煙氣脫硫優(yōu)秀課件

1、 v煙氣脫硫概述煙氣脫硫概述 v燃燒前脫硫燃燒前脫硫 v燃燒中脫硫燃燒中脫硫 v不同濃度不同濃度SO2尾氣凈化尾氣凈化 v主要脫硫工藝主要脫硫工藝 v我國是世界上唯一以煤為主要能源的國家，煤在一次能源中占我國是世界上唯一以煤為主要能源的國家，煤在一次能源中占75%75%， 而其中而其中84%84%以上是通過燃燒方法利用的。燃燒煤產(chǎn)生的以上是通過燃燒方法利用的。燃燒煤產(chǎn)生的SOSO2 2廢氣，成廢氣，成 為大氣污染的最主要的根源。為大氣污染的最主要的根源。 vSOSO2 2是酸雨的主要組分，酸雨對水生生態(tài)系統(tǒng)，農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，森是酸雨的主要組分，酸雨對水生生態(tài)系統(tǒng)，農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，森 林生態(tài)系統(tǒng)，建

2、筑物和材料以及人體健康均有不同程度的危害，酸林生態(tài)系統(tǒng)，建筑物和材料以及人體健康均有不同程度的危害，酸 雨酸性越大造成的危害越嚴(yán)重。雨酸性越大造成的危害越嚴(yán)重。 v20032003年我國煤炭消費(fèi)量為年我國煤炭消費(fèi)量為15.8 15.8 億噸，二氧化硫排放量達(dá)到億噸，二氧化硫排放量達(dá)到21672167萬萬 噸，比噸，比20002000年增長了年增長了8.6%8.6%。而我國基本消除酸雨污染所允許的最大。而我國基本消除酸雨污染所允許的最大 二氧化硫排放量為：二氧化硫排放量為：1200-14001200-1400萬噸萬噸。 v因此，燃煤二氧化硫的污染控制成為我國大氣污染控制的最主要任因此，燃煤二氧化

3、硫的污染控制成為我國大氣污染控制的最主要任 務(wù)。務(wù)。 v19921992年兩省九市開始工業(yè)燃煤二氧化硫排污收費(fèi)試點(diǎn)。年兩省九市開始工業(yè)燃煤二氧化硫排污收費(fèi)試點(diǎn)。 v19951995年全國人大常委會第一次修訂年全國人大常委會第一次修訂大氣污染防治法大氣污染防治法。 v19961996年修訂的年修訂的大氣污染防治法大氣污染防治法第一次提出二氧化硫排放濃度限第一次提出二氧化硫排放濃度限 度。度。 v19981998年兩控區(qū)二氧化硫排污收費(fèi)，年兩控區(qū)二氧化硫排污收費(fèi)，0.20.2元元/ /公斤。公斤。 v20002000年修訂年修訂大氣污染防治法大氣污染防治法。 v20032003年年9 9月國家環(huán)保

4、局和國家發(fā)改委聯(lián)合印發(fā)月國家環(huán)保局和國家發(fā)改委聯(lián)合印發(fā)關(guān)于加強(qiáng)燃煤電廠關(guān)于加強(qiáng)燃煤電廠 二氧化硫防治工作的通知二氧化硫防治工作的通知。 v20032003年年1212月國家環(huán)?？偩职l(fā)布新修訂的月國家環(huán)?？偩职l(fā)布新修訂的火電廠大氣污染物排放標(biāo)火電廠大氣污染物排放標(biāo) 準(zhǔn)準(zhǔn)。 1 1 燃燒前脫硫：通過洗煤等可以減少燃燒前脫硫：通過洗煤等可以減少40%40%的無機(jī)硫。的無機(jī)硫。 2 2 燃燒時(shí)脫硫：燃燒時(shí)脫硫： （1 1）型煤固硫技術(shù)：加入固硫劑氧化鈣與二氧化硫和三）型煤固硫技術(shù)：加入固硫劑氧化鈣與二氧化硫和三 氧化硫生成硫酸鈣。氧化硫生成硫酸鈣。 （2 2）循環(huán)硫化床脫硫技術(shù)。）循環(huán)硫化床脫硫技術(shù)。

