10 能源利用与环保 复习

教材洁净煤技术基础、煤的清洁燃烧;学时32学时 一、研究对象与主要研究内容煤的高效燃烧和燃烧后废物的处理技术主要研究如何高效清洁的利用好煤资源。煤资源利用现状及各国洁净煤技术发展计划煤燃烧前的净化烟气的除尘、脱硫、脱硝技术新型高效低污染煤利用技术,能源利用与环境保护,三、大气污染的类型,按污染物形式（1）一次污染物：直接从多种排放源进入大气中的各种气体、蒸气和颗粒物。 二氧化硫(S02)、一氧化碳(CO)、烟尘、二氧化碳(C02)（2）二次污染物：进入大气的一次污染物在大气中互相作用。 这类物质的颗粒小，一般在0.010.1微米，其毒性比一次污染物还强。最常见的二次污染物有硫酸、硫酸盐气溶胶、硝酸及硝酸盐气溶胶、臭氧、过氧乙酰硝酸酪等。,2.1 大气环境和大气污染问题,2按污染物的化学性质（1）还原型：煤烟型，伦敦烟雾（2）氧化型：汽车尾气型，洛杉矶光化学烟雾,2.1 大气环境和大气污染问题,第三章煤燃烧前净化,.1 洁净煤技术基础.2 选煤技术.3 型煤技术.4 水煤浆技术,洁净煤技术,洁净煤技术 （Clean Coal Technology）针对燃煤对环境造成污染提出的技术对策，旨在减少污染和提高效率的煤炭加工、燃烧、转化和污染控制新技术的总称。,3.1 洁净煤技术基础,1、原理 在垂直脉动的介质中按颗粒密度差别进行选煤的过程叫跳汰选煤。,二、跳汰选煤,3.2 选煤技术,三、重介质选煤,3.2 选煤技术,在静止的悬浮液中，作用在颗粒上的力有重力G和浮力Go，因此，悬浮液中颗粒所受的合力为：,而,则,1、原理：在密度大于1的介质中，按颗粒密度的差异进行选煤，叫重介质选煤或重介选煤。选煤所用的重介质有重液和重悬浮液（简称悬浮液）两类。,3.2 选煤技术,3、重介质选煤特点,重介质选煤是当前最先进的一种重力选煤方法。 （1）、可以严格地按密度分选，分选效率高；（2）、能有效地分选难选煤和极难选煤；（3）、对原煤的适应性强，生产中受给煤量和原煤质量波动的影响较小； （4）、入选粒度范围宽，入料上限大，其上限可达5001000mm，因此可代替人工手选，使选煤过程全部机械化：（5）、重介质分选设备构造简单，生产操作和工艺过程的调整比较方便等。,3.2 选煤技术,四、浮选1、原理,从左至右，随着矿物亲水程度的减弱，水滴越来越难于铺开而成为球形；气泡的形状正好与水滴的形状相反，从右向左，随着矿物表面亲水性的增强，气泡变为球形。显然，在水中亲水性的矿物难与气泡附着，可浮性差；疏水性的矿物易与气泡附着，可浮性好。,3.2 选煤技术,2、浮选的特点为了从大量的煤泥中选出精煤，提高精煤产率，增加经济收益，选煤厂广泛采用浮选方法分选煤泥。 煤泥的来源有两个：入选原煤中所含，即开采和运输过程中产生的，称为原生煤泥；一为选煤过程中粉碎和泥化产生的，称为次生煤泥。,3.2 选煤技术,煤泥浮选需要的基建投资和生产费用都较重选高。,一、什么是型煤技术 将煤粉和低品位煤加工制成一定强度和形状的煤产品。二、发展型煤技术的意义 我国的工业锅炉和市场用煤年耗煤量约5亿t，这些设备均属层燃方式，要求以型煤为燃料，而煤矿采出原煤的块煤率不足20%，因而块煤供不应求。