中国地质大学武汉大气污染控制工程第08章硫氧化物的污染控制

1、v1. 硫循环及硫排放硫循环及硫排放v2.燃烧前脱硫技术与工艺燃烧前脱硫技术与工艺v3.燃烧中脱硫技术与工艺燃烧中脱硫技术与工艺v4.2v5.低浓度低浓度so2烟气脱硫烟气脱硫v早期早期局地环境中二氧化硫的浓度升高v近近100年来年来二氧化硫等酸性气体导致的酸沉降v最近最近二氧化硫等气态污染物形成的二次微细粒子v人类使用的化石燃料都含有一定量的硫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燃料燃烧时，其中的硫大部分转化为为so222soso 32242cacoso0.5ocasoco 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s

2、o2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32242cacoso0.5ocasoco 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0 040040080080012001200160016002000200024002400排放量/10排放量/104 4t t198519851987198719891989199119911993199319951995199719971999199920012001年 份年 份1985-2002年so1985-2002年so2 2

3、排放量变化趋势图排放量变化趋势图v我国我国so2排放的年际变化排放的年际变化v我国我国so2排放的行业特点排放的行业特点0 0101020203030404050506060百分比（%）百分比（%）电力电力化工化工水泥水泥食品食品机械机械造纸造纸石油加工石油加工化纤化纤橡胶橡胶塑料塑料印刷业印刷业行 业行 业1995年我国各工业行业so1995年我国各工业行业so2 2排放占行业排放总量的百分比示意图排放占行业排放总量的百分比示意图v我国北方城市我国北方城市so2污染现状污染现状 g/m3050100150200250wulumuqilanzhouyinchuanxianzhengzhouta

4、iyuanhuhoutjinanshijzbeijingtianjingshenyangchangchunharbinwho standardv我国南方城市我国南方城市so2污染现状污染现状050100150200250chengdukunmingchongqingguiyangnanningchangshawuhanguangzhounanchanghefeinanjingfuzhouhangzhoushanghaiwho standard g/m3v1.煤炭的固态加工煤炭的固态加工煤炭洗选n物理洗煤物理洗煤n化学洗煤化学洗煤n微生物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

5、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%。v2.煤炭的转化煤炭的转化煤的气化n采用空气、氧气、采用空气、氧气、co2和水蒸气作为气化剂，在气化炉内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反应生成不同组分不同热值的煤气n移动床、流化床和气流床三种方法移动床、流化床和气流床三种方法煤的液化n通过化学加工转化为液态烃燃料或化工原料等液体产品通过化学加工转化为液态烃燃料或化工原料等液体产品n直接液化和间接液化直接液化和间接液化v3.重油脱硫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

6、重油中分离直接脱硫和间接脱硫v流化床燃烧技术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n按流态：鼓泡流化床和循环流化床按流态：鼓泡流化床和循环流化床n按运行压力：常压流化床和增压流化床按运行压力：常压流化床和增压流化床v流化床脱硫的化学过程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caso432224cacocaoco1caosoocaso2 v流化床燃烧脱硫的影响因素流化床燃烧脱硫的影

7、响因素1.钙硫比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1 exp()mr m综合影响参数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v流化床燃烧脱硫的影响因素流化床燃烧脱硫的影响因素v脱硫剂的

8、再生脱硫剂的再生不同温度下的再生反应不同温度下的再生反应4224222casococaocosocasohcaoh oso 1100oc以上（一级再生法）4224222casococaocosocasohcaoh oso 1100oc以上（一级再生法）42422caso4cocas4cocaso4hcas4h o 870930oc（二级再生法）42422caso4cocas4cocaso4hcas4h o 870930oc（二级再生法）2232cash ococacoh s 540700oc2232cash ococacoh s 540700oc冶炼厂、硫酸厂和造纸厂等工业，so2浓度通常24

9、0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22332241sooso2soh oh so 第五节第五节 低浓度低浓度so2烟气脱硫燃烧后脱硫烟气脱硫燃烧后脱硫v燃烧设施直接排放的燃烧设施直接排放的so2浓度通常为浓度通常为10-410-3数量级数量级v由于由于so2浓度低，烟气流量大，烟气脱硫通常比较昂贵浓度低，烟气流量大，烟气脱硫通常比较昂贵v分类分类脱硫产物处置方式：抛弃法和再生法脱硫产物状态：湿法和干法第五节第五节 低浓度低浓度so2烟气脱硫燃烧后脱硫烟气脱硫燃烧后脱硫第五节第五节 低浓度低浓度so2烟气脱硫燃烧后脱硫烟气脱硫燃烧后脱硫v1.石灰石石灰石/石

