硫氧化物控制

硫氧化物的污染控制匯報人：王廣權二、燃燒前脫硫技術與工藝三、燃燒中脫硫技術與工藝一、硫循環(huán)與硫排放五、燃煤二氧化硫污染控制技術綜合評價四、燃燒后脫硫技術及其研究進展六、脫硫的發(fā)展與應用目錄第一節(jié)硫循環(huán)與硫排放燃料中硫的存在形態(tài)無機硫：黃鐵礦硫（FeS2）、硫酸鹽、

有機硫：硫化物、硫醇、硫醚、二硫化有機物、單質硫

硫酸鹽——不可燃硫、固定硫。其他——可燃硫煤含硫量0.1%-0.7%，以有機硫為主，80%-90%。存在于重餾分。原油甲烷85%、乙烷10%、丙烷3%、H2O、CO2、N2、H2S。天然氣清風ppt素材更多好素材請訪問https://12/1、硫的氧化機理一、SOX的生成機理在所有的情況下，它都作為一種重要的反應中間體有機硫的分解溫度較低無機硫的分解速度較慢含硫燃料燃燒的特征是火焰呈藍色，由于反應：

O+SOSO2+hv

2、SO2和SO3間的轉化SO2+O+M→SO3+M（1）SO3+O→SO2+O2（2）SO3+H→SO2+OH（3）SO3+M→SO2+O+M（4）

在熾熱反應區(qū)，[O]濃度很高，反應（1）和（2）起支配作用。二、硫循環(huán)與硫排放7人類使用的化石燃料都含有一定量的硫燃料燃燒時，其中的硫大部分轉化為SO2人為活動是造成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表示CaCO3+SO2+0.5O2CaSO4+CO2

煤炭洗選：使用前脫硫。目前僅能除去煤炭中的部分無機硫，對于煤炭中的有機硫尚無經濟可行的去除技術。三、脫硫方式（燃燒前、中、后）

循環(huán)流化床鍋爐(CFBC)：

潔凈煤燃燒技術：燃燒過程中脫硫。具有可燃用劣質煤、調峰能力強、可摻燒石灰石脫硫、控制爐溫減少氮氧化物排放等特點。

煙氣脫硫(FGD)：燃燒后脫硫。在鍋爐尾部電除塵后至煙囪之間的煙道處加裝脫硫設備,目前95％以上的燃煤鍋爐采用此方式實施脫硫,是控制二氧化硫和酸雨污染最有效、最主要的技術手段。目前國內外應用最廣泛的方法是煙氣脫硫??！跳汰選煤重介質選煤浮選洗煤堿法脫硫氣體脫硫裂解、氫化脫硫超臨界氣體抽提脫硫氧化法脫硫微生物脫硫物理法化學法物化法微生物二、污泥脫水預處理技術研究現(xiàn)狀煤的洗選脫硫：煤炭的固態(tài)加工（煤炭洗選）采用物理、物理化學、化學及微生物等方法脫除煤中的硫。第二節(jié)燃燒前脫硫技術與工藝

我國以物理選煤為主。跳汰占59%、重介質選煤占23%、浮選占14%1、物理法洗煤跳汰選煤：利用各種密度、粒度及形狀的物料，通過在不斷變化的流體作用下的運動過程，使不同類型顆?；旌衔锏拇矊映尸F(xiàn)出以密度差別為主要特征的分層。（主要去除硫鐵礦硫）重介質選煤：用密度介于煤與煤矸石之間的懸浮液作為分選介質。進入重介質旋流器進行旋流分選。浮選洗煤：煤粒表面非極性，具有疏水性。礦漿中加入浮選劑，使煤粒上浮與礦物質分離。2、化學法洗煤堿法脫硫：在煤中加入KOH、NaOH或Ca(OH)2，在一定溫度下合成硫化物?？扇コ縁eS2和70%有機硫。氣體脫硫：在高溫下，用能與硫鐵礦和有機硫反應的氣體處理煤，生成揮發(fā)性含硫氣體。效率>86%。裂解、氫化脫硫：將煤中的硫轉化為硫化鈣、再轉化為可溶的硫氫化鈣。步驟：炭化、酸浸提、氫化。3、超臨界氣體抽提脫硫超臨界氣體抽提脫硫：在煤中加入甲醇、乙醇，利用醇中的氫鍵和偶極引力，增加對煤中的有機物的溶解能力，實現(xiàn)脫硫。去除有機硫，效率>58%。氧化法脫硫：在酸性和氫氧化銨存在的條件下，將硫化合物在含氧溶液中氧化成易于脫除的硫和硫酸鹽，使硫與煤分離。在酸性溶液中，只能去除FeS2，效率>90%；在堿性溶液中，還可脫除30%-40%有機硫。利用微生物與中間產物的化學作用，主要去除硫鐵礦硫。4、生物法洗煤氧化溶解：FeS2+微生物→H2SO4+Fe2+鐵氧化：Fe2+-e-→Fe3+微生物作用：Fe3++FeS2→Fe2++S硫氧化：S+微生物→H2SO4