研究表明，燃用型煤的工业锅炉平均节煤25%，民用锅炉20%；同时少排放CO7080%，烟尘60%，若添加固硫剂，SO2可减少40%60%以上的排放，NOX减少55%。,3.3 型煤技术, 3.3 型煤技术,参考资料：型煤技术 徐振刚 刘随芹 主编,工业锅炉用型煤优点粒度均匀、孔隙率大 型煤进入炉膛时，在床层上堆积定的厚度，由于其孔隙率较一般大20%，床层的风阻力小，空气分布均匀。煤燃烧反应表面积大，从而可强化中烧，使灰渣的含碳量明显减少。型煤有较好的热变形特性，确保型煤能气全烧透。 型煤进入炉膛后，由于上下表面温度不均匀，当受热膨胀时因应力的释放及上、下表面的膨胀不均匀，使型煤上表面出现花卉状的裂缝。,3.3 型煤技术,型煤燃烧时，飞灰和漏煤大量减少，能消除烟尘，减轻污染，节约能源。降粘 通过配煤热压成型，会使型煤的粘结性明显降低。改变灰熔点 所谓阻熔是指提高煤的灰熔融性（ST）。例如：大同煤的ST为1190，而鲤鱼江煤的ST为1480，混合型煤的灰熔融性为1265，比大同煤的灰熔融性提高了75。使用型煤可以降低炉内空气过量系数，减少床层通风阻力，降低风机功耗，减少排烟损失，提高锅炉效率。,3.3 型煤技术,3.4 水煤浆技术,一、水煤浆（CWM）简介 煤浆燃料是以细的煤粉同水或其它流体调制而成的，能用于燃烧的燃料，主要有煤油混合物，煤甲醇混合物，煤水混合物（CWM）等。 是煤炭的一种深加工产品，一种代油产品，一种节能环保产品，一种流动的煤炭，是一种煤基清洁流体燃料。 应用于电站锅炉、工业锅炉和工业窑炉作为燃料。水煤浆组成： 煤颗粒（ 6470%），水（ 2935%）,3.4 水煤浆技术,3.4 水煤浆技术,1、水煤浆的燃烧特点（1）水煤浆的着火热量比煤粉的着火热量高。,（2）水煤浆以喷雾方式进入炉内燃烧，为达到良好的雾化，入口速度高，一般要求达到200300m/s，而烧煤粉则以一次风混合带入，速度较低，一般为2030m/s。,3.4 水煤浆技术,（3） 在水煤浆的水分被迅速蒸发后，其燃烧特性要优于煤粉颗粒的燃烧，这是因为水煤浆雾滴在经干燥和析出挥发分后，所形成的炭粒比煤粉颗粒具有更大酌比表面积和微孔容积水煤浆为雾化燃烧，燃烧效率高（9599%），比散煤燃烧提高20%以上，起到节能，减少煤炭的燃烧量，从而减少对外污染物的排放量。（4）水煤浆不能直接着火点燃，在引燃之前，用柴油或天然气引燃，或用木柴浆炉窑的温度升至着火温度，一般600700度。（5）水煤浆产生的烟尘比较适合电除尘回收，因为制备是添加了含纳的化学药剂，使烟尘中的氧化钠含量高，导致电阻率下降。,3.4 水煤浆技术,（6）由于水煤浆为煤水混合物，其燃烧温度比烧油和煤粉低（100200），可大大减少SO2的析出和NOx的生成，可以实现低NOx 燃烧。水煤浆燃烧产生的水蒸气有还原作用，可使部分NOx还原成N2，因此可显著减少NOx的排放。 水煤浆能和脱硫剂均匀混合，脱硫率50%以上，进一步降低SO2的排放。,3.4 水煤浆技术,第四章 除尘技术,本章主要讨论以下问题：粉尘性质评定指标及除尘效率除尘机理除尘设备重力除尘器、惯性除尘器、旋风除尘器、湿式除尘器、过滤除尘器、静电除尘器、原理和结构-性能及计算-类型，特点及应用。,（一）几何特性1 投影粒径 是指用光学显微镜或电子显微镜测得的粒径。