第08章-硫氧化物的污染控制 2

第八章硫氧化物的污染控制,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,硫氧化物的污染关注热点,早期局地环境中二氧化硫的浓度升高近100年来二氧化硫等酸性气体导致的酸沉降最近二氧化硫等气态污染物形成的二次微细粒子,硫循环与硫排放,硫循环与硫排放,人类使用的化石燃料都含有一定量的硫燃料燃烧时，其中的硫大部分转化为SO2,硫循环与硫排放,硫循环与硫排放,硫循环与硫排放,我国SO2排放的年际变化,硫循环与硫排放,我国SO2排放的地区分布,硫循环与硫排放,我国SO2排放的行业特点,硫循环与硫排放,我国北方城市SO2污染现状,硫循环与硫排放,我国南方城市SO2污染现状,80608040602040020,硫循环与硫排放,1999年全国城市酸雨的频率统计,1999年统计264个城市降水年均pH范围在4.047.24年均pH低于5.6的城市有98个占统计城市的37.12%,硫循环与硫排放,20世纪90年代末我国酸雨区域分布,燃烧前脱硫,1.煤炭的固态加工煤炭洗选物理洗煤化学洗煤微生物洗煤我国以物理选煤为主。跳汰占59%、重介质选煤占23%、浮选占14%1995年我国煤炭洗选能力3.8108t，入洗量2.8108t，入洗率22%。,燃烧前脱硫,2.煤炭的转化煤的气化采用空气、氧气、CO2和水蒸气作为气化剂，在气化炉内反应生成不同组分不同热值的煤气移动床、流化床和气流床三种方法煤的液化通过化学加工转化为液态烃燃料或化工原料等液体产品直接液化和间接液化,燃烧前脱硫,3.重油脱硫在催化剂作用下通过高压加氢反应，切断碳与硫的化学键，使氢与硫作用形成H2S从重油中分离直接脱硫和间接脱硫,燃烧中脱硫,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,流化床燃烧脱硫,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,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,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,流化床燃烧脱硫的影响因素,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,冶炼厂、硫酸厂和造纸厂等工业，SO2浓度通常240化学反应式反应1为放热反应，温度低时转化率高工业上一般采用多层催化床层,高浓度SO2尾气的回收和净化,高浓度SO2尾气的回收和净化,高浓度SO2尾气的回收和净化,低浓度SO2烟气脱硫燃烧后脱硫,燃烧设施直接排放的SO2浓度通常为10-410-3数量级由于SO2浓度低，烟气流量大，烟气脱硫通常比较昂贵分类脱硫产物处置方式：抛弃法和再生法脱硫产物状态：湿法和干法,低浓度SO2烟气脱硫,低浓度SO2烟气脱硫,主要烟气脱硫工艺,1.石灰石/石灰法洗涤目前应用最广泛的脱硫技术,主要烟气脱硫工艺,1.石灰石/石灰法洗涤（续）,影响因素：pH、液气比、钙硫比、气流速度、浆液的固体含量、SO2浓度、吸收塔结构,主要烟气脱硫工艺,1.石灰石/石灰法洗涤（续）,烟气脱硫工艺,主要烟气脱硫工艺,1.石灰石/石灰法洗涤（续）解决的问题设备腐蚀结垢和堵塞除雾器阻塞脱硫剂的利用率液固分离固体废物的处理处置,主要烟气脱硫工艺,2.改进的石灰石/石灰湿法烟气脱硫加入己二酸的石灰石法己二酸抑制气液界面上SO2溶解造成的pH值降低，加速液相传质己二酸钙的存在增加了液相与SO2的反应能力降低钙硫比添加硫酸镁SO2以可溶性盐的形式吸收，解决结垢问题,主要烟气脱硫工艺,2.改进的石灰石/石灰湿法烟气脱硫（续）双碱流程用碱金属盐类或碱类水溶液吸收SO2，后用石灰或石灰石再生解决结垢问题和提高SO2的利用率,双碱流程,主要烟气脱硫工艺,3.