大氣污染控制工程：第五章 二氧化硫控制技術(shù)（2）

1、1二氧化硫控制技術(shù)(2)第五章21.大氣污染控制技術(shù)發(fā)展概況2.硫循環(huán)及硫排放3.燃燒前和燃燒中脫硫技術(shù)與工藝4.燃燒后脫硫技術(shù)及其研究進(jìn)展5.燃媒二氧化硫污染控制技術(shù)綜合評價(jià)6.中國控制酸雨和二氧化硫污染的政策、措施和重大行動目錄31.高濃度SO2尾氣的回收和凈化冶煉廠、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（常見的工業(yè)催化劑五氧化二釩）脫硫燃燒后煙氣脫硫技術(shù)4高濃度SO2尾氣的回收和凈化5燃燒設(shè)施直接排放的SO2濃度通常為10-410-3數(shù)量級由于SO2濃度低，煙氣流量大，煙氣脫硫通常比較昂貴分類脫硫產(chǎn)物處置方式：拋

2、棄法和再生法脫硫劑狀態(tài)：濕法和干法低濃度SO2煙氣脫硫6低濃度SO2煙氣脫硫7低濃度SO2煙氣脫硫8燃煤二氧化物污染控制技術(shù)現(xiàn)狀：國內(nèi)煙氣脫硫技術(shù)低濃度SO2煙氣脫硫9國內(nèi)引進(jìn)的7種煙氣脫硫(FGD)試點(diǎn)工程主要情況簡介 試點(diǎn)電廠脫硫工藝投產(chǎn)日期供應(yīng)商機(jī)量MW脫硫效率Ca/S運(yùn)行穩(wěn)定性主要問題珞璜電廠濕式灰石法92.9/93.4日本三菱720951.021.05運(yùn)行率1995年6064，1996年8185，煙氣加熱器腐蝕，結(jié)垢，堵灰，二期改進(jìn)。太原一熱高速平流石灰石法96.10日本日立15080851.11.2未發(fā)現(xiàn)過因脫硫設(shè)備質(zhì)量而停用，第一排噴霧器和除霧器有結(jié)垢現(xiàn)象。黃島電廠旋轉(zhuǎn)噴霧94.

3、10日本三菱7570751.895年運(yùn)行3795 h,96年4098 h,旋轉(zhuǎn)噴霧設(shè)施易磨,反應(yīng)塔有結(jié)垢,制漿系統(tǒng)易堵.成都熱電電子束法97.7日本荏原75801997年7月投產(chǎn),1997年11月后逐步穩(wěn)定,內(nèi)江高壩循環(huán)流化床96.9芬蘭奧斯龍1009095（2.88）1996.111997.3改造后保持100 MW,冷渣器出力偏小,調(diào)峰,煤種適應(yīng)性好. 深圳瑪灣海水脫硫98挪威ABB30090南京下關(guān)LIFAC活化反應(yīng)器98.12芬蘭IVO25070752.510目前世界上所擁有的燃燒后脫硫技術(shù)（FGD）有上百種之多，這些工藝主要包括：(1)濕法脫硫技術(shù)，共占全世界FGD裝置總量的85%左右

4、，其中石灰-石膏法約占36.7%，其它濕法脫硫技術(shù)約占48.3%；(2)半干法脫硫技術(shù)，主要包括噴霧干燥脫硫技術(shù)、爐內(nèi)噴射吸收劑/增溫活化脫硫技術(shù)等，約占全世界FGD裝置總量的近10%；(3)干法脫硫技術(shù)，包括煙氣循環(huán)流化床脫硫技術(shù)、等離子體脫硫技術(shù)等。 據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球燃煤電廠已有近千臺煙氣脫硫裝置，總裝機(jī)容量達(dá)240GW。燃煤二氧化物污染控制技術(shù)現(xiàn)狀：國外煙氣脫硫技術(shù)低濃度SO2煙氣脫硫傳質(zhì)過程傳質(zhì)過程的影響因素吸收質(zhì)與吸收劑設(shè)備、填料類型流動狀況操作條件常見吸收設(shè)備1、填料塔2、篩板塔3、噴淋塔4、鼓泡塔131.石灰石/石灰法洗滌（石灰石/石灰石膏法）目前應(yīng)用最廣泛的脫硫技術(shù)低濃度SO2煙氣

