第八章 硫氧化物的污染控制

1、LOGO大气污染控制工程第八章 硫氧化物的污染控制主讲人：杨毅红主讲人：杨毅红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内容提要内容提要 了解中国和世界的硫排放现状 理解常用脱硫技术的原理、过程、特点 掌握常用的烟气脱硫技术的流程、化学反应、优缺点 学习要求学习要求v早期 局地环境中二氧化硫的浓度升高局地环境中二氧化硫的浓度升高v近100年来 二氧化硫等酸性气体导致的酸沉降二氧化硫等酸性气体导致的酸沉降v最近 二氧化硫等气态污染物形成的二次微细粒子二氧化硫等气态污染物形成的二次微细粒子硫氧化物的污染关注热点硫氧化

2、物的污染关注热点第一节第一节 硫循环与硫排放硫循环与硫排放硫循环与硫排放硫循环与硫排放v人类使用的化石燃料都含有一定量的硫v燃料燃烧时，其中的硫大部分转化为SO222SOSO 322420.5CaCOSOOCaSOCO v 人为活动是造成人为活动是造成SO2大量排放的主要原因大量排放的主要原因v 大部分大部分SO2的控制方法都可以用以下反应表示的控制方法都可以用以下反应表示v 1998年美国SO2排放情况硫循环与硫排放硫循环与硫排放我国我国SO2排放的地区分布排放的地区分布1995年我国各省SO2排放量情况1995年我国各省SO2排放强度情况我国我国SO2排放的行业特点排放的行业特点我国北方城

3、市我国北方城市SO2污染现状污染现状我国南方城市我国南方城市SO2污染现状污染现状050100150200250ChengduKunmingChongqingGuiyangNanningChangshaWuhanGuangzhouNanchangHefeiNanjingFuzhouHangzhouShanghaiW H O S ta n d a r d g/m31999年全国城市酸雨的频率统计年全国城市酸雨的频率统计2020世纪世纪9090年代末我国酸雨区域分布年代末我国酸雨区域分布因此，控制SO2排放的重点是控制欲能源活动有关的排放。硫氧化物的控制方法硫氧化物的控制方法掌握 一、煤炭的固态加

4、工煤炭洗选煤炭洗选1. 物理洗煤：利用黄铁矿硫和煤的密度不同而通过重力分选和水选将黄铁矿硫和部分矿物质除去。这样可使煤的含硫量降低40%，灰份降低70%左右。采用物理、物理化学、化学及微生物等方法脱除煤中的硫。采用物理、物理化学、化学及微生物等方法脱除煤中的硫。第二节第二节 燃烧前脱硫燃烧前脱硫了解 化学洗煤：加氢脱硫、加氧脱硫、用碱液浸煤后用微波照射等，适用于高硫煤 微生物洗煤：细菌脱硫 我国以物理选煤为主。跳汰占我国以物理选煤为主。跳汰占59%59%、重介质选煤、重介质选煤占占23%23%、浮选占、浮选占14%14% 19951995年我国煤炭洗选能力年我国煤炭洗选能力3.83.81010

5、8 8t t，入洗率，入洗率22%22%。第二节第二节 燃烧前脱硫燃烧前脱硫 二、煤炭的转化二、煤炭的转化煤的气化煤的气化 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1. 直接液化和间接液化第二节第二节 燃烧前脱硫燃烧前脱硫了解 三、重油脱硫三、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，使氢与硫作用形成键，使氢与硫作用形成H H2 2S S从重油中分离从重油中分离1. 1. 直接脱硫和间接脱硫

6、直接脱硫和间接脱硫第二节第二节 燃烧前脱硫燃烧前脱硫了解 一、流化床燃烧技术一、流化床燃烧技术流化机理：临界速度流化机理：临界速度气流速度气流速度输送速度输送速度优点：易于脱硫、抑制氮氧化物生成优点：易于脱硫、抑制氮氧化物生成分类分类 按流态：鼓泡流化床和循环流化床1. 按运行压力：常压流化床和增压流化床又称炉内脱硫，即在燃烧过程中，加入固硫剂，使煤中硫转又称炉内脱硫，即在燃烧过程中，加入固硫剂，使煤中硫转化为硫酸盐，加以脱除。化为硫酸盐，加以脱除。第三节第三节 流化床燃烧脱硫流化床燃烧脱硫理解第三节第三节 流化床燃烧脱硫流化床燃烧脱硫鼓泡流化床锅炉 二、流化床脱硫的化学过程二、流化床脱硫的化

7、学过程第三节第三节 流化床燃烧脱硫流化床燃烧脱硫理解第三节第三节 流化床燃烧脱硫流化床燃烧脱硫三、流化床燃烧脱硫的影响因素三、流化床燃烧脱硫的影响因素1.1.钙硫比钙硫比表示脱硫剂用量的指标表示脱硫剂用量的指标1) 1) 脱硫率（脱硫率（ ）可以用可以用Ca/SCa/S（R R）近似表达）近似表达1 exp()mR m综合影响参数理解第三节第三节 流化床燃烧脱硫流化床燃烧脱硫第三节第三节 流化床燃烧脱硫流化床燃烧脱硫2.2.煅烧温度煅烧温度 存在最佳脱硫温度范围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低时，孔隙量少、孔径小，反应被限制在颗粒外表面1)1) 温

8、度过高，温度过高，CaCOCaCO3 3烧结严重烧结严重第三节第三节 流化床燃烧脱硫流化床燃烧脱硫3.3.脱硫剂的颗粒尺寸和孔隙结构脱硫剂的颗粒尺寸和孔隙结构颗粒尺寸颗粒尺寸15%蜂窝煤: 商业化工业型煤: 示范蜂窝煤: 50 元/吨年工业型煤: 100 元/ty127 元/吨140 元/吨IGCC很好比煤粉炉节煤将进行商业示范1520 美元/KW燃煤二氧化硫污染控制技术综合评价燃煤二氧化硫污染控制技术综合评价v 烟气脱硫技术石灰石石膏法简易湿法烟气脱硫磷铵复肥法旋转喷雾干燥炉内喷钙尾部增湿海水脱硫技术性能指标工艺流程简易情况主流程简单石灰浆制备要求较高，流程也复杂流程较简单脱硫流程简单， 制

9、肥部分较复杂流程较简单流程简单流程较简单工艺技术指标脱硫率80%,钙硫比1.1脱硫率70钙硫比1.1脱硫率95%以上脱硫率80钙硫比1.5 脱硫率70%,钙硫比2 脱硫率90%脱硫副产品脱流渣主要为CaSO4,目前未利用脱流渣主要为CaSO4,目前未利用。脱硫产品为含N+P2O5的氮磷肥。脱硫渣为烟尘和Ca的混合物脱硫渣为烟尘和Ca的混合物脱流渣主要为硫酸盐, 排放推广应用前景燃高,中硫煤锅炉,当地有石灰石矿。燃烧高,中硫煤锅炉,当地有石灰石矿。燃烧高硫煤锅炉,附近有磷矿资源燃烧高,中,低硫煤锅炉都可使用。燃烧中,低硫煤锅炉 燃烧中,低硫煤锅炉, 沿海地区电耗占总发电量的比例1.5-2%1%1-1.5%1%0.5%1%烟气再热需再加热需再加热需再加热不需再加热。不需再加热。需再加热占地情况多少多少少较大技术成熟度国内通过引进已商业化 国内正在引进国内已进行中试国内已进行中试国内已进行工业示范国