微生物作用主要微生物種類：氧化亞鐵硫桿菌、氧化硫桿菌。通過試驗室試驗：可去除90%無機硫，需要1-2周時間。5、煤炭轉化技術氣體燃料脫硫液體燃料脫硫煤氣化煤液化采用空氣、氧氣、CO2和水蒸氣作為氣化劑，在氣化爐內（一定溫度、壓力條件下）反應生成不同組分不同熱值的煤氣生成物：CO、CO2、H2、CH4、H2O、H2S、CS2、COS在催化劑作用下通過高壓加氫反應，切斷碳與硫的化學鍵，使氫與硫作用形成H2S從重油中分離。直接脫硫和間接脫硫：RSR+2H2=2RH+H2S清風ppt素材更多好素材請訪問https://12/固體煤在適宜反應條件下，通過化學加工轉化為液態(tài)烴燃料或化工原料等液體產品。直接液化和間接液化

煤氣、天然氣中主要是H2S、有機硫。H2S脫除方法：吸收、液相催化氧化、吸附。燃燒中脫硫又稱爐內脫硫，即在燃燒過程中，加入固硫劑，使煤中硫轉化為硫酸鹽，加以脫除。第三節(jié)燃燒中脫硫技術與工藝一、流化床燃燒技術：將大量固體顆粒懸浮于運動的流體之中，從而使顆粒具有流體的某些表觀特征，這種流固接觸狀態(tài)稱為固體流態(tài)化，即流化床。流化機理：氣流速度介于臨界速度和輸送速度之間，煤粒保持流化狀態(tài)優(yōu)點：流化床利于燃料的充分燃燒、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)流化床按運行壓力：常壓流化床和增壓流化床流化床燃燒脫硫脫硫劑：石灰石（CaCO3）、白云石（CaCO3?MgCO3）爐內化學反應：CaSO4的摩爾體積大于CaCO3，由于孔隙堵塞，CaO不可能完全轉化為CaSO41、流化床脫硫的化學過程CaO對SO2的吸收過程：SO2

從主氣流向顆粒外表面轉移的氣相傳質；SO2在多孔介質內的擴散；SO2在孔壁上的吸附；SO2與CaO的化學反應以及產物層的形成；SO2通過產物層向未反應CaO表面的擴散。2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脫硫率（）可以用Ca/S（R）近似表達

2、煅燒溫度存在最佳脫硫溫度范圍溫度低時，孔隙量少、孔徑小，反應被限制在顆粒外表面溫度過高，CaCO3燒結嚴重3、脫硫劑的顆粒尺寸和孔隙結構：顆粒尺寸小于臨界尺寸時發(fā)生揚析，并非越小越好顆?？紫督Y構應有適當?shù)目讖酱笮?，既保證一定孔隙容積，又保證孔道不易堵塞脫硫劑的種類：白云石的孔徑分布和低溫煅燒性能好，但易發(fā)生爆裂揚析，且用量大于石灰石近兩倍進入懸浮段的固體顆粒，經過一定的分離高度后，較大的顆粒會回到床層，較小的顆粒被氣流帶走，這種顆粒從混合物中的分離，叫做揚析