5、 3 3 燃燒后脫硫：即煙氣脫硫。應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)。燃燒后脫硫：即煙氣脫硫。應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)。 燃燒前 燃燒中 燃燒后 低硫煤 IGCC 超超臨界機(jī)組 超臨界機(jī)組 循環(huán)硫化床 增壓循環(huán)硫化 床 煙氣脫硫 減少 SO2 減少 SO2 減少 SO2 圖 2-1 火電廠 SO2控制過程示意圖 按其用水量的多少可分為濕法，干法和半干法。按其用水量的多少可分為濕法，干法和半干法。 n濕法脫硫：主要包括石灰石濕法脫硫：主要包括石灰石-石膏法，海水脫硫法，石膏法，海水脫硫法， 鈉堿法，氧化鎂法等。鈉堿法，氧化鎂法等。 n半干法脫硫：旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法，煙氣循環(huán)流化床脫半干法脫硫：旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法，煙氣循環(huán)流化

6、床脫 硫技術(shù)，增濕灰循環(huán)脫硫技術(shù)等。硫技術(shù)，增濕灰循環(huán)脫硫技術(shù)等。 1)干法脫硫：高能電子束法，脈沖電暈等離子體法，干法脫硫：高能電子束法，脈沖電暈等離子體法， 吸附吸附-再生法等。再生法等。 v煙氣脫硫概述煙氣脫硫概述 v燃燒前脫硫燃燒前脫硫 v燃燒中脫硫燃燒中脫硫 v不同濃度不同濃度SO2尾氣凈化尾氣凈化 v主要脫硫工藝主要脫硫工藝 v1.煤炭的固態(tài)加工煤炭的固態(tài)加工 煤炭洗選 n物理洗煤物理洗煤 n化學(xué)洗煤化學(xué)洗煤 n微生物洗煤微生物洗煤 我國以物理選煤為主。跳汰占59%、重介質(zhì)選煤占23%、浮 選占14% 1995年我國煤炭洗選能力3.8億噸， 入洗量2.8億噸，入洗率22%。 1機(jī)體

7、；2風(fēng)閥；3溢流堰；4浮標(biāo)；5排料輪 6篩板；7排中煤道；8排矸道；9分隔板；10脈動水流 11跳汰室；12空氣室；13頂水進(jìn)水管 v2.煤炭的轉(zhuǎn)化煤炭的轉(zhuǎn)化 煤的氣化 n采用空氣、氧氣、采用空氣、氧氣、CO2和水蒸氣作為氣化劑，在氣化爐內(nèi)和水蒸氣作為氣化劑，在氣化爐內(nèi) 反應(yīng)生成不同組分不同熱值的煤氣反應(yīng)生成不同組分不同熱值的煤氣 n移動床、流化床和氣流床三種方法移動床、流化床和氣流床三種方法 煤的液化 n通過化學(xué)加工轉(zhuǎn)化為液態(tài)烴燃料或化工原料等液體產(chǎn)品通過化學(xué)加工轉(zhuǎn)化為液態(tài)烴燃料或化工原料等液體產(chǎn)品 n直接液化和間接液化直接液化和間接液化 v3.重油脫硫重油脫硫 在催化劑作用下通過高壓加氫反

