第08章 二氧化硫控制技术-1

第八章二氧化硫控制技术,1.硫循环及硫排放2.燃烧前和燃烧中脱硫技术与工艺3.燃烧后脱硫技术及其研究进展4.燃煤二氧化硫污染控制技术综合评价5.中国控制酸雨和二氧化硫污染的政策、措施和重大行动了解中国和世界的硫排放现状掌握各种脱硫技术的原理、过程、特点掌握几种常用的烟气脱硫技术的流程、化学反应、优缺点初步学会选择二氧化硫控制工艺,8.1硫循环及硫排放,硫循环与硫排放,燃料燃烧时，其中的硫大部分转化为SO2,人类使用的化石燃料都含有一定量的硫,我国SO2排放的年际变化,我国SO2排放的地区分布,2008年，二氧化硫排放量超过100万吨的省份依次为山东、河南、内蒙古、河北、山西、贵州、四川、广东、辽宁和江苏。这10个省份的二氧化硫排放量占全国排放量的56.0。工业二氧化硫排放量最大的是山东，占全国工业二氧化硫排放量的7.4%；生活二氧化硫排放量最大的是贵州，占全国生活二氧化硫排放量的15.0，,我国SO2排放的地区分布,我国SO2排放的行业特点,2008年，二氧化硫排放量排行前三名的行业依次为电力、热力的生产及供应业、非金属矿物制品业、黑色金属冶炼及压延加工业。这4类重污染行业共排放二氧化硫1388.7万吨，占统计工业行业二氧化硫排放量的75.8%，,8.2燃烧前脱硫,煤燃烧前脱硫是通过各种方法对煤进行净化，去除原煤中所含的硫分、灰分等杂质。,燃煤脱硫的物理方法,从煤中分离出物理性质不同硫，不能分离以化学状态存在于煤中的硫。,跳汰占59%、重介质选煤占23%、浮选占14%,煤炭洗选物理洗煤化学洗煤微生物洗煤我国以物理洗煤为主。,重力分选,根据固体中不同物质颗粒间的密度差异，在运动介质中利用重力、介质动力和机械力的作用，使颗粒群产生松散分层和迁移分离，从而获得不同密度产品的分选过程。重力分选的介质有空气、水、重液（密度比水大的液体）、重悬浮液等煤中硫铁矿的可选性决定于两个因素：硫铁矿密度：硫铁矿密度一般3.5g/cm3，煤的密度一般悬浮液密颗粒下沉颗粒密度2.5之后，固硫率随Ca/S增加的趋势显著变缓Ca/S的影响因素固硫剂粒径的影响：0.10.15mm原煤含硫量的影响,型煤固硫的影响因素,添加剂的影响提高钙基固硫的低温反应活性提高固硫产物的耐高温能力Fe2O3对固硫反应有较高的催化作用，它主要是加快了CaOSO2CaSO3这一过程。在6的Fe2O3时，固硫率达到最高。添加含Sr的添加剂，不仅对反应低温区的脱硫性能有明显的改善，而且固硫产物的分解温度向后大大推迟。在煤中适当添加Fe、Si组分添加剂，燃烧生成新的Ca-Fe-S-Si-O体系后，固硫率在1200以上高温燃烧时可达93。钾、钠碱金属化合物可使固硫率提高约10个百分点。,固硫剂,固硫剂选择的基本原则：来源广泛，价廉碱性较强，对SO2具有较高的吸收能力热化学稳定性好固硫剂和SO2反应生成的硫酸盐的热稳定性好，在炉膛温度下不会发生热分解反应不产生臭味和刺激性有毒的二次污染物加入固硫剂的量，一般不影响工业窑炉对型煤发热量的要求,型煤的用途,型煤的环境效益及经济效益,流化床燃烧脱硫技术,UUt气力输送,理想流态化的特征：有一个明显的临界流态化点和临界流态化速度Umf，当流速达到Umf时，整个床层开始流态化；流态化床层的压降为常数；具有一个平稳的流态化上界面,流化床燃烧脱硫技术,流化床内类似流体的性质：在任一高度的静压近似于在此高度以上单位截面内固体颗粒的重量；无论床层如何倾斜，床表面总保持水平，床层的形状也保持容器的形状；床内固体颗粒可以像流体一样从底部或侧面的孔口中排出；密度高于床层表观密度的物体在床内会下沉，密度小的会上浮在床面上；床内颗粒混合良好，因此，当加热床层时，整个床层的温度基本均匀。