第八章 硫氧化物污染控制

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)要求早期局地環(huán)境中二氧化硫的濃度升高近100年來(lái)二氧化硫等酸性氣體導(dǎo)致的酸沉降最近二氧化硫等氣態(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)第一節(jié)硫循環(huán)與硫排放硫循環(huán)與硫排放人類使用的化石燃料都含有一定量的硫燃料燃燒時(shí)，其中的硫大部分轉(zhuǎn)化為SO2人為活動(dòng)是造成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應(yīng)表示1998年美國(guó)SO2排放情況硫循環(huán)與硫排放我國(guó)SO2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)SO2排放的行業(yè)特點(diǎn)我國(guó)北方城市SO2污染現(xiàn)狀我國(guó)南方城市SO2污染現(xiàn)狀1999年全國(guó)城市酸雨的頻率統(tǒng)計(jì)20世紀(jì)90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掌握一、煤炭的固態(tài)加工煤炭洗選物理洗煤：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。第二節(jié)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59%、重介質(zhì)選煤占23%、浮選占14%1995年我國(guó)煤炭洗選能力3.8×108t，入洗率22%。第二節(jié)燃燒前脫硫二、煤炭的轉(zhuǎn)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)品直接液化和間接液化第二節(jié)燃燒前脫硫了解三、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)鍵，使氫與硫作用形成H2S從重油中分離直接脫硫和間接脫硫第二節(jié)燃燒前脫硫了解

一、流化床燃燒技術(shù)流化機(jī)理：臨界速度<氣流速度<輸送速度優(yōu)點(diǎn)：易于脫硫、抑制氮氧化物生成分類按流態(tài)：鼓泡流化床和循環(huán)流化床按運(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)化為硫酸鹽，加以脫除。第三節(jié)流化床燃燒脫硫理解第三節(jié)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)程第三節(jié)流化床燃燒脫硫理解第三節(jié)流化床燃燒脫硫三、流化床燃燒脫硫的影響因素1.鈣硫比表示脫硫劑用量的指標(biāo)脫硫率（）可以用Ca/S（R）近似表達(dá)理解第三節(jié)流化床燃燒脫硫第三節(jié)流化床燃燒脫硫2.煅燒溫度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過(guò)高，CaCO3燒結(jié)嚴(yán)重第三節(jié)流化床燃燒脫硫3.脫硫劑的顆粒尺寸和孔隙結(jié)構(gòu)顆粒尺寸<臨界尺寸，發(fā)生揚(yáng)析應(yīng)有適當(dāng)?shù)目讖酱笮】仔再|(zhì)：比表面積、孔容積、空隙率、孔徑分布比表面積及空隙率：白云石最大，Ca(OH)2次之，CaCO3

為最小。第三節(jié)流化床燃燒脫硫4.脫硫劑的種類普遍采用的為白云石和石灰石。白云石的孔徑分布和低溫煅燒性能好，但易發(fā)生爆裂揚(yáng)析，且用量大于石灰石近兩倍第三節(jié)流化床燃燒脫硫四、脫硫劑的再生不同溫度下的再生反應(yīng)第三節(jié)流化床燃燒脫硫冶煉廠、硫酸廠和造紙廠等工業(yè)，SO2濃度通常2～40％化學(xué)反應(yīng)式第一個(gè)反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度低時(shí)轉(zhuǎn)化率高工業(yè)上一般采用多層催化床層！！自學(xué)為主第四節(jié)高濃度SO2尾氣的回收與凈化第四節(jié)高濃度SO2尾氣的回收與凈化上節(jié)主要內(nèi)容回顧大氣中SOx的人為排放主要來(lái)自

和

?？刂芐Ox排放的方法有哪些？燃燒前染料脫硫方法有哪些？采用流化床燃燒脫硫的優(yōu)點(diǎn)之一是可以抑制氮氧化物的生成（）。脫硫劑所含鈣與煤中硫之摩爾比被稱為