5、脫硫主要煙氣脫硫工藝14優(yōu)點(diǎn)是脫硫效率高，可達(dá)95%以上，鈣利用率高在93%以上，系統(tǒng)可靠性達(dá)99%，自動化程度高，技術(shù)成熟度和可靠性高。缺點(diǎn)是投資大，一般要占到電廠總投資的10-15%；吸收塔和管道需要防腐處理；脫硫產(chǎn)品石膏產(chǎn)生量大，目前開發(fā)利用率低，大都直接堆放或填埋；占地面積大；脫硫動力消耗較大，占總發(fā)電量的1.5-2%。石灰石料倉漿液槽吸收塔石膏增稠器除塵器氧化槽煙氣石膏脫水機(jī)石膏氣氣換熱器潔凈煙氣低濃度SO2煙氣脫硫主要煙氣脫硫工藝石灰石-石膏法工藝流程15脫硫塔的外觀16典型石灰石-石灰法系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)步驟低濃度SO2煙氣脫硫主要煙氣脫硫工藝1、獲取參數(shù)（煙氣量、二氧化硫濃度）2、確

6、定工藝3、脫硫塔參數(shù)計(jì)算4、確定循環(huán)泵循環(huán)量5、計(jì)算氧化風(fēng)機(jī)風(fēng)量6、計(jì)算GGH的換熱量7、計(jì)算石灰石添加量8、計(jì)算石膏產(chǎn)量9、水平衡，加水量和蒸發(fā)量簡單計(jì)算某電廠1臺600MW機(jī)組，采用石灰石-石膏法進(jìn)行煙氣脫硫，計(jì)算每小時(shí)所需的石灰石量、生產(chǎn)的石膏量？題干中的信息：1臺600MW機(jī)組，石灰石-石膏煙氣量：2 000 000 Nm3/h，SO2濃度2000mg/m3，脫除效率95%至100mg/m3可以推測物料平衡計(jì)算：1、石灰石消耗量：2000000*（2000-100）*10-9*（100/64）=5.94噸/小時(shí)2、生成的石膏量： 2000000*（2000-100）*10-9*（172

7、/64）=10.2噸/小時(shí)每天120噸石膏，約40m3！CaSO3 CaSO42H2O美國：填埋日本：全部資源化中國：建筑材料歐洲：填埋石膏資源化方式：1、煅燒，制備熟石膏2、再結(jié)晶制備價(jià)值高的-半水石膏19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)低濃度SO2煙氣脫硫主要煙氣脫硫工藝石灰石-石膏法反應(yīng)機(jī)理20低濃度SO2煙氣脫硫主要煙氣脫硫工藝石灰石-石膏法脫硫塔結(jié)構(gòu)大部分脫硫工藝選用的結(jié)構(gòu)21設(shè)備腐蝕：帶水煙氣引起的下游煙道腐蝕，脫硫循環(huán)漿液里的氯離子帶來的腐蝕結(jié)垢和堵塞：亞硫酸鈣溶解度低，容易結(jié)垢，需強(qiáng)制氧化把亞硫酸鈣在塔內(nèi)變成硫酸鈣除霧器阻塞：固體