,二、粉尘的几何特性与粒径分布,粒径也称为粒度，是衡量粉尘颗粒大小的尺度。实际防尘中采用粉尘的投影定向长度表示粉尘的粒径, 单位为微米(m)。d5m的粉尘称为呼吸性粉尘, 可随呼吸进入并沉积在肺部,危害最大。,4.1 除尘技术基础,2 物理当量径 物理当量径是指与被测粉尘的某一物理量相同的球形粉尘的直径。,斯托克斯(stokes)粒径dS ：指与被测尘粒密度相同、沉降速度相同的球形粒子直径。 空气动力径dH：指与被测尘粒在空气中的沉降速度相同、密度为1000kgm3的球形粒子的直径。 斯托克斯粒径和空气动力径是除尘技术中应用最多的两种粒径，原因在于它们皆与尘粒在流体中运动的动力特性有关。,4.1 除尘技术基础,3、分割粒径,指某除尘器的除尘效率为50的尘粒粒径的粒径，它是一种表示除尘器性能的很有代表性的粒径。4、筛分粒径 即尘粒能够通过的最小筛孔的宽度。,4.1 除尘技术基础,1 粉尘分散度: 各粒径粉尘所占总粉尘的百分比。又分为质量分散度和数量分散度。 质量分散度Pm：是指各粒径粉尘的质量(mg)占粉尘的总质量(mg)的百分比。数量分散度Pn：是指各粒径粉尘的颗粒数占粉尘颗粒数的百分比。m某级粒径粉尘的质量，mg；n某级粒径粉尘的颗粒数，颗。,（二）粒径分布,4.1 除尘技术基础,三、粉尘的物理性质1、密度 粉尘密度：单位体积粉尘的质量, 单位为kg/m3或g/cm3。根据是否包含粒间空隙体积分为真密度与假密度（表观密度）。假密度与堆积状态有关。真密度(p)：排除粉尘间空隙以纯粉尘的体积计量的密度。表观密度(b) ：包括粉尘间空隙体积和粉尘纯体积计量的密度。与堆积状态有关。粉尘比重：指粉尘的质量与同体积水的质量之比，系无因次量。,4.1 除尘技术基础,b=(1-) p -空隙率，即粒子间空隙体积与粒子堆积体积的比值。 许多除尘设备的选择不仅要考虑粉尘粒径的大小，而且要考虑粉尘的真密度，在介质中的运动与其真密度有关。堆积密度随而变化，粉尘的空隙率与粉尘的粒径、形状、堆积方式等因素有关。 真密度一般用于粉尘的沉降计算，而堆积密度用于仓储设备、除尘灰斗的设计计算。,4.1 除尘技术基础,5、粉尘荷电性指粉尘能被荷电的难易程度。悬浮空气中粉尘荷电原因：破碎时的摩擦、粒子间撞击或放射性照射、外界离子或电子附着等。粉尘荷电后会改变其某些物理性质，如凝并性、粘附性等。此外，粉尘的荷电量随温度升高、比表面积增大及含水率减小而增大，还与其化学成分等因素有关。衡量粉尘荷电性的指标：粉尘比电阻。,4.1 除尘技术基础, 粉尘的比电阻，cm； V 施加在粉尘层上的电压，V； I 通过粉尘层的电流，A； A 粉尘层的面积，cm2； d 粉尘层的厚度，cm。,比电阻测定：采用圆板电极法测定。 粉尘的比电阻的单位为cm。 粉尘比电阻对电除尘影响：是除尘的依据。比电阻在104 1011cm范围内，电除尘的效果较好。,4.1 除尘技术基础,粉尘的导电性主要取决于粉尘、气体的温度和组成成分。在温度较高时(约高于200度)，粉尘的导电主要靠粉尘内部的电子或离子进行(即容积导电)；而在较低温度时(约低于100度)，则主要靠粉尘表面吸附的水分和化学膜进行(即表面导电)。因此，粉尘的比电阻与测定条件有关。