。影響流化床SO2脫除效率的主要因素是

，除此之外還受到

、

、

的影響。燃燒設(shè)施直接排放的SO2濃度通常為10-4～10-3數(shù)量級(jí)由于SO2濃度低，煙氣流量大，煙氣脫硫通常比較昂貴分類脫硫產(chǎn)物處置方式：拋棄法和再生法脫硫產(chǎn)物狀態(tài)：濕法、干法和半干法一、概述第五節(jié)低濃度SO2煙氣脫硫理解（1）拋棄法用堿或堿金屬氧化物與SO2起反應(yīng)產(chǎn)生硫酸鹽或亞硫酸鹽而作為廢料拋棄；即在脫硫過(guò)程中形成的固體產(chǎn)物被廢棄，必須連續(xù)不斷地加入新鮮的化學(xué)吸收劑。拋棄法脫硫系統(tǒng)也常同時(shí)用于除塵，只要系統(tǒng)可有效地捕集飛灰并有足夠的容量。第五節(jié)低濃度SO2煙氣脫硫第五節(jié)低濃度SO2煙氣脫硫第五節(jié)低濃度SO2煙氣脫硫第五節(jié)低濃度SO2煙氣脫硫第五節(jié)低濃度SO2煙氣脫硫二、主要的煙氣脫硫工藝1、石灰石/石灰洗滌法掌握1、石灰石/石灰洗滌法石灰石/石灰法洗滌(續(xù))反應(yīng)機(jī)理第五節(jié)低濃度SO2煙氣脫硫最關(guān)鍵的反應(yīng)是Ca2+的形成。石灰石系統(tǒng)：5.8-6.2；石灰系統(tǒng)：8影響因素：pH、液氣比、鈣硫比、氣流速度、漿液的固體含量、SO2濃度、吸收塔結(jié)構(gòu)石灰石/石灰法洗滌(續(xù))第五節(jié)低濃度SO2煙氣脫硫石灰石/石灰法洗滌(續(xù))第五節(jié)低濃度SO2煙氣脫硫石灰石/石灰法洗滌(續(xù))第五節(jié)低濃度SO2煙氣脫硫石灰石/石灰法洗滌(續(xù))存在的問(wèn)題設(shè)備腐蝕：Cl結(jié)垢和堵塞：濕干結(jié)垢、Ca(OH)2/CaCO3沉積或結(jié)晶；CaSO3或CaSO4結(jié)晶析出除霧器阻塞脫硫劑的利用率液固分離:半水亞硫酸鈣較細(xì)片狀晶，石膏是大圓形晶體固體廢物的處理處置第五節(jié)低濃度SO2煙氣脫硫改進(jìn)的石灰石/石灰濕法煙氣脫硫加入己二酸的石灰石法（提高了石灰石利用率，減少固廢）抑制氣液界面上SO2溶解造成的pH值降低，加速液相傳質(zhì)增加液相與SO2的反應(yīng)能力降低鈣硫比添加硫酸鎂SO2以可溶性鹽的形式吸收，解決結(jié)垢問(wèn)題第五節(jié)低濃度SO2煙氣脫硫了解改進(jìn)的石灰石/石灰濕法煙氣脫硫(續(xù))雙堿流程用堿金屬鹽類或堿類水溶液吸收SO2，后用石灰或石灰石再生解決結(jié)垢問(wèn)題和提高SO2的利用率第五節(jié)低濃度SO2煙氣脫硫噴霧干燥法煙氣脫硫一種濕－干法脫硫工藝，市場(chǎng)份額僅次于濕鈣法脫硫過(guò)程SO2被霧化的Ca(OH)2漿液或Na2CO3溶液吸收溫度較高的煙氣干燥液滴形成干固體廢物干廢物由袋式或電除塵器捕集設(shè)備和操作簡(jiǎn)單，廢物量小，能耗低(濕法的1/2~1/3)第五節(jié)低濃度SO2煙氣脫硫第五節(jié)低濃度SO2煙氣脫硫噴霧干燥法煙氣脫硫(續(xù))主要過(guò)程吸收劑制備吸收和干燥固體捕集固體廢物處置第五節(jié)低濃度SO2煙氣脫硫其他濕法脫硫工藝氧化鎂法第五節(jié)低濃度SO2煙氣脫硫其他濕法脫硫工藝氧化鎂法(續(xù))第五節(jié)低濃度SO2煙氣脫硫其他濕法脫硫工藝(續(xù))海水脫硫法第五節(jié)低濃度SO2煙氣脫硫其他濕法脫硫工藝(續(xù))海水脫硫法(續(xù))第五節(jié)低濃度SO2煙氣脫硫其他濕法脫硫工藝（續(xù)）氨法氨水做吸收劑第五節(jié)低濃度SO2煙氣脫硫干法脫硫技術(shù)干法噴鈣脫硫第五節(jié)低濃度SO2煙氣脫硫干法脫硫技術(shù)循環(huán)流化床煙氣脫硫第五節(jié)低濃度SO2煙氣脫硫煙氣脫硫工藝的綜合比較主要涉及因素脫硫效率鈣硫比脫硫劑利用率脫硫劑的來(lái)源脫硫副產(chǎn)品的處理處置對(duì)鍋爐原有系統(tǒng)的影響對(duì)機(jī)組運(yùn)行方式適應(yīng)性的影響占地面積流程的復(fù)雜程度動(dòng)力消耗工藝成熟度燃煤二氧化硫污染控制技術(shù)綜合評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)指標(biāo)1.技術(shù)成熟度。依脫硫技術(shù)目前所處的開發(fā)階段，分為實(shí)驗(yàn)室，中試，示范和商業(yè)化四個(gè)階段2.技術(shù)性