能源利用現(xiàn)狀和排硫污染控制

1、能源利用現(xiàn)狀和排硫污染控制主要內(nèi)容： 一、能源利用現(xiàn)狀 二、煤炭資源 三、能源利用中的主要污染物 四、硫化物性質(zhì) 五、二氧化硫的危害 六、硫化物監(jiān)測(cè)與脫硫方法一、能源利用現(xiàn)狀 一、能源利用現(xiàn)狀太陽(yáng)能生物質(zhì)能風(fēng)能地?zé)崮軞淠芎Ｑ竽艹毕苎罅髂懿ɡ四苄履茉匆?、能源利用現(xiàn)狀一、能源利用現(xiàn)狀一、能源利用現(xiàn)狀小結(jié)： 1.中國(guó)是煤炭大國(guó)，使用煤炭的歷史悠久。 2.中國(guó)在一定時(shí)間內(nèi)的能源仍以煤炭為主。二、煤炭資源 1.概念 煤炭是古代植物埋藏在地下經(jīng)歷了復(fù)雜的生物化學(xué)和物理化學(xué)變化逐漸形成的固體可燃性礦物。二、煤炭資源煤的分類無(wú)煙煤煙煤褐煤泥煤95%以上70%以上 60%70%50%60%二、煤炭資源3.硫含

2、量 煤中硫又可分為有機(jī)硫和無(wú)機(jī)硫兩大類。 高硫煤 大于4%； 富硫煤 2.5%4%； 中硫煤 1.5%2.5%； 低硫煤 1.0%1.5%； 特低硫煤 小于或等于1%。煤按硫含量分類二、煤炭資源三、能源利用產(chǎn)生的污染物 能源利用的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生很多的污染物。大規(guī)模使用化石燃料至今，環(huán)境污染已經(jīng)到了地球難以承受的程度。全球環(huán)境問(wèn)題，已經(jīng)成為當(dāng)今人類所必須解決的生存問(wèn)題。 三、能源利用產(chǎn)生的污染物1.污染物種：硫化物氮化物煙塵二氧化碳三、能源利用產(chǎn)生的污染物 硫化物是主要的大氣污染物，主要表現(xiàn)在酸雨上。 硫在地殼中含量頗豐，在地球上分布廣泛，煤炭、石油、天然氣等礦物燃料和有色金屬、黑色金屬礦床乃至具

3、有代謝功能的蛋白質(zhì)分子中都含有硫。 三、能源利用產(chǎn)生的污染物三、能源利用產(chǎn)生的污染物1.2氮氧化物 NOX對(duì)環(huán)境的損害作用極大，它既是形成酸雨的主要物質(zhì)之一，也是形成大氣中光化學(xué)煙霧的重要物質(zhì)和消耗O3的一個(gè)重要因子。 三、能源利用產(chǎn)生的污染物 NOX來(lái)源： 天然排放的NOX,主要來(lái)自土壤和海洋中有機(jī)物的分解，屬于自然界的氮循環(huán)過(guò)程。 人為活動(dòng)排放的NOX，大部分來(lái)自化石燃料的燃燒過(guò)程；也來(lái)自生產(chǎn)、使用硝酸的過(guò)程。三、能源利用產(chǎn)生的污染物 它也是大氣污染的主要因素之一。 一次顆粒物是由天然污染源和人為污染源釋放到大氣中直接造成污染的顆粒物。 二次顆粒物是由大氣中某些污染氣體組分之間，或這些組分

4、與大氣中的正常組分之間通過(guò)光化學(xué)氧化反應(yīng)、催化氧化反應(yīng)或其他化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化生成的顆粒物。 三、能源利用產(chǎn)生的污染物顆粒物危害：造成大氣能見度降低。大量的顆粒物落在植物葉子上影響植物生長(zhǎng)。粒徑在 3.5微米以下的顆粒物，引起或加重呼吸系統(tǒng)的疾病。大氣中大量的顆粒物，干擾太陽(yáng)和地面的輻射，從而對(duì)地區(qū)性甚至全球性的氣候發(fā)生影響。三、能源利用產(chǎn)生的污染物 二氧化碳是能源利用中產(chǎn)生最多的物質(zhì)，目前科學(xué)界的主要將它視為溫室效應(yīng)的主要?dú)怏w。三、能源利用產(chǎn)生的污染物 二氧化碳危害： 空氣中二氧化碳的體積分?jǐn)?shù)為1%時(shí)，感到氣悶，頭昏，心悸；4%-5%時(shí)感到眩暈。6%以上時(shí)使人神志不清、呼吸逐漸停止以致死亡 。四、

