大氣污染控制工程8-1硫氧化物的污染控制

1、第8章硫氧化物的污染控制教學(xué)內(nèi)容：1硫循環(huán)及硫排放2燃燒前脫硫3流化床燃燒脫硫:.5低濃度SO?煙氣脫硫4高濃度SO?尾氣的回收和凈化1=11-1中國城市的大氣污染的特征煤煙型大氣污染占16.46%占16.68%占9.49%占7.85%中國城市的大氣污染的特征煤煙型大氣污染中國的動力煤資源全硫的加權(quán)平均含量為含硫量小于05%的超低硫煤占39.35%.：.0510%的低硫煤.：.1.01.5）的中低硫煤.：.1520%的中硫煤.：.2030%的中高硫煤.：.3050%的高硫煤和大于5.0%的特高硫煤占7.05%每年(3-4)%的速度增長有55%的城市二氧化硫超過標(biāo)準(zhǔn)斗二氧化硫的排放會導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)

2、境問題:(1)酸雨二氧化硫?qū)θ梭w健康有極大的危害。SO2會給植物帶來嚴(yán)重的危害。卜城市燃用1噸煤所產(chǎn)生的二氧化硫和酸雨造成的經(jīng)濟(jì)損失達(dá)(50-70)元。在“七五”期間僅兩廣、四川.貴州四省因酸雨造成的直接和間接經(jīng)濟(jì)損失每年160億元。丄硫循環(huán)與硫排放丄硫循環(huán)與硫排放1995年我國各省SCb排放強度情況我國SO?排放的年際變化ooooOooooO06284211才0noqzuE一bnEnlnA一250丄硫循環(huán)與硫排放丄硫循環(huán)與硫排放5()5():我國南方城市S6污染現(xiàn)狀VM1OStandardmu4noqznd晉常之RPHsfEqMCNnoqzauRlc1.衛(wèi)矍0EfrlKNsrm-s。HUJ&

3、UOPgfluwMupSuip丄硫循環(huán)與硫排放:.20世紀(jì)90年代末我國酸雨區(qū)域分布大于70I|pHArF.ffi$.6-7.0I1曲伍苑國5056I_I閉位范田4$久0cUL&3.0-4.$|臺總元燙槪勰污染防治法修正案,我國政府制定的政策和法規(guī):1990年12月，國務(wù)院環(huán)委會決定釆取控制措施1991年10月29日燃煤電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn):.1995年8月29日中華人”Uh首次對燃煤二氧化硫控制彳國家經(jīng)貿(mào)委制定（1999）火電廠煙氣脫硫關(guān)鍵技術(shù)與設(shè)備國產(chǎn)化規(guī)劃要點!1!國產(chǎn)化目標(biāo)分為四步：至2001年，初步掌握火電廠濕法脫硫設(shè)計技術(shù)，濕法煙氣脫硫設(shè)備國產(chǎn)化率達(dá)80%左右。至2003末，具備

4、獨立完成火電廠濕法煙氣脫硫工藝設(shè)計的能力，濕法煙氣脫硫設(shè)備國產(chǎn)化率達(dá)90%以上。至2005年末，濕法煙氣脫硫設(shè)備國產(chǎn)化率達(dá)95%以上。至2010年，濕法煙氣脫硫設(shè)備國產(chǎn)化率達(dá)100%o掌握其它若干種煙氣脫硫工藝的設(shè)計，設(shè)備國產(chǎn)化率達(dá)到95%以上。丄硫循環(huán)與硫排放圖8-1受人類活動影響的硫在環(huán)境中的循環(huán)2燃燒前脫硫、煤炭的固態(tài)加工煤炭分選依據(jù)：密度不同可使含硫量降低40%,灰份降低70%左右。型煤固硫：添加脫硫劑微生物方法:細(xì)菌脫硫磁力脫硫等二煤炭的轉(zhuǎn)化采用空氣、氧氣、C02和水蒸氣作為氣化劑，制得煤氣C+H2O=CO+H2反應(yīng)所需的能量由碳的燃燒提供C+O2=CO?使用空氣：低熱值煤氣使用氧氣

5、:中低熱值煤氣將中熱值煤氣中的CO和論合成甲烷：高熱值煤氣CO+3H2=CH4+H2O煤的液化液態(tài)桂燃料或液體化工原料直接液化煤粉在高溫條件下催化加氫，同時脫去硫、氮、氧等，生成液態(tài)庇類燃料:間接液化法：首先將煤氣化為”2、CO,然后通過催化反應(yīng)將氣態(tài)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為液態(tài)。nCO+2nH2CnHjn+nHjO2燃燒前脫硫三、重油脫硫在催化劑作用下通過高壓加氫反應(yīng)，使氫與硫作用形成HqS從重油中分離直接脫硫和間接脫硫3流化床燃燒脫硫一、流化床燃燒技術(shù)概述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)流化床分類按流態(tài)：鼓泡流化床和循環(huán)流化床按運行壓力：常壓流化床和增壓流化床圖8-5脫硫劑鍛燒及硫酸