8、殘留在除霧器上脫硫劑的利用率液固分離固體廢物的處理處置低濃度SO2煙氣脫硫主要煙氣脫硫工藝石灰石-石膏法主要問題22加入己二酸的石灰石法己二酸抑制氣液界面上SO2溶解造成的pH值降低，加速液相傳質(zhì)己二酸鈣的存在增加了液相與SO2的反應(yīng)能力降低鈣硫比添加硫酸鎂SO2以可溶性鹽的形式吸收，解決結(jié)垢問題低濃度SO2煙氣脫硫主要煙氣脫硫工藝改進(jìn)的石灰石/石灰濕法煙氣脫硫23雙堿流程用堿金屬或堿類水溶液吸收SO2，后用石灰或石灰石再生解決結(jié)垢問題和提高SO2的利用率低濃度SO2煙氣脫硫主要煙氣脫硫工藝改進(jìn)的石灰石/石灰濕法煙氣脫硫24低濃度SO2煙氣脫硫主要煙氣脫硫工藝同時(shí)脫硫脫硝工藝：電子束輻射法成都

9、電廠世界第一臺裝置與日本荏原制作所合作 25靜電除塵器冷卻塔反應(yīng)器靜電除塵器電子束加速器冷卻水副產(chǎn)品液氨凈化煙氣煙氣低濃度SO2煙氣脫硫主要煙氣脫硫工藝同時(shí)脫硫脫硝工藝：電子束輻射法工藝流程26核心設(shè)備是電子加速器，我國低能加速器能量300keV, 600keV和1.5MeV、流強(qiáng)5-40mA、束功率幾kW至24kW系列的工業(yè)用ICT加速器已定型生產(chǎn)，但煙氣處理用大功率加速器(能量0.8-1MeV, 流強(qiáng)在100mA以上)在我國尚未開發(fā)應(yīng)用。優(yōu)點(diǎn)是：系統(tǒng)脫硫效率高，可達(dá)90%以上，并有一定的脫氮作用；副產(chǎn)硫銨和硝銨，是潛在的農(nóng)用肥料；設(shè)備緊湊，占地少。缺點(diǎn)是：動力消耗較大，占發(fā)電量的1.5-2

10、.5%；過程中需使用液氨，有潛在的二次污染風(fēng)險(xiǎn)；技術(shù)成熟度低，只有在中國進(jìn)行過示范；我國的高能大功率加速器技術(shù)尚未過關(guān)。低濃度SO2煙氣脫硫主要煙氣脫硫工藝同時(shí)脫硫脫硝工藝：電子束輻射法工藝技術(shù)特點(diǎn)27氯酸氧化法濕法FGD添加金屬螯合劑低濃度SO2煙氣脫硫主要煙氣脫硫工藝同時(shí)脫硫脫硝工藝：濕法同時(shí)脫硫脫氮工藝28NOXSO法SNRB法CuO同時(shí)脫硫脫氮工藝低濃度SO2煙氣脫硫主要煙氣脫硫工藝同時(shí)脫硫脫硝工藝：干法同時(shí)脫硫脫氮工藝29主要涉及因素脫硫效率鈣硫比脫硫劑利用率脫硫劑的來源脫硫副產(chǎn)品的處理處置對鍋爐原有系統(tǒng)的影響對機(jī)組運(yùn)行方式適應(yīng)性的影響占地面積流程的復(fù)雜程度動力消耗工藝成熟度低濃度S

11、O2煙氣脫硫煙氣脫硫工藝的綜合比較301.大氣污染控制技術(shù)發(fā)展概況2.硫循環(huán)及硫排放3.燃燒前和燃燒中脫硫技術(shù)與工藝4.燃燒后脫硫技術(shù)及其研究進(jìn)展5.燃媒二氧化硫污染控制技術(shù)綜合評價(jià)6.中國控制酸雨和二氧化硫污染的政策、措施和重大行動目錄311.技術(shù)成熟度。依脫硫技術(shù)目前所處的開發(fā)階段，分為實(shí)驗(yàn)室，中試，示范和商業(yè)化四個(gè)階段2.技術(shù)性能。包括脫硫效率，處理能力，技術(shù)復(fù)雜程度，占地情況，再熱需要及副產(chǎn)品利用等，反映技術(shù)的綜合性能3.環(huán)境特性。環(huán)境特性根據(jù)處理后煙氣的SO2排放量與排放標(biāo)準(zhǔn)比較進(jìn)行評價(jià)4.經(jīng)濟(jì)性。選用技術(shù)的總投資和SO2單位脫硫成本為綜合經(jīng)濟(jì)性的評價(jià)指標(biāo)五、燃煤二氧化硫污染控制技術(shù)