,4.1 除尘技术基础,第4.2节 除尘装置的性能指标 除尘装置的性能指标包括技术指标和经济指标两大类。 技术指标主要包括处理气体流量、除尘效率、压力损失(或称阻力)、漏风率等； 经济指标包括设备费、运行费、维修费、占地面积、占用空间体积、使用寿命等。 还考虑除尘装置的安装、操作、检修的难易等因素。但是，低阻（阻力低）、高效（除尘效率高）仍是目前评价除尘装置的主要指标。,4.2 除尘装置的性能指标,二、 压力损失(或称阻力） 净化装置的压力损失是表示能耗大小的技术指标，可通过测定净化装置进口与出口气流的全压差而得到。其与下列因素有关： 净化装置的种类和结构型式； 处理气体通过时的流速。即,4.2 除尘装置的性能指标,净化装置的压力损失，实质上是气流通过装置时所消耗的机械能，它与通风机所耗功率成正比，所以净化装置的压力损失越小越好。多数除尘装置的压力损失在2000Pa以下 根据除尘装置的压力损失，防尘装置可分为：,4.2 除尘装置的性能指标,低阻除尘器P500Pa; 中阻除尘器P =5002000Pa; 高阻除尘器P =200020000Pa;,分级除尘效率简称分级效率，就是除尘装置对某一粒径或某一粒径范围的粉尘的除尘效率。,-分别为除尘器进口和除尘器灰斗中某一粒径或粒径范围的粉尘质量流量；S1、 S3 -分别为除尘器进口和防尘器灰斗中的粉尘质量流量；,-分别为除尘器进口和除尘器灰斗中同一粒径或粒径范围的粉尘的质量分数。,4.2 除尘装置的性能指标,第4.4节 机械除尘器,机械除尘器通常指利用质量力（重力、惯性力和离心力）的作用使颗粒物与气体分离的装置，常用的有： 重力沉降室 惯性除尘器 旋风除尘器,第4.4节 机械除尘器,一 重力沉降室,重力沉降室是通过重力作用使尘粒从气流中沉降分离的除尘装置 ；气流进入重力沉降室后，流动截面积扩大，流速降低，较重颗粒在重力作用下缓慢向灰斗沉降 。,第4.4节 机械除尘器,二 惯性除尘器,1、机理沉降室内设置各种形式的挡板，含尘气流冲击在挡板上，气流方向发生急剧转变，借助尘粒本身的惯性力作用（还利用了离心力和重力的作用），使其与气流分离。,第4.4节 机械除尘器,三 旋风除尘器,进气管、筒体、锥体、排气管,利用旋转气流产生的离心力使尘粒从气流中分离,第4.4节 机械除尘器,1、机理气流沿外壁由上向下旋转运动：外涡旋 ；旋转气流在锥体底部转而向上沿轴心旋转：内涡旋；少量气体沿径向运动到中心区域 ；气流运动包括切向、轴向和径向：切向速度、轴向速度和径向速度 。,第4.4节 机械除尘器,切向速度决定气流质点离心力大小，颗粒在离心力作用下逐渐移向外壁；到达外壁的尘粒在气流和重力共同作用下沿壁面落入灰斗；,第4.4节 机械除尘器,下涡流：外涡旋在运动到锥体下部向上折转时产生的局部涡流，下涡流一直延伸至灰斗，会把灰斗中的粉尘，特别是细粉尘搅起，被上升气流带走。 上涡旋：气流从除尘器顶部向下高速旋转时，一部分气流带着细小的尘粒沿筒壁旋转向上，到达顶部后，再沿排出管外壁旋转向下，最后从排气管排出。,第4.4节 机械除尘器,第4.5节 电除尘器,主要构件： 电晕极 集尘极 清灰装置,1、电晕放电,1）电除尘器中两电极的电位差达到一定值时，在电晕极附近的强电场空间内，气体中的微量自由电子加速到极高速度。足于使与之碰撞的气体分子发生电离产生新的自由电子和正离子 。