5、硫化物性質(zhì) 硫又叫硫磺，黃色固體，能與氧、氫、鹵素（除碘外）和大多數(shù)金屬化合，化合價(jià)有-2、+4、+6。各種礦物燃料都含硫，有色金屬和黑色金屬多為硫化物礦床。硫是構(gòu)成蛋白質(zhì)的基本元素，決定著蛋白質(zhì)分子的立體構(gòu)形。四、硫化物性質(zhì)硫化物： 無(wú)機(jī)化學(xué)中，硫化物指電正性較強(qiáng)的金屬或非金屬與硫形成的一類化合物，如二氧化硫。大多數(shù)金屬硫化物都可看作氫硫酸的鹽。由于氫硫酸是二元弱酸，因此硫化物可分為酸式鹽、正鹽和多硫化物三類。 四、硫化物性質(zhì) 有機(jī)化學(xué)中，硫化物指含有二價(jià)硫的有機(jī)化合物。根據(jù)具體情況的不同，有機(jī)硫化物可包括：硫醚（R-S-R）、硫酚/硫醇（Ar/R-SH）、硫醛（R-CSH）、硫代羧酸和二硫

6、化物（R-S-S-R）等。四、硫化物性質(zhì)四、硫化物性質(zhì) 大氣中的含硫化合物有SO2、H2S、H2SO4、硫酸鹽和有機(jī)硫化物等。其中SO2是主要的污染物。 四、硫化物性質(zhì)二氧化硫的來(lái)源：天然來(lái)源：硫化氫氧化、活火山噴發(fā)氣體、地面動(dòng)植物的腐爛發(fā)酵等。人為來(lái)源：主要是礦物質(zhì)燃料燃燒和硫化礦物的冶煉過(guò)程，其中礦物燃料的燃燒約占到總二氧化硫排放的80%。四、硫化物性質(zhì)大氣中二氧化硫可能參與的反應(yīng)途徑有：光化學(xué)反應(yīng)存在氮氧化物或碳?xì)溲趸飼r(shí)的光化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)在微水滴中的化學(xué)反應(yīng)四、硫化物性質(zhì) 大氣中二氧化硫的吸收光譜有3個(gè)：吸收帶的波長(zhǎng)為340 400nm，是一個(gè)弱吸收帶吸收帶的波長(zhǎng)為240330nm，

7、是一個(gè)強(qiáng)吸收帶吸收帶的波長(zhǎng)開始于240nm，但是這個(gè)波長(zhǎng)在底層大氣中時(shí)不重要的。四、硫化物性質(zhì) 二氧化硫的離解能是564.8 ，相當(dāng)于218nm的光 , 所以二氧化硫在對(duì)流層中不可能被光解，當(dāng)能量值達(dá)到最大吸收波長(zhǎng)的能量時(shí)，二氧化硫?qū)膯沃鼗鶓B(tài)躍遷到最低三重態(tài)：四、硫化物性質(zhì) 如果吸收光的波長(zhǎng)達(dá)到 ，二氧化硫就會(huì)從單重基態(tài)變成激發(fā)單重態(tài) 但是，能量較高的激發(fā)單態(tài)很不穩(wěn)定，很快通過(guò)內(nèi)部穿越過(guò)程轉(zhuǎn)變?yōu)槿貞B(tài)，并放出磷光。四、硫化物性質(zhì) 上述過(guò)程也可能在與另一個(gè)二氧化硫分子碰撞時(shí)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)移而發(fā)生，或者與第三種物質(zhì)相碰撞失活而轉(zhuǎn)為基態(tài)分子四、硫化物性質(zhì) 由于三重態(tài)二氧化硫的壽命很長(zhǎng)，大約有1000s