脫硫劑的再生不同溫度下的再生反應爐內噴鈣脫硫在煤粉爐未廣泛應用的原因爐內溫度太高煙氣中含有較多的CO2和H2O爐內噴入的脫硫劑容易發(fā)生燒結表面積快速減少反應活性和反應速率降低超過1300℃時，產物CaSO4易于分解成CaO和SO2脫硫率較低(10~30%)新的研究進展提高吸收劑的活性，改善SO2的擴散過程改變吸收劑的噴入位置，避免吸收劑的燒結失活改變吸收劑的噴入位置，避免吸收劑的燒結失活

以有機鈣鹽代替石灰石，或以有機固體廢棄物和石灰為原料制備的有機鈣混合物，其優(yōu)點為：便于現(xiàn)有鍋爐的脫硫脫硝，達到環(huán)保要求有效地回收和利用城市固體廢棄物，改善環(huán)境有機鈣具有一定的熱值，能降低鍋爐的煤耗二、爐內噴鈣脫硫技術1、LIFAC煙氣脫硫工藝LimestoneInjectionintotheFurnaceandActivationCalciumOxide1986年由芬蘭的Tampella和IVO公司開發(fā)投入運行爐內噴鈣+活化反應器LIFAC工藝的工藝流程三、LIFAC煙氣脫硫技術2影響活化器內脫硫效率的因素霧化水量液滴粒徑水霧分布出口煙溫等3LIFAC工藝系統(tǒng)的脫硫率活化器脫硫效率通常在40%~60%之間。整個LIFAC工藝系統(tǒng)的脫硫效率η=η1+(1-η1)η2LIFAC工藝系統(tǒng)的脫硫率為60%~85%4脫硫灰再循環(huán)工藝將電除塵分離的粉塵返回一部分到活化器中再次利用5煙氣再加熱目的：將煙氣溫度提高到比露點高10～15℃原因：霧化水的蒸發(fā)導致活化器出口煙溫的降低加熱工質：蒸氣、空氣或未經活化器的煙氣特點：系統(tǒng)簡單；投資低；中等脫硫效率；對機組影響不大；運行維護方便；適用于中、小容量機組和老電廠的改造。6LIFAC的應用對鍋爐運行的影響不會造成受熱面結焦、腐蝕和嚴重積灰；電除塵器的除塵效率下降；煙道阻力增加；脫硫劑的噴入會導致熱量的損失；脫硫裝置導致廠用電增加。第四節(jié)燃燒后脫硫技術及其研究進展

1．按脫硫劑分類

目前開發(fā)的多種煙氣脫硫技術，盡管設備構造和工藝流程各不相同，但基本原理都是以堿性物質作SO2的吸收劑。以石灰石、生石灰為基礎的鈣法以氧化鎂為基礎的鎂法以合成氨為基礎的氨法以有機堿為基礎的堿法以亞硫酸鈉、氫氧化鈉為基礎的鈉法按脫硫劑分類2．按有無液相介入分類在電力界尤其是脫硫界以有無液相介入來進行分類。濕法半干法干法海水法電子束法按有無液相介入分類濕法：進入濕吸收劑；排出濕物質

濕法是利用堿性溶液為脫硫劑，應用吸收原理在氣、液、固三相中進行脫硫的方法，脫硫產物和殘液混合在一起，為稀糊狀的流體。濕法脫硫的操作溫度在44－55oC。半干法：進入濕吸收劑；排出干物質

半方法是指在有液相和氣相介入脫硫方法，脫硫產物為干粉狀。半方法的操作溫度控制在60－80oC。干法：進入干吸收劑；排出干物質。

干法是指無液相介入完全在干燥狀態(tài)下進行脫硫的方法。如向爐內噴干燥的生石灰或石灰石粉末，即脫硫產物為粉狀。操作溫度在800－1300oC。海水法：采用海水對煙氣脫硫的方法

