硫污染的产生与治理

1、硫污染的产生与治理,报告人：牛臣,前言,一、什么是硫污染？,硫对环境的污染主要是指硫氧化物和硫化氢 对大气的污染以及硫酸盐、硫化氢对水体的污染。 硫在地壳中含量颇丰，在地球上分布广泛，煤炭、石油、天然气等人类广泛利用的矿物燃料都含有硫。,二、硫污染的表现形式,三、硫污染的形成与危害,二氧化硫是一种辛辣、窒息性气体，能使呼吸系统生理 功能减退，肺功能降低，可引起气管炎、支气管哮喘等。,对人体有潜在影响,0.5ppm以上,多数人开始感到刺激,人会出现溃疡和肺水 肿直至窒息死亡。,大气中SO2浓 度对人体影响,13ppm,400500ppm,二氧化硫可附着在大气中颗粒物之上，从而进入到人体肺泡深处。

2、当大气中二氧化硫浓度为0.21ppm，烟尘浓度大于0.3mg/L，可引起更大的危害。,二氧化硫与烟尘的协同作用,如伦敦烟雾事件、马斯河谷事件和多诺拉等烟雾事件，都是这种协同作用造成的危害。,人类活动排放的SO2排放约占总量的的2/3（约1.5亿吨），且集中在占地球面积的1%的城市和工业区上方，这是造成大气污染和酸雨的主要原因。,引发酸雨,酸雨的形成,酸雨的形成是一种复杂 的大气化学和大气物理 过程，一般性认为如下：,SO2等酸性气体进入大气并在局部地区富集,溶解于水形成亚硫酸,在氧化剂作用下形成硫酸,目前我国酸雨中硫氧化物的贡献要大于氮氧化物,土壤湖泊酸化,危害植被农作物,腐蚀损坏建筑物,危害

3、人体健康,造成钾钙钠镁铝的 流失,PH小于3.0时，会 对叶片造成直接损害,使其表面出现漏洞 开裂,免疫力下降，支气管 哮喘等呼吸道疾病,第一节、我国硫污染现状,硫污染的主要来源为含硫燃料（如煤和石油）的燃烧，含硫矿石的冶炼。而燃料燃烧产生的硫氧化物排放量可占到总量的80%90%,一、硫污染的主要来源,历年SO2工业生活排放比例,各行业SO2排放比例,由上述数据可以得出结论，我国硫污染来源主要为消耗煤的火力发电厂， 故硫污染的控制重点也在于对火电厂的排放控制,不同燃料含硫量不同,煤的含硫量比其他燃料高，因此燃烧时产生 的SO2也要更多，我国大气中87%的SO2来自 于煤的燃烧。,以煤炭为主要一

4、次能 源的格局在相当长的 一个时期内不会改变,我国的SO2排放量2005年已达2549万吨，成为世界第一大SO2排放国，面临国内外巨大的减排压力。十一五期间提出SO2排放量在2005年的基础上削减10%。,二、降低硫污染排放的方向,环境保护部发布2014年上半年各省自治区直辖市主要污染物排放量指标公报二氧化硫排放总量1037.2万吨，同比下降1.87%,1）亚洲作为高速发展且人口众多的发展中国家聚集地， 排放量巨大且增长迅速 2）欧洲国家起步较早，对SO2排放认识更深，技术更加 先进，故排放量持续走低,1.使用核能和不可燃烧的可再生能源 2.高效技术引起的变化 3.用排放SO2浓度较低的化石燃

5、料 4.采用烟气除硫来控制,第二节、硫污染的控制,为了控制SO2排放，国内外采取了很多办法，归纳 起来，大致有以下几种,一、硫污染控制的主要方法,高烟囱排放,燃料脱硫,燃烧过程脱硫,废气脱硫,1）高烟囱排放,利用自然净化能力控制烟气中SO2对环境污染的方法。高烟囱排放有利于煤烟中SO2在大气中的扩散稀释。烟囱越高扩散稀释作用越强。,起源于西方国家开始治理SO2 污染之初，普遍采用高烟囱扩散 稀释方法，高烟囱控制大气SO2 污染成为当时的一种潮流,加拿大建有目前世界上最高的排放煤烟的烟囱， 高达385.5米。,但高烟囱排放并不能减少排出的污染物总 量，只是由于大气湍流的扩散稀释作用,降低了 SO

6、2等污染物的浓度。而自然界的净化能力有一 定限度。,2) 燃料脱硫,采用低硫燃料燃烧是控制SO2污染的根本性措 施，但天然低硫燃料有限，所以采用燃烧前脱硫技 术就成为了重点。,有机硫,与煤的有机 结构相结合,硫醇,硫醚,无机硫,无机物形态 夹杂在煤中,硫铁矿硫,硫酸盐硫,单质硫（少量）,不可燃硫,煤炭脱硫主要分为物理法、化学法、生物法,1）物理法 主要利用矿物的密度，表面特性，磁性差别来进行分选,跳汰选煤,物料在垂直脉动作用下，在固定运 动的筛面上连续进行的跳汰过程,主导作用,重介质选煤,效率最高,用密度大于水的重液或重悬浮液，利用颗粒在液体中的状态来分选,2）化学法 利用强酸强碱和强氧化剂化