8、。三重態(tài)的二氧化硫可以使基態(tài)二氧化硫氧化成三氧化硫。四、硫化物性質(zhì) 當(dāng)大氣中的二氧化硫收到波長(zhǎng)小于218nm的太陽(yáng)輻射時(shí)，二氧化硫發(fā)生光解。總的化學(xué)反應(yīng)為：四、硫化物性質(zhì) 在光氧化的過(guò)程中，反應(yīng)生成的三氧化硫也會(huì)吸收240330nm的光輻射，分解成二氧化硫四、硫化物性質(zhì)1）二氧化硫與原子氧的反應(yīng)當(dāng)空氣中大量存在二氧化氮時(shí)，二氧化氮在光的作用下分解產(chǎn)生原子氧，基態(tài)的原子氧與二氧化硫反應(yīng)生成三氧化硫。四、硫化物性質(zhì)2）二氧化硫與 和 的反應(yīng) 二氧化硫氧化的另一條重要途徑可能包含氫氧自由基對(duì)二氧化硫的氧化 四、硫化物性質(zhì)3）二氧化硫在有碳?xì)浠衔锎嬖谙碌姆磻?yīng) 在含有二氧化硫的大氣中，如果同時(shí)含有氮氧

9、化物和碳?xì)浠飼r(shí)，則在陽(yáng)光照射下二氧化硫的光氧化速率會(huì)明顯增加，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于在清潔大氣中觀察到的速率值。 四、硫化物性質(zhì)二氧化硫與乙烯氣體的反應(yīng)其中 為固體物質(zhì)。四、硫化物性質(zhì)4）二氧化硫在微水滴中的反應(yīng) 在對(duì)流層中二氧化硫的氧化主要是通過(guò)均相反應(yīng)和異相反應(yīng)兩種方式進(jìn)行的。二氧化硫的均相反應(yīng)過(guò)程為：四、硫化物性質(zhì)注意：大氣中的氫氧自由基氧化二氧化硫的速率比過(guò)氧化氫自由基或者過(guò)氧化烷氧基自由基氧化二氧化硫的速率高的多。二氧化硫的氧化速率與光的強(qiáng)度成正比。問(wèn)題：是不是說(shuō)高空二氧化硫氧化的更快呢？四、硫化物性質(zhì) 實(shí)際上，近地面大氣中的二氧化硫的氧化速率比高空的二氧化硫的氧化速率要快的多。 這說(shuō)明，二氧化

10、硫氧化不是單純的均相反應(yīng)，而是多相氧化和催化的結(jié)果。四、硫化物性質(zhì) 起催化作用的元素主要是過(guò)渡族金屬元素。四、硫化物性質(zhì) 經(jīng)試驗(yàn)研究表明： 如果水滴中存在Mn2+,Fe2+,Cu2+時(shí)，可以使二氧化硫的氧化速率分別增加12.2倍，3.5倍和2.4倍。四、硫化物性質(zhì) 在水滴存在的情況下，二氧化硫常常會(huì)被大氣中的顆粒物所吸附，特別是被煤煙中的細(xì)小碳顆粒所吸附，從而發(fā)生界面氧化：四、硫化物性質(zhì)小結(jié)： 通過(guò)上面的分析，我們可以看到，大氣中的二氧化硫經(jīng)過(guò)各種化學(xué)反應(yīng)之后，大部分都形成了硫酸以及硫酸鹽，另一部分則與有機(jī)物結(jié)合形成了氣溶膠。五、二氧化硫危害中國(guó)大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定： 一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：SO233 二

11、級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：SO233。 三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：SO233。中央電視臺(tái)空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)內(nèi)容空氣污染指數(shù)空氣質(zhì)量級(jí)別首要污染物050優(yōu)/51100良二氧化硫101150輕微污染二氧化硫、可吸入顆粒物151200輕度污染二氧化硫、可吸入顆粒物201250中度污染二氧化硫、可吸入顆粒物250以上重度污染二氧化硫、可吸入顆粒物五、二氧化硫危害 大氣中的二氧化硫?qū)ψ匀唤缰械奈：χ灰憩F(xiàn)在兩個(gè)層面：環(huán)境生物效應(yīng)和生態(tài)效應(yīng)。 五、二氧化硫危害 環(huán)境生物效應(yīng)是指各種環(huán)境因素變化而導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)變異的效果。環(huán)境生物效應(yīng)的后果時(shí)間上有長(zhǎng)有短、程度上有重有輕。 生態(tài)效應(yīng)：指人為活動(dòng)造成的環(huán)境污染和環(huán)境破壞引起生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的變化。