2）新的自由电子接着又获得足够动能，进一步引起气体分子的碰 撞电离。3）这种过程在瞬间重复无数次，在放电极表面附近产生大量的自由电子和正离子 “电子雪崩”。,第4.5节 电除尘器,起始电晕电压可以通过调整电极的几何尺寸来实现。电晕线越细，起始电晕电压越小。,电晕区范围逐渐扩大致使极间空气全部电离电场击穿，相应的电压击穿电压。此时发生火花放电，电路短路，电除尘器停止工作。在相同电压下通常负电晕电极产生较高的电晕电流，且击穿电压也高得多 工业气体净化倾向于采用稳定性强，操作电压和电流高的负电晕极；空气调节系统采用正电晕极，好处在于其产生臭氧和氮氧化物的量低（约为负电晕的1/10）,起晕电压 开始产生电晕电流时的电压,第4.5节 电除尘器,2、粒子荷电,两种机理电场荷电或碰撞荷电离子在静电力作用下做定向运动，与粒子碰撞而使粒子荷电；扩散荷电离子由于热运动产生扩散而导致的粒子荷电过程；依赖于离子的热能，而不是依赖于电场。,电除尘过程对粒子荷电的基本要求是：相同条件下荷电速度快，荷电量大。,第4.5节 电除尘器,粒子的主要荷电过程取决于粒径大于0.5m的微粒，以电场荷电为主小于0.15m的微粒，以扩散荷电为主介于之间的粒子，需要同时考虑这两种过程。,第4.5节 电除尘器,在电晕区内，气体正离子向电晕运动的路程极短，只能与极少数的粉尘相遇并使之荷正电，而沉积在电晕极上。在负离子区，大量荷负电的粉尘颗粒在电场力的驱动下向集尘极运动，到达极板失去电荷后便沉降在集尘板上。 当尘粒所受的静电力与尘粒的运动阻力达到平衡时时，尘粒便达到一个静电沉降的末端速度驱进速度。,3、荷电粒子的运动和捕集,第4.5节 电除尘器,有效驱进速度实际中常常根据在一定的除尘器结构型式和运行条件下测得的总捕集效率值，代入德意希方程式中反算出的相应驱进速度值，以e表示(大致0.020.2m/s) 实际测量表明：对于粒径在亚微米区的粒子，除尘效率有增大的趋势。最低捕集效率区在0.10.5微米。,第4.5节 电除尘器,高比电阻粉尘对电除尘器性能的影响 高比电阻粉尘既不易荷电，也不易放电，到达集尘极后，残留部分电荷，对随后而至的同性电荷颗粒产生排斥，阻止其沉降。高于1011cm时，产生明显反电晕随着颗粒层变厚，会在表面与极板间造成大的电压降，发生电晕放电。这种在集尘板上的电晕放电叫反电晕放电，其结果产生大量正离子，部分或全部中和颗粒所带负电荷，导致除尘效率下降。,第4.5节 电除尘器,低比电阻粉尘对电除尘器性能的影响,如果灰尘的比电阻小于103104cm，则易荷电，也易放电，粉尘到达集尘极后很快放出电荷并马上因静电感应获得与集尘极相同的电荷而被排斥出去。用电除尘器处理各种金属粉尘和石墨粉尘、炭黑粉尘都可以看到这一现象。,第4.5节 电除尘器,4.6 湿式除尘器,使含尘气体与液体 （一般为水）密切接触，利用水滴和尘粒的惯性碰撞及其它作用捕集尘粒或使粒径增大的装置 。除尘机理： 液体介质与尘粒间的惯性碰撞和拦截（15微米）； 微细尘粒与液滴间的扩散接触； 加湿的尘粒相互凝并； 饱和态高温烟气降温时，以尘粒为凝结核凝结。,4.6 湿式除尘器,优点：不仅可以除去粉尘，还可净化气体；效率较高（高于干式机械除尘器），可去除的粉尘粒径较小；体积小，占地面积小；能处理高温、高湿的气流。