常见的脱硫脱硝设备(环保设备)

脱硫脱硝设备的选型与维护

常见的脱硫脱硝设备

常见脱硫工艺和设备教学内容、目的1.教学内容

大气污染治理设备中脱硫脱硝设备是比较重要的内容，本子任务主要介绍常见的脱硫脱硝工艺及设备，给学生对脱硫脱硝系统一个整体的认识。2.教学目标1）知识目标SO2的来源和危害脱硫技术介绍燃烧前脱硫工艺及设备燃烧中脱硫工艺及设备燃烧后脱硫工艺及设备2）技能目标能说出常用的脱硫技术会说出燃烧后脱硫工艺及设备3）素质态度要求态度端正，积极主动学习，积极和教师同学交流遇到的疑问和学习心得。4

§1常见脱硫工艺与设备煤烟型大气污染，主要是硫排放，其中80%来自煤炭和石油的燃烧。

黄铁矿硫（FeS)

有机硫单质硫硫酸盐硫SO2

，少量SO3煤中硫的不同形态：1.1SO2来源及危害5SO2污染源：中小型燃煤取暖炉工业锅炉燃煤火电厂

§1常见脱硫工艺与设备1.1SO2来源及危害6SO2造成的危害：树木、水生物生态平衡破坏，土壤酸性贫瘠腐蚀金属材料，破坏建筑、文物古迹影响人体健康（鼻炎、支气管炎、哮喘、肺气肿、肺癌等）叶片组织的局部损坏，植物发生慢性中毒

§1常见脱硫工艺与设备1.1SO2来源及危害7燃烧前脱硫技术：物理法、化学法、微生物法燃烧中脱硫技术：型煤固硫、循环流化床脱硫燃烧后：烟气脱硫FGD

§1常见脱硫工艺与设备1.2脱硫技术介绍8燃烧前脱硫优势：除去灰分，减轻运输量减轻锅炉的粘污和磨损减少灰渣处理量，还可回收部分硫资源

§1常见脱硫工艺与设备1.2.1燃烧前脱硫9物理选煤：利用黄铁矿硫和煤的密度不同通过重力分选和水选将黄铁矿硫和部分矿物质除去。（含硫量降低40%，灰分降低70%左右）化学选煤技术：借助化学反应将煤中有用成分富集。碱处理、氧化法、溶剂萃取。微生物方法：细菌脱硫一、煤炭的固态加工-煤炭洗选

我国以物理选煤为主。跳汰占59%、重介质选煤占23%、浮选占14%。

§1常见脱硫工艺与设备1.2.1燃烧前脱硫10煤的气化空气、氧气、CO2和水蒸气作为气化剂

煤气的主要组成？煤的液化通过化学加工转化为清洁的液体燃料或化工原料等过程。煤煤气氢一氧化碳甲烷等（H2S)

§1常见脱硫工艺与设备1.2.1燃烧前脱硫二、煤炭的转化

11循环流化床燃烧脱硫炉内脱硫在燃烧过程中，在炉内加入固硫剂，使煤中硫份转化为硫酸盐，随炉渣排除。流化床燃烧技术1.煤粒保持流化状态2.利于燃料的充分燃烧

开锅的米粥

§1常见脱硫工艺与设备1.2.2燃烧中脱硫

循环流化床12循环流化床燃烧方式的特点：清洁燃烧，脱硫率可达80％--95％，NOx排放可减少50％；燃料适应性强，特别适合中、低硫煤；燃烧效率高，可达95％--99％；负荷适应性好。负荷调节范围30％--100％。循环流化床燃烧脱硫

§1常见脱硫工艺与设备1.2.2燃烧中脱硫13脱硫剂：石灰石（CaCO3）、白云石（CaCO3•MgCO3）炉内化学反应循环流化床燃烧脱硫的化学过程

§1常见脱硫工艺与设备1.2.2燃烧中脱硫141.钙硫比(Ca/S)表示脱硫剂用量的指标，影响最大的性能参数不同炉型不同燃烧工况下，要达到相同脱硫率，钙硫比是不同的。