7、剂来脱硫 在高温高压下进行，影响煤的性质，需要高活性的试剂，成本较高,增加了重介质的净化回收，设备磨损较严重,3）燃烧过程的脱硫,循环流化床燃烧,石灰石(CaCO3)或白云石(CaCO3MgCO3)作为脱硫剂,循环流换床燃烧脱硫原理,反应初期，SO2在脱硫剂的表面和大空隙中进行反应，当 在表面形成形成致密的CaSO4 时会阻碍SO2的进入，对高硫煤 来说，SO2浓度较高时，向内部扩散的能力强，脱硫效率也高,CaCO= CaO+CO CaO+SO= CaSO 2CaSO+O= 2CaSO4 2CaO+2SO+O= 2CaSO4,飞扬的物料逸出气流床后被旋风分 离器从烟气中分离出来，并流入外置换

8、热器中，冷却后循环至燃烧室内,影响循环流换床脱硫的因素,当其增加时，脱硫效率提高，但提升效果愈来愈弱,兼顾脱硫与燃烧效率，850为宜,以3mm为宜，过细易被烟气带出，造成浪费,3）石灰石 粒度,2）床温,1）钙硫比,存在的主要问题,3）由于脱硫反应，需消耗氧，空气消耗量变大，排烟量变大，也会造成热损失,2）锅炉灰渣由煤中灰分和脱硫产物组成，仍具有相当高的温度，且排量较大，造成较高的热损失，灰渣物理热损失为2%3%（煤粉炉为0.1%0.3%）,一、锅炉热效率下降 1）加入流化床的石灰石含有一定的水分，受热从液态变成气态带出相应的热量会对热效率产生一定的影响,二、运行成本增加,以两台220t/h循

9、环流化床锅炉为例，电厂直接购入成品石灰石，整体流程为,炉膛,气力输送系统,炉前仓,为保证一整套系统的运行，电厂需设备投入及人工费80万 元，设备折旧费107万元，石灰石购买费260万元,石灰石运进厂区,气力卸车并入存储仓,气力输送系统,2014年3月28日国家发改委出台了燃煤发电机组环保 电价及环保设施运行监管办法规定燃煤发电机组必须按规 定安装脱硫、脱硝和除尘环保设施，脱硫电价加价标准为每千 瓦时1.5分钱，脱硝电价为1分钱，除尘电价为0.2分钱.,4)烟气脱硫 烟气脱硫（FGD）是世界上唯一大规模商业化应用的脱硫方 法，是控制二氧化硫污染最有效的技术手段,设备体积过大，脱硫效果差,设备简单

10、，无污水废酸流出，设备腐蚀小,缺点：,利用固态吸收剂脱除烟气中的SO2,1.干法烟气脱硫,特点：,系统复杂，存在二次污染,反应速度快，脱硫效率高（95%以上）,缺点：,利用液态吸收剂来吸收SO2，我国大容量机组电厂优先考虑,2.湿法烟气脱硫,特点：,（世界上技术最成熟，应用最广）,3.半干法烟气脱硫,特点：,兼顾干法湿法两者的特点（循环流化床烟气脱硫）,石灰石-石膏湿法烟气脱硫,石灰石经破碎磨细成粉状与水混合搅拌成浆液，烟气中的SO2与浆液中的CaCO3以及鼓入的空气中的O2进行化学反应从而被脱除，最终反应产物为石膏,增压风机：,用于克服FGD装置的烟道阻力，将原烟气导入脱硫系统，并稳定锅炉引

11、风机出口压力的重要设备,烟气换热器：,利用原烟气的余热来加热洁净烟 气，使洁净烟气高于露点温度，减轻对烟道烟囱腐蚀 但对于其去留问题存在不同意见,烟气挡板：,保证FGD停运时不影响烟风系统正 常运行，反应速度应满足脱硫装置发生故障的瞬间不引起锅炉跳闸,循环流化床烟气脱硫（CFB-FGD）,20世纪80年代后期由德国Lurgi公司开发，根据固体流态化技术发展而来，近几年开始发展迅速,1）以循环流化床为原理，在反应器中形成粉体浓度很高的烟气流化床，强化传热,2）将运行温度降到接近露点，延长脱硫剂与烟气接触时间,目前，CFB-FGD技术达到工业化的应用的工艺流程 主要有三种： 德国LLB公司开发的循环流化床脱硫（CFB）（干法） 德国Wulff公司的回流式循环流化床（RCFB）（干或半干） 丹麦F.L.smith公司的气体悬浮烟气脱硫（GSA）（半干） 三种工艺的工作原理相似,循环流化床脱硫（CFB）,回流式循环流化床（RCFB）,气体悬浮烟气脱硫（GSA）,在火力发电厂安装烟气脱硫装置的费用，要达电厂总投资的25%之多。 在两台75t/h 循环流化床锅炉上得到实践应用，工程投资960万元，建设工期6个月，试运行结果表明脱硫除尘效率达到了设计要求，运行成本为 电费：