,流化床燃烧技术,气流速度介于临界速度和输送速度之间，煤粒保持流化状态流化床利于燃料的充分燃烧分类按流态：鼓泡流化床和循环流化床按运行压力：常压流化床和增压流化床,流化床锅炉的类型及其特征,流化床燃烧脱硫,流化床燃烧的特点,燃料适应性强气固混合均匀、新鲜燃料迅速被加热，利于着火、燃烧和燃尽易于实现炉内高效脱硫在床层中可添加石灰石或白云石，可方便地实现炉内脱硫NOx排放量低床内温度较低且分布均匀，空气中的氮氧化成为NOx的几率很低燃烧效率高气固混合好，燃烧效率高，物料循环，炉内停留时间长灰渣便于综合利用灰渣具有较好的活性，可用于水泥熟料或其他建筑材料的原料,流化床燃烧脱硫,流化床脱硫的化学过程脱硫剂：石灰石（CaCO3）、白云石（CaCO3MgCO3）炉内化学反应流化床燃烧方式为脱硫提供了理想的环境CaSO4的摩尔体积大于CaCO3，由于孔隙堵塞，CaO不可能完全转化为CaSO4硫酸盐化,流化床燃烧脱硫,流化床燃烧脱硫的影响因素,1.钙硫比表示脱硫剂用量的指标，影响最大的性能参数脱硫率（）可以用Ca/S（R）近似表达,循环流化床运行时Ca/S一般在1.52.5,流化床燃烧脱硫的影响因素,2.煅烧温度存在最佳脱硫温度范围温度低时，孔隙量少、孔径小，反应被限制在颗粒外表面温度过高，CaCO3的烧结作用变得严重,流化床燃烧脱硫的影响因素,3.脱硫剂的颗粒尺寸和孔隙结构循环流化床一般采用02mm，平均0.10.5mm的石灰石粒径鼓泡床颗粒尺寸小于临界尺寸时发生扬析，并非越小越好颗粒孔隙结构应有适当的孔径大小，既保证一定孔隙容积，又保证孔道不易堵塞4.脱硫剂的种类白云石的孔径分布和低温煅烧性能好，但易发生爆裂扬析，且用量大于石灰石近两倍,流化床燃烧脱硫的影响因素,脱硫剂的再生,不同温度下的再生反应,8.4煤转化中的脱硫技术,煤炭转化是指用化学方法将煤炭转化为气体或液体燃料、化工原料或产品，主要包括煤炭气化和煤炭液化。作为实现煤炭高效清洁利用的一种途径，广泛用于获取工业燃料、民用燃料和化工原料，也是诸如煤气化联合循环发电、第二代增压流化床联合循环发电（增压流化床气化流化床燃烧循环联合发电）以及燃料电池与磁流体发电等先进电力生产系统的基础在煤炭转化过程中，煤中大部分硫将以H2S、CS2和COS等形式进入煤气,煤气化,煤气化是指用水蒸气、氧气或空气作为催化剂，在高温下与煤发生化学反应，生成氢气、CO和甲烷等可燃混合气体煤气民用燃料、工业燃料、化工原料、煤气化循环发电气化过程中，硫主要以H2S形式进入煤气干法煤气脱硫：氧化铁脱除H2S,煤液化技术,煤液化是将煤在适宜的反应条件下转化为清洁的液体燃料和化工原料的过程直接液化、间接液化和由直接液化派生出的煤油共炼煤液化成本较高，限制其发展,水煤浆,水煤浆是由煤、水和化学添加剂等经过一定的加工而制成的一种流体燃料流动性好，储存温度，运输方便，雾化燃烧稳定,水煤浆的脱硫,原煤通过洗涤过程可脱除约1030的硫，这与其直接燃烧