缺点：有泥渣； 需防冻（冬天）；易腐蚀设备；动力消耗大。,4.6 湿式除尘器,湿式除尘器的除尘机理,惯性碰撞参数与除尘效率 定义惯性碰撞参数NI：停止距离xs与液滴直径dD的比值对斯托克斯粒子,up：粒子运动速度； uD：液滴运动速度； dD：液滴直径,4.6 湿式除尘器,含尘气流从下部进入圆筒形滤袋，在通过滤料的孔隙时，粉尘被捕集于滤料上。粉尘因拦截、惯性碰撞、静电和扩散等作 用，在滤袋表面形成粉尘层，常称为粉尘初层。,4.7 过滤式除尘器,新鲜滤料（网孔为2050m）的除尘效率较低粉尘初层形成后，成为袋式除尘器的主要过滤层，提高了除尘效率随着粉尘在滤袋上积聚，滤袋两侧的压力差增大，会把已附在滤料上的细小粉尘挤压过去，使除尘效率下降,除尘器压力过高，还会使除尘系统的处理气体量显著下降，因此除尘器阻力达到一定数值后，要及时清灰； 清灰不应破坏粉尘初层。,4.7 过滤式除尘器,第五章燃煤烟气脱硫技术5.1 煤燃烧过程硫的反应5.2 煤燃烧前脱硫技术5.3 干法脱硫技术5.4 湿法脱硫技术,煤中的硫可分为四种形态： 黄铁矿硫（FeS2） 硫酸盐硫（CaSO4 H20，FeSO47H20） 有机硫（CxHySz） 元素硫 其中，黄铁矿硫和有机硫及元素硫是可燃硫，可燃硫占煤中硫分的90%以上，硫酸盐硫是不可燃硫，占煤中硫分的5%10%，是煤的灰分的组成部分。,一、煤中硫的存在形态,5.1 煤燃烧过程硫的反应,FGD技术发展 Flue gas desulfurization,5.2 煤燃烧前脱硫技术,所谓干法烟气脱硫，是指无论加入锅炉尾部烟道中的脱硫剂是干态的或湿态的，脱硫的最终反应产物都是干态的。,干法烟气脱硫（DFGD）,5.3 干法脱硫技术,5.3 干法脱硫技术,5.3 干法脱硫技术,二、流化床脱硫,、高效脱硫的原因飞灰的循环燃烧过程，床料中未发生脱硫反应而被吹出燃烧室的石灰石、石灰能送回至床内再利用；已发生脱硫反应部分，生成了硫酸钙的大粒子，在循环燃烧过程中发生碰撞破裂，使新的氧化钙粒子表面又暴露于硫化反应的气氛中。燃烧温度适合钙基固硫剂的工作。 这样循环流化床燃烧与鼓泡流化床燃烧相比脱硫性能大大改善。当钙硫比为1.52.0时，脱硫率可达8590%。,5.3 干法脱硫技术,（3）燃烧温度 温度较低时，脱硫剂燃烧产生的孔隙量少、孔径小，反应几乎完全被限制在颗粒外表面。 随着温度增加，燃烧反应速率增大，伴随着气体的大量释放,孔隙迅速扩展膨胀。 床温超过煅烧的平衡温度约50以上时，烧结作用变得越来越严重，其结果是使煅烧获得的大量孔隙消失。,5.3 干法脱硫技术,四 煤粉炉喷钙脱硫改进工艺,LIFAC方法的英语全名为Limestone Injection into the Furnace and Activation of Unreacted Calcium，意为炉内喷射石灰石及未反应钙的活化。,5.3 干法脱硫技术,所谓湿法烟气脱硫，其特点是整个脱硫系统位于烟道的末端、除尘器之后，其脱硫剂、脱硫过程、反应副产品及其再生和处理等均在湿态下进行，因而其脱硫过程的反应温度均低于露点，所以脱硫以后的烟气需经再加热才能从烟囱排出。