此方法受地域條件限制。且有氯化物嚴重腐蝕設備的問題。脫硫殘液PH很低，必須配置參數(shù)合理的水質恢復系統(tǒng)，才能達到環(huán)保要求的排放條件。電子束法：是一種利用高能物理原理，采用電子束輻照煙氣，或以脈沖產生電暈對煙氣實施脫硫的方法。電子束法使用的脫硫劑為合成氨，目前僅限于噸位不大的燃煤鍋爐煙氣脫硫。34當前全世界的主要脫硫方法石灰石/石灰法洗滌幾種最常用的煙氣脫硫技術1、反應機理2、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、吸收塔結構3、解決的問題設備腐蝕結垢和堵塞除霧器阻塞脫硫劑的利用率液固分離固體廢物的處理處置改進的石灰石/石灰濕法煙氣脫硫加入己二酸的石灰石法抑制氣液界面上SO2溶解造成的pH值降低，加速液相傳質增加液相與SO2的反應能力降低鈣硫比添加硫酸鎂SO2以可溶性鹽的形式吸收，解決結垢問題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垢問題和提高SO2的利用率一種濕－干法脫硫工藝，市場份額僅次于濕鈣法脫硫過程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備和操作簡單，廢物量小，能耗低(濕法的1/2~1/3)主要過程吸收劑制備吸收和干燥固體捕集固體廢物處置2、噴霧干燥法煙氣脫硫3.其他濕法脫硫工藝氧化鎂法海水脫硫法氨法氨水做吸收劑4.干法脫硫技術干法噴鈣脫硫干法脫硫技術循環(huán)流化床煙氣脫硫5.同時脫硫脫氮工藝電子束輻射法6.同時脫硫脫氮工藝電子束輻射法濕法同時脫硫脫氮工藝第五節(jié)、燃煤二氧化硫污染控制技術綜合比較評價指標

技術成熟度。依脫硫技術目前所處的開發(fā)階段，分為實驗室，中試，示范和商業(yè)化四個階段；

技術性能。包括脫硫效率，處理能力，技術復雜程度，占地情況，再熱需要及副產品利用等，反映技術的綜合性能；

環(huán)境特性。環(huán)境特性根據處理后煙氣的SO2排放量與排放標準比較進行評價；

經濟性。選用技術的總投資和SO2單位脫硫成本為綜合經濟性的評價指標。

燃煤煙氣脫硫技術的應用取決于多種因素，針對目前我國仍以煤電為主要能源的現(xiàn)狀，應綜合考慮使用穩(wěn)定性、投資費用、運行成本、二次污染等因素，結合燃料脫硫、煤的潔凈燃燒技術、煙氣脫硫技術各自的優(yōu)勢，尋找適合我國國情的二氧化硫控制技術。1、全國火電廠二氧化硫排放狀況“十二五”期間，全國規(guī)劃燃煤火電機組開工規(guī)模預計為3億千瓦，2015年火電裝機容量將達到9.33億千瓦。在燃煤火電機組裝機容量增加的過程中，碳排放總量會不斷增加，粉塵、二氧化硫等污染物的排放量也將有較大幅度的增加。2011年1至6月份，二氧化硫排放總量1114.1萬噸，比2010年同期（1133.9萬噸）減少1.74%；氮氧化物排放總量1206.7萬噸，比2010年同期（1136.6萬噸）增長6.17%。由于酸雨和二氧化硫污染造成農作物、森林和人體健康等方面的經濟損失約為1100多億元，已接近當年國民生產總值的2%，成為制約我國經濟和社會發(fā)展的重要因素。第六節(jié)、脫硫的發(fā)展與應用532、國家環(huán)境保護“十二五”規(guī)劃專欄1：“十二五”環(huán)境保護主要指標序號指

標2010年2015年2015年比2010年增長1化學需氧量排放總量（萬噸）2551.72347.6-8%2氨氮排放總量（萬噸）264.4238.0-10%3二氧化硫排放總量（萬噸）2267.82086.4-8%4氮氧化物排放總量（萬噸）2273.62046.2-10%

5地表水國控斷面劣Ⅴ類水質的比例（%）17.7<15-2.7個百分點七大水系國控斷面水質好于Ⅲ類的比例（%）55>605個百分點6地級以上城市空氣質量達到二級標準以上的比例（%）72≥808個百分點

“十二五”期間，空氣環(huán)境質量評價范圍由113個重點城市增