8、應(yīng)，切斷碳與硫的化 學(xué)鍵，使氫與硫作用形成H2S從重油中分離 直接脫硫和間接脫硫 v煙氣脫硫概述煙氣脫硫概述 v燃燒前脫硫燃燒前脫硫 v燃燒中脫硫燃燒中脫硫 v不同濃度不同濃度SO2尾氣凈化尾氣凈化 v主要脫硫工藝主要脫硫工藝 v流化床燃燒技術(shù)流化床燃燒技術(shù) 氣流速度介于臨界速度和輸送速度之間，煤粒保持流化 狀態(tài) 流化床利于燃料的充分燃燒 分類 n按流態(tài)：鼓泡流化床和循環(huán)流化床按流態(tài)：鼓泡流化床和循環(huán)流化床 n按運(yùn)行壓力：常壓流化床和增壓流化床按運(yùn)行壓力：常壓流化床和增壓流化床 v流化床脫硫的化學(xué)過程流化床脫硫的化學(xué)過程 脫硫劑：石灰石（CaCO3）、白云石（CaCO3MgCO3） 爐內(nèi)化學(xué)反

9、應(yīng) 流化床燃燒方式為脫硫提供了理想的環(huán)境 CaSO4的摩爾體積大于CaCO3，由于孔隙堵塞，CaO不可能完 全轉(zhuǎn)化為CaSO4 32 224 1 2 CaCOCaOCO CaOSOOCaSO v1.鈣硫比鈣硫比 表示脫硫劑用量的指標(biāo)，影響最大的性能參數(shù) 脫硫率（）可以用Ca/S（R）近似表達(dá) 1 exp()mR m綜合影響參數(shù) v 2.煅燒溫度煅燒溫度 存在最佳脫硫溫度范圍 溫度低時(shí)，孔隙量少、孔徑小，反應(yīng)被限制在顆粒外表面 溫度過高，CaCO3的燒結(jié)作用變得嚴(yán)重 v3.脫硫劑的顆粒尺寸和孔隙結(jié)構(gòu)脫硫劑的顆粒尺寸和孔隙結(jié)構(gòu) 顆粒尺寸小于臨界尺寸時(shí)發(fā)生揚(yáng)析，并非越小越好 顆?？紫督Y(jié)構(gòu)應(yīng)有適當(dāng)?shù)目?/p>

10、徑大小，既保證一定孔隙容積， 又保證孔道不易堵塞 v4.脫硫劑的種類脫硫劑的種類 白云石的孔徑分布和低溫煅燒性能好，但易發(fā)生爆裂揚(yáng)析， 且用量大近兩倍 v不同溫度下的再生反應(yīng)不同溫度下的再生反應(yīng) 42232 CaSOH OCOCaCOH S 5407000C 42 422 44 44 CaSOCOCaSCO CaSOHCaOH O 8709300C（二級再生法） 422 4222 CaSOCOCaOCOSO CaSOHCaOH OSO 11000C以上（一級再生法） v煙氣脫硫概述煙氣脫硫概述 v燃燒前脫硫燃燒前脫硫 v燃燒中脫硫燃燒中脫硫 v不同濃度不同濃度SO2尾氣凈化尾氣凈化 v主要脫硫

11、工藝主要脫硫工藝 冶煉廠、硫酸廠和造紙廠等工業(yè)，SO2濃度通常240 化學(xué)反應(yīng)式 反應(yīng)1為放熱反應(yīng)，溫度低時(shí)轉(zhuǎn)化率高 工業(yè)上一般采用多層催化床層 223 3224 1 2 SOOSO SOH OH SO v燃燒設(shè)施直接排放的燃燒設(shè)施直接排放的SO2濃度通常為濃度通常為10-410-3數(shù)量級數(shù)量級 v由于由于SO2濃度低，煙氣流量大，煙氣脫硫通常比較昂貴濃度低，煙氣流量大，煙氣脫硫通常比較昂貴 v分類分類 脫硫產(chǎn)物處置方式：拋棄法和再生法 脫硫產(chǎn)物狀態(tài)：濕法和干法 v煙氣脫硫概述煙氣脫硫概述 v燃燒前脫硫燃燒前脫硫 v燃燒中脫硫燃燒中脫硫 v不同濃度不同濃度SO2尾氣凈化尾氣凈化 v主要脫硫工藝

