大气污染控制工程8-1硫氧化物的污染控制

1、第8章硫氧化物的污染控制教学内容：1硫循环及硫排放2燃烧前脱硫3流化床燃烧脱硫:.5低浓度SO?烟气脱硫4高浓度SO?尾气的回收和净化1=11-1中国城市的大气污染的特征煤烟型大气污染占16.46%占16.68%占9.49%占7.85%中国城市的大气污染的特征煤烟型大气污染中国的动力煤资源全硫的加权平均含量为含硫量小于05%的超低硫煤占39.35%.：.0510%的低硫煤.：.1.01.5）的中低硫煤.：.1520%的中硫煤.：.2030%的中高硫煤.：.3050%的高硫煤和大于5.0%的特高硫煤占7.05%每年(3-4)%的速度增长有55%的城市二氧化硫超过标准斗二氧化硫的排放会导致严重的环

2、境问题:(1)酸雨二氧化硫对人体健康有极大的危害。SO2会给植物带来严重的危害。卜城市燃用1吨煤所产生的二氧化硫和酸雨造成的经济损失达(50-70)元。在“七五”期间仅两广、四川.贵州四省因酸雨造成的直接和间接经济损失每年160亿元。丄硫循环与硫排放丄硫循环与硫排放1995年我国各省SCb排放强度情况我国SO?排放的年际变化ooooOooooO06284211才0noqzuE一bnEnlnA一250丄硫循环与硫排放丄硫循环与硫排放5()5():我国南方城市S6污染现状VM1OStandardmu4noqznd晋常之RPHsfEqMCNnoqzauRlc1.卫矍0EfrlKNsrm-s。HUJ&

3、UOPgfluwMupSuip丄硫循环与硫排放:.20世纪90年代末我国酸雨区域分布大于70I|pHArF.ffi$.6-7.0I1曲伍苑国5056I_I闭位范田4$久0cUL&3.0-4.$|台总元烫槪勰污染防治法修正案,我国政府制定的政策和法规:1990年12月，国务院环委会决定釆取控制措施1991年10月29日燃煤电厂大气污染物排放标准:.1995年8月29日中华人”Uh首次对燃煤二氧化硫控制彳国家经贸委制定（1999）火电厂烟气脱硫关键技术与设备国产化规划要点!1!国产化目标分为四步：至2001年，初步掌握火电厂湿法脱硫设计技术，湿法烟气脱硫设备国产化率达80%左右。至2003末，具备

4、独立完成火电厂湿法烟气脱硫工艺设计的能力，湿法烟气脱硫设备国产化率达90%以上。至2005年末，湿法烟气脱硫设备国产化率达95%以上。至2010年，湿法烟气脱硫设备国产化率达100%o掌握其它若干种烟气脱硫工艺的设计，设备国产化率达到95%以上。丄硫循环与硫排放图8-1受人类活动影响的硫在环境中的循环2燃烧前脱硫、煤炭的固态加工煤炭分选依据：密度不同可使含硫量降低40%,灰份降低70%左右。型煤固硫：添加脱硫剂微生物方法:细菌脱硫磁力脱硫等二煤炭的转化采用空气、氧气、C02和水蒸气作为气化剂，制得煤气C+H2O=CO+H2反应所需的能量由碳的燃烧提供C+O2=CO?使用空气：低热值煤气使用氧气

5、:中低热值煤气将中热值煤气中的CO和论合成甲烷：高热值煤气CO+3H2=CH4+H2O煤的液化液态桂燃料或液体化工原料直接液化煤粉在高温条件下催化加氢，同时脱去硫、氮、氧等，生成液态庇类燃料:间接液化法：首先将煤气化为”2、CO,然后通过催化反应将气态物质转化为液态。nCO+2nH2CnHjn+nHjO2燃烧前脱硫三、重油脱硫在催化剂作用下通过高压加氢反应，使氢与硫作用形成HqS从重油中分离直接脱硫和间接脱硫3流化床燃烧脱硫一、流化床燃烧技术概述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图8-5脱硫剂锻烧及硫酸

6、盐化3流化床燃烧脱硫二.流化床脱硫的机理脱硫剂：石灰石(CaCC3)、白云石(CaCCVMgCOs)炉内化学反应3流化床燃烧脱硫S02达到吸收剂表面孔隙被CaSO4堵塞外表面的硫酸盐化未反应的孔隙表面导近厘雪烧脱硫的影响因素:L钙硫比脱硫率()可以用Ca/S(/?)近似表达三、流化床燃烧脱硫的影响因素图8-6脱硫率与Ca/S的关系2锻烧温度温度低时，孔隙量少、孔径小步温度过高，CaCO3的烧结作用变得严重I三、流化床燃烧脱硫的影响因素床层温度厂Cb图8-7床层温度对脱硫率的影响三、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过小发生扬析孔径大小应适当:4脱硫剂的种类白云石优点：孔