2.煅烧温度

存在最佳脱硫温度范围(800-900℃）温度低时，孔隙量少、孔径小，反应被限制在颗粒外表面,不易充分燃烧；温度过高，CaCO3的烧结作用变得严重。循环流化床燃烧脱硫的影响因素

§1常见脱硫工艺与设备1.2.2燃烧中脱硫153.脱硫剂的粒度和孔隙结构颗粒尺寸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.脱硫剂的种类循环流化床燃烧脱硫的影响因素

§1常见脱硫工艺与设备1.2.2燃烧中脱硫16烟气脱硫工艺分类

⑴.按吸收剂的状态划分：a.干法：利用固态吸收剂、吸附剂或催化剂脱硫的方法。烟气循环流化床脱硫工艺是目前我国在中小型发电锅炉上重点推广的工艺。b.半干法：采用液态吸收剂，利用烟气的热量，在脱硫反应的同时，蒸发吸收剂中的水分，使脱硫产物成为固态。c.湿法：采用液态吸收剂吸收烟气中的SO2。如湿式石灰石-石膏法等。在国内外，湿式石灰石-石膏法占湿法的80%，我国已将湿式石灰石-石膏法作为大容量机组（≥200MW）的电厂烟气脱硫优先考虑的方法。

§1常见脱硫工艺与设备1.2.3燃烧后脱硫（烟气脱硫）17烟气脱硫工艺分类⑵.按脱硫产物划分：主要是根据对吸收产物的处理划分的。a.抛弃法：在采用碱性浆液如石灰、石灰石等碱性浆液作吸收剂时，生成的是亚硫酸盐和硫酸盐，将这些产物抛弃。b.回收法：将脱硫产物以可利用资源进行回收的方法。如回收石膏、SO2、稀硫酸、硫酸铵和硝酸铵。

§1常见脱硫工艺与设备1.2.3燃烧后脱硫（烟气脱硫）18

湿法：进入湿吸收剂；排出湿物质

湿法是利用碱性溶液为脱硫剂，应用吸收原理在气、液、固三相中进行脱硫的方法，脱硫产物和残液混合在一起，为稀糊状的流体。湿法脱硫的操作温度在44－55℃。19湿法脱硫工艺流程图半干法：进入湿吸收剂；排出干物质

半干法是指在有液相和气相介入脱硫方法，脱硫产物为干粉状。半干法的操作温度控制在60－80℃。20半干法脱硫工艺流程图

干法：进入干吸收剂；排出干物质。

干法是指无液相介入完全在干燥状态下进行脱硫的方法。如向炉内喷干燥的生石灰或石灰石粉末，即脱硫产物为粉状。

干法的操作温度在800－1300℃。21干法脱硫工艺流程图22

海水脱硫法

想一想，查一查：

1.思考下，此法可行么？

2.查找相关资料，了解海水脱硫系统的工艺和设备情况，如何实现海水的恢复。

§1常见脱硫工艺与设备1.2.3燃烧后脱硫（烟气脱硫）23湿法脱硫在实际应用中占很大比例（80-90%）

§1常见脱硫工艺与设备1.2.3燃烧后脱硫（烟气脱硫）24

无论在美国还是其他国家，综合考虑技术成熟度和费用因素，湿法石灰石脱硫工艺广泛应用于烟气脱硫。

§1常见脱硫工艺与设备1.2.3燃烧后脱硫（烟气脱硫）25冶炼厂、硫酸厂和造纸厂等工业，SO2浓度通常2％～40％化学反应式（1）（2）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举例：