12、五、二氧化硫危害對(duì)人的危害：1.易溶于血液，導(dǎo)致多種疾病發(fā)生2.使青少年免疫力低下，抗病能力減弱3.硫酸鹽氣溶膠，增加病人死亡率4.硫酸酸霧進(jìn)入肺部，引起肺纖維化病變五、二氧化硫危害對(duì)植物的危害：2.低濃度時(shí)，植物生長(zhǎng)機(jī)能受到影響，產(chǎn)量降低，品質(zhì)變壞五、二氧化硫危害 此外，大氣中的二氧化硫?qū)饘俚母g，尤其是鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕作用也不容小覷。 暴露在空氣中的工業(yè)設(shè)施、生活設(shè)施和交通設(shè)施，在二氧化硫的作用下常常會(huì)提前報(bào)廢。五、二氧化硫危害 二氧化硫的生態(tài)效應(yīng)主要表現(xiàn)為二氧化硫被氧化形成的酸雨。 酸雨是指pH5.6的雨雪或其他形式的降水或浮塵。我國(guó)的酸雨多為硫酸雨，少為硝酸雨。五、二氧化硫危害酸雨的危害

13、： 酸雨在國(guó)外被稱為“空中死神”。它的主要危害表現(xiàn)在4個(gè)方面。五、二氧化硫危害1）破壞森林、草原和農(nóng)作物 酸雨會(huì)影響農(nóng)作物的葉子，同時(shí)土壤中的金屬元素被酸雨溶解，造成礦物質(zhì)的大量流失，植物得不到充足的養(yǎng)分，將會(huì)枯萎死亡。五、二氧化硫危害2）土壤酸堿性增強(qiáng)，湖泊酸化，生態(tài)環(huán)境受損。五、二氧化硫危害3）破壞建筑物 酸雨使非金屬建筑物材料如混凝土、砂漿和灰砂磚等的水泥溶解，出現(xiàn)裂縫，導(dǎo)致建筑物損壞。酸雨使名勝古跡面目全非。文化遺產(chǎn)的破壞日益嚴(yán)重，令人擔(dān)憂。五、二氧化硫危害4）酸雨對(duì)人體也有不良影響 眼角膜和呼吸道粘膜對(duì)酸類十分敏感，受酸雨刺激，導(dǎo)致紅眼病和支氣管炎。農(nóng)田土壤酸化，是土壤礦物中的有害重

14、金屬，如汞及鉛等再溶出，有食物鏈傳送進(jìn)入人身，影響人體健康，嚴(yán)重的將導(dǎo)致死亡。五、二氧化硫危害酸雨區(qū)：六、硫化物監(jiān)測(cè)與脫硫方法 法律依據(jù)：中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法 和中華人民共和國(guó)大氣污染防治法 1）國(guó)務(wù)院關(guān)于酸雨控制區(qū)和二氧化硫污染控制區(qū)有關(guān)問(wèn)題的批復(fù) 2）國(guó)務(wù)院關(guān)于落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)的決定 3）國(guó)家環(huán)境保護(hù)十一五規(guī)劃 4）鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)六、硫化物監(jiān)測(cè)與脫硫方法 十一五規(guī)劃綱要：到2010年，二氧化硫排放量由2005年的2549萬(wàn)噸減少到2295萬(wàn)噸。 十二五規(guī)劃綱要：非化石能源占一次能源消費(fèi)比重達(dá)到11.4%。二氧化硫排放分別減少8%，氨氮、氮氧化物排放分別減少10%。六、

15、硫化物監(jiān)測(cè)與脫硫方法 2.1電導(dǎo)原理和庫(kù)侖原理而制成的二氧化硫測(cè)定儀器現(xiàn)在已被廣泛使用（這種儀器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，但是在抗干擾方面不及火焰光度法） 根據(jù)物質(zhì)分子吸收光譜和熒光光譜能基躍遷機(jī)理，具有吸收光子能力的物質(zhì)在特定波長(zhǎng)下，課瞬間發(fā)射出熒光。六、硫化物監(jiān)測(cè)與脫硫方法 二氧化硫被四氯汞鉀吸收后形成穩(wěn)定的絡(luò)合物，再與甲醛及鹽酸副玫瑰苯胺作用生成玫瑰紫色化合物，比色定量。3，缺點(diǎn)是需要?dú)錃庠?，需增加安全措施。六、硫化物監(jiān)測(cè)與脫硫方法大氣中的硫污染控制主要包括3大類：脫硫方法燃燒前脫硫燃燒中脫硫燃燒后脫硫六、硫化物監(jiān)測(cè)與脫硫方法 主要才使用物理、化學(xué)及微生物的方法脫除煤中的硫。包括：煤炭的固態(tài)