10、灰法洗涤石灰法洗涤目前应用最广泛的脱硫技术v1.石灰石石灰石/石灰法洗涤（续）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、吸收塔结构液气比对脱硫率的影响液气比对脱硫率的影响v1.石灰石石灰石/石灰法洗涤（续）石灰法洗涤（续）吸收塔选择的依据为：吸收塔选择的依据为： 气液相对速度高；气液相对速度高； 持液量适当；持液量适当； 液相表面积大；液相表面积大； 内部构件少；内部构件少； 压降低；压降低； 操作弹性好；操作弹性好； 液气分布好。液气分布好。污染气体污染气体入口入口清洁气体清洁气体出口出口循环泵循环泵搅拌器搅拌器氧化氧化空气空气入口入口去湿器去湿

11、器水洗喷管水洗喷管浆液喷嘴浆液喷嘴多孔板多孔板污染气体污染气体入口入口清洁气体清洁气体出口出口循环泵循环泵搅拌器搅拌器氧化氧化空气空气入口入口去湿器去湿器水洗喷管水洗喷管浆液喷嘴浆液喷嘴多孔板多孔板v1.石灰石石灰石/石灰法洗涤（续）石灰法洗涤（续）解决的问题n设备腐蚀设备腐蚀n结垢和堵塞结垢和堵塞n除雾器阻塞除雾器阻塞n脱硫剂的利用率脱硫剂的利用率n液固分离液固分离n固体废物的处理处置固体废物的处理处置v2.改进的石灰石改进的石灰石/石灰湿法烟气脱硫石灰湿法烟气脱硫加入己二酸的石灰石法n己二酸抑制气液界面上己二酸抑制气液界面上so2溶解造成的溶解造成的ph值降低，加值降低，加速液相传质速液相

12、传质n己二酸钙的存在增加了液相与己二酸钙的存在增加了液相与so2的反应能力的反应能力n降低钙硫比降低钙硫比添加硫酸镁nso2以可溶性盐的形式吸收，解决结垢问题以可溶性盐的形式吸收，解决结垢问题v2.改进的石灰石改进的石灰石/石灰湿法烟气脱硫（续）石灰湿法烟气脱硫（续）双碱流程n用碱金属盐类或碱类水溶液吸收用碱金属盐类或碱类水溶液吸收so2，后用石灰或石灰，后用石灰或石灰石再生石再生n解决结垢问题和提高解决结垢问题和提高so2的利用率的利用率v3.氧化镁法脱硫工艺氧化镁法脱硫工艺v4. 海水脱硫法工艺海水脱硫法工艺nacl、xso4工艺组成：烟气系统、供海水系统、海水恢复系统工艺组成：烟气系统、

13、供海水系统、海水恢复系统特点：特点：无脱硫剂成本无脱硫剂成本设备简单设备简单无脱硫产物处理无脱硫产物处理投资和运行费用低投资和运行费用低适用于低硫煤适用于低硫煤排海水质？排海水质？v5.喷雾干燥法烟气脱硫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nso2被雾化的被雾化的ca(oh)2浆液或浆液或na2co3溶液吸收溶液吸收n温度较高的烟气干燥液滴形成干固体废物温度较高的烟气干燥液滴形成干固体废物n干废物由袋式或电除尘器捕集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)v5.喷雾干燥法烟气脱硫（续）喷雾干燥法烟气脱硫（续）主要过程n吸收剂制备吸收剂制备n吸收和干燥吸收和干燥n固体捕集固体捕集n固体废物处置固体废物处置2223232242ca(oh) (s)so (g)h o(l)caso2h o(s)caso2h o(s)0.5o (g)caso2h o(s) v6.干法喷钙脱硫技术干法喷钙脱硫技术lifac工艺流程示意图工艺流程示意图石灰石仓石灰石仓锅炉锅炉活化反应器活化反应器电除尘器电除尘器水水烟烟囱囱干灰再循环干灰再循环技术核心：炉内喷石灰石与炉后活化反应器技术核心：炉内喷石灰石与炉后活化反应器v7. 循环流化床脱硫技术循环流化床脱硫技术循环流化床烟气脱硫（循环流化床烟气脱硫（cfb-fgd）工艺流程