高浓度SO2尾气的回收和净化

§1常见脱硫工艺与设备1.2.3燃烧后脱硫（烟气脱硫）26§4高浓度SO2尾气的回收和净化SO2→SO3SO2→SO3SO3→H2SO4SO3→H2SO41思考：处理低浓度SO2有哪些处理工艺和技术？2728谢谢大家。下次课再见！脱硫脱硝设备的选型与维护常见的脱硫脱硝设备

常见脱硝设备

教学内容、目标1.教学内容

大气污染治理设备中脱硫脱硝设备是比较重要的内容，本子任务主要介绍常见的脱硫脱硝工艺及设备，给学生对脱硫脱硝系统一个整体的认识。2.教学目标1）知识目标NO2的来源和危害脱硝工艺及设备2）技能目标能说出NO2的来源和危害会说出常用的脱硝技术有哪些3）素质态度要求态度端正，积极主动学习，积极和教师同学教学交流遇到的疑问和学习心得。

1952年，洛杉矶上空笼罩在浅蓝色的烟雾之中，400多名老人因此丧失了生命。附近农作物一夜之间严重受害；6.5万公顷的森林，29％严重受害，33％中等受害，其余38％也受轻度损害。美国光化学烟雾对农业和林业的危害曾波及27个州。

§2常见脱硝工艺与设备2.1NOX来源及危害在氮氧化物中，NO占有90%以上，二氧化氮占5%-10%，产生机理一般分为如下三种：燃料型NOx

(主要的产生方式）燃料中的固定氮生成的NOx热力型NOx高温下N2与O2反应生成的NOx瞬时NOx低温火焰下由于含碳自由基的存在生成的NO

§2常见脱硝工艺与设备2.1NOX来源及危害氮氧化物主要来源：天然源（固氮菌、雷电等自然过程）人为源（人类活动）（城市：大多来自燃料燃烧，现代火力发电厂是最大的固定源，机动车辆是主要移动源，此外还有工业窑炉、垃圾焚烧等）

燃料燃烧占90％95％以NO形式，其余主要为NO2

§2常见脱硝工艺与设备2.1NOX来源及危害

NOx包括N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5大气中NOx主要以NO、NO2的形式存在造成大气污染的主要是NO和NO2NOx的性质N2O：单个分子的温室效应为CO2的200倍，参与臭氧层破坏。NO：大气中NO2的前体物质，形成光化学烟雾的活跃组分。NO2:强烈刺激性，来源于NO的氧化。

§2常见脱硝工艺与设备2.1NOX来源及危害

氮氧化物的危害对人体的危害对生态的危害查资料，掌握两个小常识1.NO2和NO毒性哪个大？2.NO2作为一个主要的影响因素会造成哪些常见的

大气环境污染问题？酸雨温室效应光化学烟雾等

§2常见脱硝工艺与设备2.1NOX来源及危害前者燃烧中NOx控制技术（低NOx燃烧技术）尾部控制技术（烟气脱硝技术）NOx量NOxN2

§2常见脱硝工艺与设备2.2脱硝工艺及设备凡通过改变燃烧条件来控制燃烧关键参数，以减少生成或破坏已生成的氮氧化物，达到减少排放的技术称为低氮燃烧技术。控制燃烧过程中NO的生成与以下因素有关：(a)空气-燃料比(b)燃烧区温度及其分布(c)后燃烧区的冷却程度(d)燃烧器的形状

§2常见脱硝工艺与设备2.2脱硝工艺及设备目前工业上采用的低氮燃烧技术

低氧燃烧技术降低助燃空气预热温度分段燃烧烟气循环燃烧

§2常见脱硝工艺与设备2.2脱硝工艺及设备低氧燃烧技术规律：随着炉内空气量的增加，NOx排放量增加采取低空气过剩系数运行技术运行优：降低NOx的同时可以减少排烟损失，提高锅炉热效率劣：导致CO、HC、碳黑产生量增加（要尽量避免的情况）