12、主要脫硫工藝 v濕法：石灰濕法：石灰/石灰石洗滌石灰石洗滌 v改進(jìn)濕法：改進(jìn)石灰石改進(jìn)濕法：改進(jìn)石灰石/石灰石灰 v半干法：噴霧干燥法煙氣脫硫半干法：噴霧干燥法煙氣脫硫 v干法：噴鈣干法：噴鈣 v電子束照射法電子束照射法 v吸附法：活性炭吸附吸附法：活性炭吸附 v1.石灰石石灰石/石灰法洗滌石灰法洗滌 目前應(yīng)用最廣泛的脫硫技術(shù) v1.石灰石石灰石/石灰法洗滌（續(xù)）石灰法洗滌（續(xù)） 影響因素：pH、液氣比、鈣硫比、氣流速度、漿液的固體含量、 SO2濃度、吸收塔結(jié)構(gòu) v1.石灰石石灰石/石灰法洗滌（續(xù)）石灰法洗滌（續(xù)） v1.石灰石石灰石/石灰法洗滌（續(xù)）石灰法洗滌（續(xù)） 解決的問題 n設(shè)備腐蝕設(shè)

13、備腐蝕 n結(jié)垢和堵塞結(jié)垢和堵塞 n除霧器阻塞除霧器阻塞 n脫硫劑的利用率脫硫劑的利用率 n液固分離液固分離 n固體廢物的處理處置固體廢物的處理處置 圖1 太原第一熱電廠的簡易型煙氣脫硫流程圖 v2.改進(jìn)的石灰石改進(jìn)的石灰石/石灰濕法煙氣脫硫石灰濕法煙氣脫硫 加入己二酸的石灰石法 n己二酸抑制氣液界面上己二酸抑制氣液界面上SO2溶解造成的溶解造成的pH值降低，加值降低，加 速液相傳質(zhì)速液相傳質(zhì) n己二酸鈣的存在增加了液相與己二酸鈣的存在增加了液相與SO2的反應(yīng)能力的反應(yīng)能力 n降低鈣硫比降低鈣硫比 添加硫酸鎂 nSO2以可溶性鹽的形式吸收，解決結(jié)垢問題以可溶性鹽的形式吸收，解決結(jié)垢問題 v2.改

14、進(jìn)的石灰石改進(jìn)的石灰石/石灰濕法煙氣脫硫（續(xù)）石灰濕法煙氣脫硫（續(xù)） 雙堿流程 n用堿金屬或堿類水溶液吸收用堿金屬或堿類水溶液吸收SO2，后用石灰或石灰石再，后用石灰或石灰石再 生生 n解決結(jié)垢問題和提高解決結(jié)垢問題和提高SO2的利用率的利用率 v3.噴霧干燥法煙氣脫硫噴霧干燥法煙氣脫硫 一種濕干法脫硫工藝，市場份額僅次于濕鈣法 脫硫過程 nSO2被霧化的被霧化的Ca(OH)2漿液或漿液或Na2CO3溶液吸收溶液吸收 n溫度較高的的煙氣干燥液滴形成干固體廢物溫度較高的的煙氣干燥液滴形成干固體廢物 n干廢物由袋式或電除塵器捕集干廢物由袋式或電除塵器捕集 設(shè)備和操作簡單，廢物量小，能耗低（濕法的1

15、/21/3) v3.噴霧干燥法煙氣脫硫（續(xù)）噴霧干燥法煙氣脫硫（續(xù)） 主要過程 n吸收劑制備吸收劑制備 n吸收和干燥吸收和干燥 n固體捕集固體捕集 n固體廢物處置固體廢物處置 22232 32242 () ( )( )( )2( ) 2( )0.5( )2( ) Ca OHsSO gH O lCaSOH O s CaSOH O sO gCaSOH O s v海水脫硫主要是利用海水中的天然堿度進(jìn)行脫硫。海水的海水脫硫主要是利用海水中的天然堿度進(jìn)行脫硫。海水的pH一般一般 為為7.68.3，堿度（，堿度（CO32-、HCO3-）為）為2.02.8 mg/L。煙氣中。煙氣中 SO2被海水吸收轉(zhuǎn)化為被