7、径分布和低温焜烧性能好缺点：易发生爆裂扬析，用量大石灰石常压下常用不同温度下的再生反应GS-REd流化床燃烧脱硫的优缺点1.清洁燃烧,脱硫率高,NOx排放少；2.燃料适应性强;3.燃烧效率高，可达95%99%；4.负荷适应性好。缺点:1对炉膛磨损严重;2.脱硫剂的存在增加了阻力、降低了燃烧室的温度。3.脱硫产物的存在增加了后继除尘的负担。4高浓度SO?尾气的回收和净化冶炼厂、硫酸厂和造纸厂等工业，SC2浓度通常2%40%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4高浓度SO?尾气的回收和净化U6nn丿I0Vo3图8-9硫酸厂4层床SO催化转化器的温度转化率关系图8-

8、10单级和二级吸收工艺的流程图图8-10单级和二级吸收工艺的流程图4高浓度SO?尾气的收和净化来自冶炼厂或硫磺燃烧的富含SO?的尾气含有约为初始进气SO2浓度2%的尾气1预除段间冷却尘和1的四层催水分化床水硫酸填充床吸收塔单级吸收工艺二级吸收工艺填充床吸收塔5低浓度SO?烟气脱硫烟气脱硫概述:.15%过剩空气条件下，燃用含硫量1%4%的煤，烟气中SO?浓度为0.11%0.35%；燃用含硫量1%4%的燃料油，烟气中SO?浓度为012%0.31%中国城市的大气污染的特征煤烟型大气污染中国的动力煤资源全硫的加权平均含量为含硫量小于05%的超低硫煤占39.35%.：.0510%的低硫煤.：.1.01.

9、5CaO+SO2+2H2(-CaSO3-2H2O（一）石灰石/石灰法洗涤（石灰石系统中，02+的产生与H+的浓度和CaC（）3的存在有关。:.石灰系统中，Ca2+的产生仅与Cao?的存在有关。影响因素:pH：(1)pH值过低,(2)pH值过高,钝化；SO?无法溶解；CaS()3的溶解度很低，使石灰石粒子表面(3)pH值过高,溶液中Ca(OH)2含量过高，易产生Ca(OH)2沉淀，使石灰石粒子表面钝化。其它影响因素包括：液气比、钙硫比、气流速度、浆液的固体含量、SO?浓度、吸收塔结构对吸收塔的要求：持液量大、气液相间相对速度高、气液接触面积大、内部构件少、压降小。常用的吸收塔有：喷淋塔、填料塔、

10、喷射鼓泡塔该工艺的特点工艺简单经济性较好运行维护工作量小废渣既可抛弃，也可作为商品石膏回收是世界上应用最多的一种烟气脱硫技术。关注的问题设备腐蚀结垢和堵塞除雾器阻塞脱硫剂的利用率KK1液固分离固体废物的处理处置（二）改进的石灰石/石灰湿法烟气脱硫加入己二酸的石灰石法目的：加速传质原理：在洗涤贮液罐中，形成己二酸钙在吸收器内，己二酸钙与H2SO3反应生成CaSOg,同时己二酸得以再生。(二)改进的石灰石/石灰湿法烟气脱硫添加硫酸镁目的：防止结垢，提高SO2去除率。原理:H2SO3的消耗：H2SO3与Mg2+反应生成MgSO3H2SO3与MgSC)3反应生成Mg(HSO3)2MgSO3的再生：石灰

11、石与Mg(HSO3)2反应生成MgSO3和CaSO3（二）改进的石灰石/石灰湿法烟气脱硫双碱流程-目的：解决结垢问题和提高SO2的利用率-原理：先用可溶性碱性溶液作为吸收剂吸收SO2,再用石灰石或石灰再生。喷雾干燥法烟气脱硫脱硫过程吸收剂制备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Kn=-固体废物处置（三）喷雾干燥法烟气脱硫图8-14喷雾干燥法烟气脱硫工艺流程聖主要系统(1)石灰浆制备系统(2)脱硫系统(3)除尘系统该工艺化学物理原理为:CaO+H2OCa（OH）2so2+h2o-H2SO3Ca（OH）2+H2SO

12、3CaSO3+H2OCaSO3（液）+1/2O2-CaSO4（液）CaSO3（液）fCaS（）3（固）CaSO4（液）fCaS（）4（固）影响喷雾干燥干法烟气脱硫效率的主要因素:(1)钙硫比钙硫比增加，脱硫率也增大(2)吸收塔出口烟温越接近绝热饱和温度，脱硫率越高。(3)SO?入口浓度该工艺的主要优点设备简单操作简单无废水排放能耗低缺点对吸收剂的质量要求较高其他湿法脱硫工艺1氧化镁法原理：用氧化镁浆液吸收，产生亚硫酸镁和少量硫酸镁,然后加热再生。注意事项:(1)限制亚硫酸镁氧化为硫酸镁；(2)严格控制焙烧温度，防治氧化镁烧硬或烧结。优点：效率高、可回收硫、避免产生固体废物星2海水脱蘇两种工艺：纯海水作为吸收剂在海水中添加石灰后作为吸收剂自然界海水呈碱性，pH值&0-8.3SO?为海水吸收后，生成可溶性亚硫酸盐将废水与海水混和曝气，使亚硫酸盐