§2常见脱硝工艺与设备2.2脱硝工艺及设备燃烧空气由27oC预热到315oC，NO排放量增加3倍

降低助燃空气预热温度

§2常见脱硝工艺与设备2.2脱硝工艺及设备

§2常见脱硝工艺与设备2.2脱硝工艺及设备分段燃烧技术80%～85%的燃料送入主燃区，燃料在主燃区燃烧生成NOx，15%～20%的燃料送入再燃区，再燃区过量空气系数小于1.0(α<1.0)，具有很强的还原性气氛，在主燃区生成的NOx被还原；再燃区不仅能够还原已经生成的NOx，而且还抑制了新的NOx生成；在燃尽区供给一定量的空气（称为燃尽风），保证从再燃区出来的未完全燃烧产物燃尽。各种低氮燃烧技术是降低燃煤锅炉排放值最主要也是较经济的技术，但一般只降低排放50%左右。据环保法对排放的要求，应低于40%方可，故应考虑燃烧后的烟气脱硝处理技术。脱硝技术的难点处理烟气体积大NOx浓度相当低（只有SO21/3-1/5）NOx的总量相对较大

§2常见脱硝工艺与设备2.2脱硝工艺及设备1.烟气脱硝的主要方法

(1)吸收法

碱溶液，稀硝酸为吸收剂，化工生产中占重要位置

(2)吸附法

适用于排气量不大、间歇排放的硝酸生产厂，用吸附法回收硝酸。主要方法有：分子筛吸附法、活性炭吸附法等。但至今没有获得广泛的应用。

(3)催化还原法

利用不同的还原剂，在一定温度和催化剂的作用下将NOx还原为无害氮气和水，通称为催化还原法脱除NOx。

非选择性催化还原法（NSCR）

选择性催化还原法（SCR）

§2常见脱硝工艺与设备2.2脱硝工艺及设备脱硝工艺适应性特点优缺点脱硝率投资SCR适合排气量大，连续排放源二次污染小，净化效率高，技术成熟；设备投资高，关键技术难度大80％～90％较高SNCR适合排气量大，连续排放源不用催化剂，设备和运行费用少；NH3用量大，二次污染，难以保证反应温度和停留时间30％～60％较低液体吸收法处理烟气量很小的情况下可取工艺设备简单、投资少，收效显著，有些方法能够回收NOx；效率低，副产物不易处理，目前常用的方法不适于处理燃煤电厂烟气效率低较低微生物法适应范围较大工艺设备简单、能耗及处理费用低、效率高、无二次污染；微生物环境条件难以控制，仍处于研究阶段80%低活性炭吸附法排气量不大同时脱硫脱硝，回收NOx和SO2，运行费用低；吸收剂用量多，设备庞大，一次脱硫脱硝效率低，再生频繁80％～90％高电子束法适应范围较大同时脱硫脱硝，无二次污染；运行费用高，关键设备技术含量高不易掌握85%高常用脱硝工艺比较表反应原理：

在催化剂作用下，氨气和氮氧化物发生反应，将之还原成为氮气。还原剂：氨气催化剂：铂、钯贵金属；锰、镍等金属氧化物选择性催化还原法（SCR）

§2常见脱硝工艺与设备2.2脱硝工艺及设备

§2常见脱硝工艺与设备2.2脱硝工艺及设备催化剂结构形态图不同结构的催化剂

§2常见脱硝工艺与设备2.2脱硝工艺及设备

§2常见脱硝工艺与设备2.2脱硝工艺及设备SCR脱硝

§2常见脱硝工艺与设备2.2脱硝工艺及设备SCR脱硝工艺流程图

SCR法脱硝工艺影响因素

(a)反应温度铜铬催化剂在350℃以下；铂催化剂的反应温度以225～255℃为宜。

(b)空间速度空间速度是关键参数。燃煤电厂中，空间速度一般取为1000～3000m/h。

(c)还原剂用量常用NH3/NOX的摩尔比来衡量。该值1.4～1.5之间为好。N