16、加工、煤炭轉(zhuǎn)化和重油脫硫。六、硫化物監(jiān)測(cè)與脫硫方法 在燃燒過(guò)程中，加入固硫劑，使煤中的硫轉(zhuǎn)化為硫酸鹽，加以脫除。主要方法有：型煤固硫法和循環(huán)流化床脫硫法。六、硫化物監(jiān)測(cè)與脫硫方法 燃燒后脫硫主要是對(duì)燃燒生成的煙氣中等的二氧化硫和三氧化硫進(jìn)行處理。這類方法眾多，如石灰石石膏法；石灰石膏法；氧化鎂硫酸鎂法等。附錄：各行業(yè)SO2 排放情況介紹附錄：十二五各地區(qū)SO2排放量附錄：附錄：SO2污染控制區(qū)和酸雨控制區(qū)SO2污染控制區(qū)近年來(lái)環(huán)境空氣二氧化硫年平均濃度超過(guò)國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；日平均濃度超過(guò)國(guó)家三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；二氧化硫排放量較大；以城市為基本控制單元。附錄：酸雨控制區(qū)現(xiàn)狀監(jiān)測(cè)降水pH4.5；硫沉降超過(guò)臨界負(fù)

17、荷； 二氧化硫排放量較大的區(qū)域； 國(guó)家級(jí)貧困縣暫不劃入酸雨控制區(qū)。附錄：上海市 上海市江蘇省 南京市、揚(yáng)州市、南通市、鎮(zhèn)江市、無(wú)錫市、蘇州市、泰州市浙江省 杭州市、寧波市、溫州市、嘉興市、湖州市、紹興市、金華市、衢州市(市區(qū)及江山市、衢縣、龍游縣)、臺(tái)州市安徽省 蕪湖市、銅陵市、馬鞍山市、黃山市、巢湖地區(qū)、宣城地區(qū)附錄：福建省 福州市、廈門市、三明市、泉州市、漳州市、龍巖市 江西省 南昌市、萍鄉(xiāng)市、九江市、鷹潭市、撫州地區(qū)、吉安市、贛州市湖北省 武漢市、黃石市、荊州市、宜昌市、荊門市、鄂州市、潛江市、咸寧地區(qū)湖南省 長(zhǎng)沙市、株州市、湘潭市、衡陽(yáng)市、岳陽(yáng)市、常德市、張家界市、郴州市、益陽(yáng)市、婁底

18、地區(qū)、懷化市、吉首市廣東省 廣州市、深圳市、珠海市、汕頭市、韶關(guān)市、惠州市、汕尾市、東莞市、中山市、江門市、佛山市、湛江市、肇慶市、云浮市、清遠(yuǎn)市、潮州市、揭陽(yáng)市附錄：廣西壯族自治區(qū) 南寧市、柳州市、桂林市、梧州市、玉林市、貴港市、南寧地區(qū)（上林縣、崇左縣、賓陽(yáng)縣、橫縣）、柳州地區(qū)（合山市、來(lái)賓縣、鹿寨縣）、桂林地區(qū)（靈川縣、全州縣、興安縣、荔浦縣、永福縣）、賀州地區(qū)（賀州市、鐘山縣）、河池地區(qū)（河池市、宜州市）重慶市 渝中區(qū)、江北區(qū)、沙坪壩區(qū)、南岸區(qū)、九龍坡區(qū)、大渡口區(qū)、渝北區(qū)、北碚區(qū)、巴南區(qū)及萬(wàn)盛區(qū)、雙橋區(qū)、涪陵區(qū)、永川市、合川市、江津市、長(zhǎng)壽縣、榮昌縣、大足縣、綦江縣、璧山縣、銅梁縣、潼南縣附錄：四川省 成都市、自貢市、攀枝花市、瀘州市、德陽(yáng)市、綿陽(yáng)市、遂寧市、內(nèi)江市、樂(lè)山市、南充市、宜賓市、廣安地區(qū)、眉山地區(qū)貴州省 貴陽(yáng)市、遵義市、安順地區(qū)、興義市、凱里市、都勻市云南省 昆明市、曲靖市、玉溪市、昭通市、個(gè)舊市、開遠(yuǎn)市、楚雄市附錄：北京市 東城區(qū)、