,5.4 湿法烟气脱硫（WFGD）,5.4 湿法烟气脱硫（WFGD）,3、影响湿法烟气脱硫的主要因素）液气比）溶液值）烟气流速）烟气性质,石灰石/石灰法抛弃法,pH 值,pH值太高，则容易造成设备的堵塞和结垢，同时使得脱硫剂的利用率降低，脱硫产物的品位下降。而pH值太低，二氧化硫难以吸收，则影响了脱硫效率。所以必须选择合适的pH值，使得保证脱硫效率，同时保证脱硫剂的利用率和脱硫产物的品位。 石灰石系统中，钙离子的产生和氢离子的浓度有关， 石灰系统中，钙离子的浓度仅与氧化钙的存在有关， 因此石灰石系统的最佳PH值比石灰系统低。,石灰石/石灰法抛弃法,美国国家环保局表明，石灰石的系统最佳的操作PH值是5.86.2，而石灰系统的最佳PH值约为8。,石灰石/石灰法抛弃法,1）设备腐蚀：化石燃料燃烧的排烟中含有多种的化学成分，如氯化物。在酸性环境中，它们对金属的腐蚀作用很强。目前吸收塔的常用材料是合金C-276（55%Ni、17%Mo、16%Cr、6%Fe、4%W）,2）结垢和堵塞：固体沉积主要以三种方式出现：湿干结垢，即因溶液或料浆中的水分蒸发而使固体沉积；Ca(OH)2或CaCO3沉积或结晶析出；CaSO3或CaSO4从溶液中结晶析出。其中后者是导致脱硫塔发生结垢的主要原因，特别是硫酸钙沉淀，一旦结垢难于去除，影响到所有与脱硫液接触的阀门、水泵、控制仪器和管道等。,4 影响湿法烟气脱硫的主要问题,石灰石/石灰法抛弃法,从反应机理可知，为防止硫酸钙结垢，在吸收塔内的反应过程中，应控制CaSO3的氧化率在20%以下。同时，所选用的吸收洗涤塔应具有持液量大、气液间相对速度较高、较大的气液接触面、内部构件少、阻力小等特点。,3）除雾器堵塞：在吸收塔中，雾化喷嘴并不能产生尺寸完全均一的雾滴，雾滴的大小存在尺寸分布，小的会被带走。早期的除雾器一般用金属网，容易因雾滴的固体颗粒沉积而堵塞。目前常用折流板。,4）脱硫剂的利用率：提高利用率让脱硫液在循环池中停留时间达到510分钟。实际的停留时间设计与石灰石的反应性能有关。,石灰石/石灰法抛弃法,三、双碱法 先用碱金属盐类比如钠盐的水溶液吸收二氧化硫，然后再在一石灰反应器中用石灰或石灰石将吸收了二氧化硫的吸收液再生，再生后的吸收液返回吸收塔再用，而二氧化硫以石膏的形式沉淀析出，得到亚硫酸钙和石膏，因其固体生成的反应不在吸收塔，所以可以避免结垢问题。,双碱法,脱硫剂常用NaOH，Na2CO3、NaHCO3和Na2SO3吸收塔中的反应:在石灰反应器中：,双碱法,四 氨法 用氨作为脱硫剂和碱类脱硫剂相比（尤其是钠基碱类脱硫剂），优点是价格便宜，脱硫以后氨保留在反应产物中可制成含氮化肥，达到一举两得的目的。氨肥法一般可分为二氧化硫的吸收及吸收后溶液的处理两大部分。,氨法,1、二氧化硫吸收 首先，从供应氨的系统加入水制成氨水（NH4OH）储入氨水罐中，然后供入吸收塔中吸收烟气中的二氧化硫：,2、脱硫后洗涤液的处理 在吸收液工艺中通过氧化过程可得到浓度为30%的硫酸铵溶液,氨法,五 MgO脱硫 一些金属氧化物如MgO、ZnO等都具有吸收二氧化硫的能力，因此可利用其水溶液或浆液作为脱硫剂对烟气进行洗涤脱硫。 吸收二氧化硫的亚硫酸盐和亚硫酸氢盐在一定温度下会分解而产生富二氧化硫气体同以作为制造硫酸的原料。 同时，作为脱硫剂的金属氧化物得到再生，可循环重复使用。