喷雾干燥法烟气脱硫一种湿干法脱硫工艺，市场份额仅次于湿钙法脱硫过程SO2被雾化的Ca(OH)2浆液或Na2CO3溶液吸收温度较高的烟气干燥液滴形成干固体废物干废物由袋式或电除尘器捕集设备和操作简单，废物量小，能耗低（湿法的1/21/3),主要烟气脱硫工艺,主要烟气脱硫工艺,喷雾干燥法,主要烟气脱硫工艺,喷雾干燥法,主要烟气脱硫工艺,3.喷雾干燥法烟气脱硫（续）主要过程吸收剂制备吸收和干燥固体捕集固体废物处置,主要烟气脱硫工艺,4.其他湿法脱硫工艺氧化镁法,主要烟气脱硫工艺,4.其他湿法脱硫工艺（续）海水脱硫法,主要烟气脱硫工艺,4.其他湿法脱硫工艺（续）氨法氨水做吸收剂,主要烟气脱硫工艺,5.干法脱硫技术,主要烟气脱硫工艺,5.干法脱硫技术干法喷钙脱硫,主要烟气脱硫工艺,5.干法脱硫技术循环流化床烟气脱硫,同时脱硫脱氮工艺,1.电子束辐射法,同时脱硫脱氮工艺,2.湿法同时脱硫脱氮工艺氯酸氧化法WSASNOX法湿法FGD添加金属螯合剂,同时脱硫脱氮工艺,2.干法同时脱硫脱氮工艺NOXSO法SNRB法CuO同时脱硫脱氮工艺,烟气脱硫工艺的综合比较,主要涉及因素脱硫效率钙硫比脱硫剂利用率脱硫剂的来源脱硫副产品的处理处置对锅炉原有系统的影响对机组运行方式适应性的影响占地面积流程的复杂程度动力消耗工艺成熟度,燃煤二氧化硫污染控制技术综合评价,评价指标1.技术成熟度。依脱硫技术目前所处的开发阶段，分为实验室，中试，示范和商业化四个阶段2.技术性能。包括脱硫效率，处理能力，技术复杂程度，占地情况，能耗及副产品利用等，反映技术的综合性能3.环境特性。环境特性根据处理后烟气的SO2排放量与排放标准比较进行评价4.经济性。选用技术的总投资和SO2单位脱硫成本为综合经济性的评价指标,燃煤二氧化硫污染控制技术综合评价,燃烧前和燃烧中技术,燃煤二氧化硫污染控制技术综合评价,烟气脱硫技术,中国酸雨及二氧化硫污染控制,时间政府行动1990年12月国务院环委会第19次会议通过关于控制酸雨发展的意见，提出在酸雨监测、酸雨科研攻关、二氧化硫控制工程和征收二氧化硫排污费四个方面开展工作1991年国家环保局组织开展征收工业燃煤二氧化硫排污费研究工作1992年国务院批准在贵州、广东两省和柳州、南宁、桂林、杭州、青岛、重庆、长沙、宜昌和宜宾等九市开展征收工业燃煤二氧化硫排污费和酸雨综合防治试点工作,中国酸雨及二氧化硫污染控制,时间政府行动1992年以来工业污染物排放标准中逐步制定二氧化硫排放限值。1996年，6个部门二氧化硫排放标准颁布实施1995年8月全国人大常委会通过了新修订的大气污染防治法，专门规定“国务院环境保护主管部门会同国务院有关部门，根据气象、地形、土壤等自然条件，可以对已经产生、可能产生酸雨的地区或者其他二氧化硫污染严重的地区，经国务院批准后，划定为酸雨控制区或者二氧化硫污染控制区”（两控区）1995年底国家环保局组织开展“我国酸雨及二氧化硫控制区划分”工作,中国酸雨及二氧化硫污染控制,时间政府行动1996年全国人大批准国民经济和社会发展“九五”计划和2010年远景目标纲要，国务院批复国务院关于环境保护若干问题的决定，提出重点治理两控区污染，要求到2000年所有工业污染源达标1998年3月国务院批复了国家环保局上报的“两控区”划分方案（国函19985号）。两控区划定范围约占国土面积的11.4%，二氧化硫排放量占全国的近60%1998年5-6月国家环保总局布置了制定“酸雨和二氧化硫污染控制行动方案”的工作计划，要求“两控区”的城市在1998年年底前完成二氧化硫“双达标”规划,中国酸雨及二氧化硫污染控制,时间政府行动2000年全国人大通过第3版“大气污染防治法”2000年12月国务院检查“两控区”的城市二氧化硫“双达标”2002年1月国家有关部门发布二氧化硫污染控制技术政策2002年9月国务院检查批准“两控区”“十五”计划,中国酸雨及二氧化硫污染控制区划分,技术路线,“两控区”划分范围,