16、海水吸收轉(zhuǎn)化為HSO3-和和SO32-，在空氣氧化作用下轉(zhuǎn)化為，在空氣氧化作用下轉(zhuǎn)化為 硫酸鹽，吸收硫酸鹽，吸收SO2后的酸性水被后的酸性水被CO32-、HCO3-中和，中和后產(chǎn)生中和，中和后產(chǎn)生 的的CO2直接排空。直接排空。 v4.其他濕法脫硫工藝（續(xù)）其他濕法脫硫工藝（續(xù)） 海水脫硫法 v4.其他濕法脫硫工藝（續(xù)）其他濕法脫硫工藝（續(xù)） 氨法 n氨水做吸收劑氨水做吸收劑 322423 4232243 () ()2 NHSOH ONHSO NHSOSOH ONH HSO v5.干法脫硫技術(shù)干法脫硫技術(shù) 干法噴鈣脫硫 v5.干法脫硫技術(shù)干法脫硫技術(shù) 循環(huán)流化床煙氣脫硫 v6.電子束輻射法電子

17、束輻射法 6. 電子束照射法電子束照射法(EBA)： 原理：煙氣經(jīng)電子束照射后，高能電子的能量被原理：煙氣經(jīng)電子束照射后，高能電子的能量被O2， H2O等分子吸收，產(chǎn)生大量高反應(yīng)活性的自由基或自由等分子吸收，產(chǎn)生大量高反應(yīng)活性的自由基或自由 電子。電子。 O2，H2O 2O，H，OH等等 NH3，H2O，SO2，NO2 SO3，N2O5 H2SO3，HNO3 (NH3)2SO4，NH3NO3 e* O，H，OH NH3，H2O 應(yīng)用：四川成都電廠應(yīng)用：四川成都電廠90MW機(jī)組機(jī)組 優(yōu)點(diǎn)是能同時(shí)脫硫脫硝，能夠生成硫銨和硝銨等化優(yōu)點(diǎn)是能同時(shí)脫硫脫硝，能夠生成硫銨和硝銨等化 肥副產(chǎn)品，反應(yīng)時(shí)間短速度

18、快，設(shè)備投資少。缺點(diǎn)肥副產(chǎn)品，反應(yīng)時(shí)間短速度快，設(shè)備投資少。缺點(diǎn) 是能耗大，煙氣輻射裝置目前未達(dá)到實(shí)用大鍋爐的是能耗大，煙氣輻射裝置目前未達(dá)到實(shí)用大鍋爐的 要求。要求。 Sulfur Adsorbed SO2 Flue gas Concentrated SO2 H2SO4 7. 活性焦炭吸附脫硫 v吸附法是利用多孔性固態(tài)物質(zhì)吸附水中污染物來處吸附法是利用多孔性固態(tài)物質(zhì)吸附水中污染物來處 理廢水的一種常用方法。工業(yè)應(yīng)用主要問題是吸附理廢水的一種常用方法。工業(yè)應(yīng)用主要問題是吸附 劑的研制、篩選和合理應(yīng)用。吸附是吸附劑對吸附劑的研制、篩選和合理應(yīng)用。吸附是吸附劑對吸附 質(zhì)的吸附過程。質(zhì)的吸附過程。 v常用吸附劑有漂白土、活性白土、活性氧化鋁、硅常用吸附劑有漂白土、活性白土、活性氧化鋁、硅 膠、合成有機(jī)吸附樹脂、合成分子篩、活性炭等。膠、合成有機(jī)吸附樹脂、合成分子篩、活性炭等。 v吸附作用分為兩類：物理吸附和化學(xué)吸附。吸附作用分為兩類：物理吸附和化學(xué)吸附。 v物理吸