脫硫率可達90%以上，對低硫煤，脫硫率可在95%以上。傳統(tǒng)的石灰/石灰石工藝潛在的缺陷設備的積垢、堵塞、腐蝕與磨損1QA、工藝改進主要有：在吸收漿液中加入少量的甲酸等添加劑，以使吸收劑的可溶性增加幾個數(shù)量級（1）在吸收塔的氣液界面、出口煙道、閘板門、擋板及消霧裝置等處，選用適當?shù)牟牧?，以防止腐蝕。（2）采用雙循環(huán)回路吸收系統(tǒng)。它將吸收塔內(nèi)部分為兩個區(qū)域，一個為低pH值區(qū)，另一個為高pH值區(qū)低pH值(4.5~5.0)回路主要目的：為了最大限度地利用石灰石，并除去煙氣中的氯離子Cl-1，以減少它對塔身的腐蝕，同時可脫除煙氣中35~40%的SO2。高pH值（6.0~7.0）的回路的目的：獲得較高的SO2脫除率。

特點：

100%地利用了吸收劑避免由于過飽和而產(chǎn)生的結(jié)垢和堵塞問題2.氨法煙氣脫硫工藝氨法脫硫就是以氨水作為SO2的吸收劑，所產(chǎn)生的副產(chǎn)品為亞硫酸氨圖氨法煙氣脫硫工藝流程（1）吸收過程：煙氣依次經(jīng)過三個吸收塔，其中的SO3

被吸收液吸收，并生成亞硫酸氨和硫酸氫氨；（2）中和結(jié)晶：由吸收反應產(chǎn)生的高濃度亞硫酸氨與硫酸氫氨吸收液，先經(jīng)過灰渣過濾器除去煙塵，再在結(jié)晶反應器內(nèi)與氨起中和反應，同時用水間接冷卻，使亞硫酸氨結(jié)晶析出；（3）結(jié)晶分離：由結(jié)晶分離器底部出來的含亞硫酸氨結(jié)晶懸浮物進入離心機，分離出固體結(jié)晶體作為副產(chǎn)品，剩下的濾液再回到吸收塔內(nèi)重復使用。該脫硫工藝的優(yōu)點脫硫效率可達到99%

可得到副產(chǎn)品作化肥無廢水和廢棄物排放3.海水脫硫基本原理——自然界海水呈堿性，pH值8.0-8.3——SO2為海水吸收后，生成可溶性硫酸鹽——恢復硫自然循環(huán)海水脫硫

原理：一般海水的pH為8.0-8.3，自然堿度約為1.2-2.5mmol/L，具有天然的酸堿緩沖能力和吸收SO2的能力。

SO2+2H2O+1/2O2SO42-+2H+HCO3-+H+CO2+H2O

該工藝用海水吸收煙氣中的SO2，再用空氣強制氧化為無害的硫酸鹽而溶于海水中，硫酸鹽是海水中的天然成分。

只能局限于沿海的地區(qū)，同時其對海水的長期影響尚有待觀察。應用：深圳西部電力公司2號300MW機組引進海水脫硫技術(shù)，1998年7月投入運營。海水脫硫工藝流程圖

3.鈉堿吸收法

該法是用堿液(NaOH或Na2CO3)吸收了SO2后，生成的Na2SO3在以后的循環(huán)中起主要作用。

SO2的吸收

:

SO2+Na2SO3+H2ONaHSO3SO2+Na2SO3Na2S2O5

SO2的再生:NaHSO3SO2+Na2SO3+H2O

Na2S2O5

SO2+Na2SO3

4.氧化鎂法

用氧化鎂漿液吸收煙氣中的SO2，得到含結(jié)晶水的亞硫酸鎂和硫酸鎂的固體吸收產(chǎn)物，經(jīng)脫水，干燥和煅燒還原后，再生出氧化鎂循環(huán)使用，高濃度的SO2氣體可用于制硫酸和硫磺。5.氧化鋅法

用氧化鋅漿液吸收煙其中的SO2，得到亞硫酸鋅和硫酸鋅的固體吸收產(chǎn)物，經(jīng)熱分解再生出氧化鋅循環(huán)使用，得到的高濃度的SO2氣體可用于制硫酸和硫磺。半干法煙氣脫硫技術(shù)

旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法：原理：生石灰先經(jīng)過消化變?yōu)闅溲趸}漿液，經(jīng)噴霧裝置霧化噴入煙氣中。

CaO+H2OCa(OH)2SO2+2H2OH2SO3Ca(OH)2+H2SO3CaSO3+H2OCaSO3+1/2O2CaSO4

與濕法相比，設備投資較低，塔內(nèi)不結(jié)垢，耗能為濕法的一半，但系統(tǒng)存在磨損，堵塞等問題。應用：四川白馬電廠，脫硫率達80%以上。2.粉煤灰干式煙氣脫硫技術(shù)將煤灰、石灰和石膏以一定比例混合，經(jīng)蒸汽熟化增加活性后干燥成直徑約為6mm、長約為3~10mm的圓柱形顆粒組成日本北海道電力公司