12、綜合評價(jià)評價(jià)指標(biāo)32燃燒前和燃燒中技術(shù)33煙氣脫硫技術(shù)341.大氣污染控制技術(shù)發(fā)展概況2.硫循環(huán)及硫排放3.燃燒前和燃燒中脫硫技術(shù)與工藝4.燃燒后脫硫技術(shù)及其研究進(jìn)展5.燃媒二氧化硫污染控制技術(shù)綜合評價(jià)6.中國控制酸雨和二氧化硫污染的政策、措施和重大行動目錄35時(shí) 間政 府 行 動1990年12月 國務(wù)院環(huán)委會第19次會議通過關(guān)于控制酸雨 發(fā)展的意見，提出在酸雨監(jiān)測、酸雨科研攻關(guān)、 二氧化硫控制工程和征收二氧化硫排污費(fèi)四個(gè)方 面開展工作1991年 國家環(huán)保局組織開展征收工業(yè)燃煤二氧化硫排 污費(fèi)研究工作1992年 國務(wù)院批準(zhǔn)在貴州、廣東兩省和柳州、南寧、 桂林、杭州、青島、重慶、長沙、宜昌和宜賓

13、 等九市開展征收工業(yè)燃煤二氧化硫排污費(fèi)和 酸雨綜合防治試點(diǎn)工作六、中國酸雨及二氧化硫控制36時(shí) 間 政 府 行 動1992年以來工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中逐步制定二氧化硫排放限值1995年8月 全國人大常委會通過了新修訂的大氣污染防治法 專門規(guī)定“國務(wù)院環(huán)境保護(hù)主管部門會同國務(wù)院有關(guān) 部門，根據(jù)氣象、地形、土壤等自然條件，可以對 已經(jīng)產(chǎn)生、可能產(chǎn)生酸雨的地區(qū)或者其他二氧化硫 污染嚴(yán)重的地區(qū)，經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)后，劃定為酸雨控 制區(qū)或者二氧化硫污染控制區(qū)”（兩控區(qū)）1995年底 國家環(huán)保局組織開展“我國酸雨及二氧化硫控制區(qū) 劃分”工作中國酸雨及二氧化硫污染控制37時(shí) 間政 府 行 動1996年 全國人大批準(zhǔn)

14、國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展“九五”計(jì)劃和 2010年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要，國務(wù)院批復(fù)國務(wù)院關(guān)于 環(huán)境保護(hù)若干問題的決定，提出重點(diǎn)治理兩控區(qū) 污染，要求到2000年所有工業(yè)污染源達(dá)標(biāo)1998年3月 國務(wù)院批復(fù)了國家環(huán)保局上報(bào)的“兩控區(qū)”劃分方案 （國函19985號）。兩控區(qū)劃定范圍約占國土面 積的11.4%，二氧化硫排放量占全國的近60%1998年5-6月 國家環(huán)保總局布置了制定“酸雨和二氧化硫污染控制 行動方案”的工作計(jì)劃，要求“兩控區(qū)”的城市在 1998年年底前完成二氧化硫“雙達(dá)標(biāo)”規(guī)劃中國酸雨及二氧化硫污染控制38時(shí) 間政 府 行 動2000年 全國人大通過第3版“ 大氣污染防治法”2000年 國家環(huán)?？偩种贫ǘ趸蛭廴究刂萍夹g(shù)政策200