,MgO脱硫,1、二氧化硫的反应机理,为保证反应进行完全，需要氧化镁5%的过量，另外由于烟气中有部分氧和三氧化硫的存在，还会生成部分硫酸镁。,MgO脱硫,2、固体的分离与干燥 在吸收塔排出的吸收浆中的固体浓度约为10% ，要通过脱水干燥工序将固体的表面水分和结晶水除去，产生干燥的亚硫酸镁、硫酸镁和氧化镁，干燥的尾气通过旋风分离回收固体颗粒。,3、脱硫的再生 将干燥后的物料进行焙烧，使其分解，焙烧的温度对氧化镁的性质影响很大，适合的温度为660870，温度超过1200，会发生氧化镁烧结，烧硬的就不能作为脱硫剂。,MgO脱硫,第六章脱硝技术,6.1 NOx 的危害及目前排放情况6.2 低NOx 燃烧技术6.3 烟气处理降低NOx 排放技术,6.1 氮氧化合物的危害性及排放情况,在氮氧化物中，NO占有90%以上，二氧化氮占5%10%，产生机理一般分为如下三种：燃料型NO燃料中的固定氮生成的NO热力型NO高温下N2与O2反应生成的NO瞬时NO低温火焰下由于含碳自由基的存在生成的NO,一 氮氧化物的产生机理a.热力型 燃烧时，空气中氮在高温下氧化产生，它是空气中的氮气在高温下氧化而生成的。 随着反应温度T的升高，其反应速率按指数规律增加。当T1500oC时,T每增加100oC,反应速率增大67倍。热力型氮氧化合形成的主要影响因素是温度和氧浓度。,6.1 氮氧化合物的危害性及排放情况,b.瞬时反应型(快速型) 快速型 NOx 是1971年 Fenimore 通过实验发现的：碳氢化合物燃料燃烧在燃料过浓时，在反应区附近会快速生成 NOx。 由于燃料挥发物中碳氢化合物高温分解生成的CH自由基可以和空气中氮气反应生成HCN(氰化氢)和N，再进一步与氧气作用以极快的速度生成，其形成时间只需要60ms。,6.1 氮氧化合物的危害性及排放情况,快速型 NOx 的简化反应,快速型 NOx 对温度的依赖性低，过量空气系数对其影响比较大，快速型 NOx 是碳氢类燃料在富燃料条件下快速反应生成，要求有较多的CH自由基，在挥发分的燃烧过程会产生快速型的NOx。,6.1 氮氧化合物的危害性及排放情况,c.燃料型 NOx 由燃料中氮化合物在燃烧中氧化而成。由于燃料中氮的热分解温度低于煤粉燃烧温度，在600800时就会生成燃料型NOx ，它在煤粉燃烧 NOx 产物中占6080%。 在生成燃料型 NOx 过程中，首先是含有氮的有机化合物热裂解产生N、CN、HCN和等中间产物基团，然后再氧化成 NOx 。由于煤的燃烧过程由挥发份燃烧和焦炭燃烧两个阶段组成，故燃料型的形成也由气相氮的氧化（挥发份）和焦炭中剩余氮的氧化（焦炭）两部分组成。,6.1 氮氧化合物的危害性及排放情况,燃煤产生NOx的方式1条件下燃烧NOx，送入一级区的燃料称为一级燃料；其余15%20%则在主燃烧器上部入二级燃烧区，在1条件下形成还原性气氛，使NO还原。 二级燃烧区又称再燃区：同时还抑制了新的NOx的生成，可使NOx的排放浓度进一步降低。一般情况下，采用燃料分级的方法均可以使NOx的排放浓度降低50%以上。在再燃区的上面还需布置“火上风”喷口以形成第三级燃烧区(燃尽区)，以保证在再燃区中生成的未完全燃烧产物的燃尽。,6.2 低氮氧化合物燃烧技术,三、喷氨法（尿素等氨