1985年開始進行研究

1988年底完成工業(yè)實用化研究（處理煙氣量為50000Nm3/h）

1991年首臺煤灰脫硫裝置（1/2容量，處理煙氣量644000Nm3/h）年投入運行該項技術(shù)的特點：（1）脫硫率可以達到90%以上，且性能穩(wěn)定，達到了一般濕法脫硫的水平；（2）脫硫劑成本低，有益于環(huán)境保護；（3）用水量少，無需排水處理和排氣再加熱，設備總費用比濕法低1/4；（4）煤灰脫硫劑可以重復利用，或可另作它用；（5）沒有料漿系統(tǒng)，維護比較容易，設備簡單可靠。粉煤灰煙氣脫硫的基本反應式為：粉煤灰+石灰+石膏+SO2→煤灰+石膏

特殊的效果：（1）煤灰和石膏能加速脫硫化學反應，使反應完全（2）脫硫效率超過活性炭，同時還具有脫硝的能力（3）反應溫度低，對脫硫有利，但會使水分的不利影響增大。圖煤灰干式煙氣脫硫基本原理及工藝流程第一臺大型實用的設備地點：日本的占東厚真電廠。運行參數(shù)為：處理煙氣量644000Nm3/h

入口SO2

濃度2288mg/m3

入口煙氣含塵濃度200mg/Nm3,

脫硫率大于90%，

Ca利用率大于80%，占地面積為5000m2。SulfurAdsorbedSO2FluegasConcentratedSO2H2SO4

吸附再生流程

3.活性焦炭吸附脫硫吸附溫度100~200℃，吸附量6~12g/100g，脫硫效率一般高于90%。在系統(tǒng)里加入NH3，可同時除去NO2，脫除率80%。湖北松木坪電廠進行了5000m3/h的煙氣水洗再生活性炭脫硫中試。存在問題：活性炭中碘流失是主要問題，此外設備的腐蝕等問題未解決好。我國的脫硫技術(shù)應用現(xiàn)狀

旋轉(zhuǎn)噴霧半干法脫硫中試裝置70000m3/h,1991年投運，四川白馬電廠濕法煙氣脫硫2×360MW，1992年投運，華能重慶珞璜電廠2×100MW北京一熱，2×200MW重慶電廠2×125MW半山電廠1998年簽定合同爐內(nèi)噴鈣脫硫加尾部增濕活化脫硫

125MW,1999年投運，江蘇下關(guān)電廠海水脫硫技術(shù)300MW，1998年投運，深圳西部電廠2×600MW，正在施工，福建漳州電廠

4.CuO/r-Al2O3工藝在300℃-450℃的溫度范圍內(nèi)，CuO與SO2反應生成CuSO4，CuO與CuSO4對SCR還原NOx是很好的催化劑，反應結(jié)束后，CuSO4被送去再生。

CuO+SO2+1/2O2CuSO44/xNOx+4NH3+O2(2/x+2)N2+6H2O

CuSO4Cu+SO2CuSO4orCuOCH4，CO，O2

干法煙氣脫流技術(shù)

1.電子束照射法(EBA)：

原理：煙氣經(jīng)電子束照射后，高能電子的能量被O2，H2O等分子吸收，產(chǎn)生大量高反應活性的自由基或自由電子。

O2，H2O2O，H，OH等

NH3，H2O，SO2，NO2SO3，N2O5H2SO3，HNO3(NH3)2SO4，NH3NO3e*

O，H，OH

NH3，H2O

應用：四川成都電廠90MW機組優(yōu)點是能同時脫硫脫硝，能夠生成硫銨和硝銨等化肥副產(chǎn)品，反應時間短速度快，設備投資少。缺點是能耗大，煙氣輻射裝置目前未達到實用大鍋爐的要求。

2.脈沖電暈等離子體法（PPCP）

脈沖電暈等離子體法是在EBA法基礎上發(fā)展起來的。該法利用脈沖電暈放電形成的非平衡等離子體中的高能電子撞擊O2，H2O等分子形成高反應活性的自由基或自由電子。與EBA相比，該法省去了昂貴的電子束加速器，避免了短壽命的電子槍和X射線屏蔽等問題。

1991年，大連理工大學承擔了國家重點自然科學基金項目“脈沖電暈等離子體活化法脫除煙氣中SO2和NO2的研究”，98年納入國家“八五”攻關(guān)項目，目前已經(jīng)建成一套處理煙氣量為12000-20000m3/h的煙氣脫硫裝置。該方法目前的研究還不充分，SO2和NO2脫除的化學反應動力學，非平衡等離子體與離子自由基密度關(guān)系還需要進一步理論與實驗的研究。將來有希望替代EBA法。電子束脫硫技術(shù)應用及分析1前言2電子束脫硫工藝原理3電子束脫硫工藝流程4電子束脫硫工藝特點5EBA示范項目技術(shù)經(jīng)濟指標6運行狀況與應用分析電子束煙氣脫硫脫氮技術(shù)是一項物理與化學緊密結(jié)合的高新技術(shù)，國外70年代初期就開始了探索研究。日本荏原制作所在1970年即開始研究電子束法脫除煙氣中的SO2與NOx，1973年建成模擬氣體和重油燃燒煙氣的小試裝置；隨后研究證明了電子束照射法可同時脫硫和脫氮；經(jīng)中試研究進一步掌握了實際設備所需的各項定量參數(shù)，長期運轉(zhuǎn)中試設備的可靠性，并能適應嚴格的環(huán)保標準規(guī)定。對副產(chǎn)品的硫酸銨(含極少量硝酸銨)進行的植物裁培試驗表明：脫硫副產(chǎn)品具有與銷售氮肥相同的質(zhì)量，對植物的發(fā)育無不良影響。至此，電廠煙氣電子束脫硫工業(yè)性試驗的條件已完全具備。前言在我國，該技術(shù)作為“七五”期間國家重點科技攻關(guān)項目，以上海原子能研究所為主曾作過小型試驗，至今仍有一些院校在不斷深入研究。鑒于合作建設SO2脫除裝置在我國很有必要性，同時開發(fā)新的脫硫工藝技術(shù)又是電力工業(yè)發(fā)展所必需，在國家計委和原電力工業(yè)部的推進和領(lǐng)導下，1995年初決定由四川省電力局與荏原制作所合作建設電子束脫硫示范裝置。1998年5月，中日合作成都電廠EBA示范項目通過了驗收與技術(shù)鑒定。該裝置煙氣處理量30×104m3/h，為目前世界上建成并投運的最大規(guī)模的工業(yè)裝置。2電子束脫硫工藝原理脫硫、脫硝主要機理：（1）游離基的生成：燃煤排煙由氮、氧、水蒸汽、CO2等主要成分及SO2、NOx等微量有害成分構(gòu)成。當電子束照射煙氣時，電子束能量大部分被煙氣中的氮、氧、水蒸汽所吸收，從而生成富有反應活性的游離基(OH基、O原子、HO2基、N基)：

N2、O2、H2O→OH、O、HO2、N

（2）SO2與NOx的氧化：煙氣中的SO2與NOx,，與因電子束照射而生成的游離基進行反應，分別氧化成硫酸（H2SO4）與硝酸（HNO3）：

SO2HSO3HSO4

SO2SO3HSO4

NOHNO2HNO3

NONO2+OH

NONO2HNO3OHOHOOHH2OOOHOHO2（3）硫酸銨與硝酸銨的生成：已生成的硫酸和硝酸再與電子束照射以前噴入的氨(NH3)進行中和反應，分別生成硫酸銨[(NH4)2SO4)和硝酸銨(NH4NO3))的粉狀微粒，若有尚未反應的剩余的SO2和NH3時，可分別在上述微粒表面進一步進行熱化學反應，從而SO2和NH3的一部分會生成硫酸銨、硝酸銨：

H2SO4+2NH3→(NH4)2SO4

HNO3+NH3→NH4NO3

SO2+2NH3+H2O+1/2O2→(NH4)2SO4

從電子束照射到硫酸銨、硝酸銨生成所需的時間極短，僅約1秒。

3電子束脫硫工藝流程該項技術(shù)的工藝流程（見圖1）由排煙冷卻、氨的噴入，電子束照射與副產(chǎn)品收集等工序組成。圖1電子束脫硫工藝流程4電子束脫硫工藝特點

(1)電子束透過力、貫穿力強，經(jīng)屏蔽后可在反應室內(nèi)集中供給高能量輻照煙氣。反應速度快、時間短；

(2)在同一反應室內(nèi)同時脫硫與脫硝；

(3)為干法過程，無廢水排放；

(4)生成的副產(chǎn)品可作農(nóng)用氮肥，無固體廢棄物；

(5)對煙氣條件的變化適應性強；

(6)實現(xiàn)了自動控制，操作較簡便。（1）煙氣量：30×104m3/h，從華能成都電廠200MW機組670t／h鍋爐煙氣抽取。（2）主要技術(shù)參數(shù)(設計值)：入口煙氣SO2濃度（最大）5148mg/m3

入口煙氣NOx濃度680mg/m3

入口煙氣煙塵濃度390mg/m3

脫硫效率80％脫氮效率10％電耗量1900kWh／h

水耗量16t／h蒸汽耗量2t／h

出口煙氣氨濃度(即反應剩余濃度)<76mg／m35EBA示范項目技術(shù)經(jīng)濟指標（3）電子束發(fā)生裝置主要參數(shù)：直流高壓電源800kV×l000mA

電子加速器800kV×400mA×2（4）環(huán)境監(jiān)測主要數(shù)據(jù)：煙氣量