6、鹽化3流化床燃燒脫硫二.流化床脫硫的機理脫硫劑：石灰石(CaCC3)、白云石(CaCCVMgCOs)爐內(nèi)化學(xué)反應(yīng)3流化床燃燒脫硫S02達(dá)到吸收劑表面孔隙被CaSO4堵塞外表面的硫酸鹽化未反應(yīng)的孔隙表面導(dǎo)近厘雪燒脫硫的影響因素:L鈣硫比脫硫率()可以用Ca/S(/?)近似表達(dá)三、流化床燃燒脫硫的影響因素圖8-6脫硫率與Ca/S的關(guān)系2鍛燒溫度溫度低時，孔隙量少、孔徑小步溫度過高，CaCO3的燒結(jié)作用變得嚴(yán)重I三、流化床燃燒脫硫的影響因素床層溫度廠Cb圖8-7床層溫度對脫硫率的影響三、流化床燃燒脫硫的影響因素:3脫硫劑的顆粒尺寸和孔隙結(jié)構(gòu)顆粒過小發(fā)生揚析孔徑大小應(yīng)適當(dāng):4脫硫劑的種類白云石優(yōu)點：孔

7、徑分布和低溫?zé)j燒性能好缺點：易發(fā)生爆裂揚析，用量大石灰石常壓下常用不同溫度下的再生反應(yīng)GS-REd流化床燃燒脫硫的優(yōu)缺點1.清潔燃燒,脫硫率高,NOx排放少；2.燃料適應(yīng)性強;3.燃燒效率高，可達(dá)95%99%；4.負(fù)荷適應(yīng)性好。缺點:1對爐膛磨損嚴(yán)重;2.脫硫劑的存在增加了阻力、降低了燃燒室的溫度。3.脫硫產(chǎn)物的存在增加了后繼除塵的負(fù)擔(dān)。4高濃度SO?尾氣的回收和凈化冶煉廠、硫酸廠和造紙廠等工業(yè)，SC2濃度通常2%40%化學(xué)反應(yīng)式反應(yīng)1為放熱反應(yīng)，溫度低時轉(zhuǎn)化率高工業(yè)上一般采用多層催化床層4高濃度SO?尾氣的回收和凈化U6nn丿I0Vo3圖8-9硫酸廠4層床SO催化轉(zhuǎn)化器的溫度轉(zhuǎn)化率關(guān)系圖8-

8、10單級和二級吸收工藝的流程圖圖8-10單級和二級吸收工藝的流程圖4高濃度SO?尾氣的收和凈化來自冶煉廠或硫磺燃燒的富含SO?的尾氣含有約為初始進(jìn)氣SO2濃度2%的尾氣1預(yù)除段間冷卻塵和1的四層催水分化床水硫酸填充床吸收塔單級吸收工藝二級吸收工藝填充床吸收塔5低濃度SO?煙氣脫硫煙氣脫硫概述:.15%過?？諝鈼l件下，燃用含硫量1%4%的煤，煙氣中SO?濃度為0.11%0.35%；燃用含硫量1%4%的燃料油，煙氣中SO?濃度為012%0.31%中國城市的大氣污染的特征煤煙型大氣污染中國的動力煤資源全硫的加權(quán)平均含量為含硫量小于05%的超低硫煤占39.35%.：.0510%的低硫煤.：.1.01.

9、5CaO+SO2+2H2(-CaSO3-2H2O（一）石灰石/石灰法洗滌（石灰石系統(tǒng)中，02+的產(chǎn)生與H+的濃度和CaC（）3的存在有關(guān)。:.石灰系統(tǒng)中，Ca2+的產(chǎn)生僅與Cao?的存在有關(guān)。影響因素:pH：(1)pH值過低,(2)pH值過高,鈍化；SO?無法溶解；CaS()3的溶解度很低，使石灰石粒子表面(3)pH值過高,溶液中Ca(OH)2含量過高，易產(chǎn)生Ca(OH)2沉淀，使石灰石粒子表面鈍化。其它影響因素包括：液氣比、鈣硫比、氣流速度、漿液的固體含量、SO?濃度、吸收塔結(jié)構(gòu)對吸收塔的要求：持液量大、氣液相間相對速度高、氣液接觸面積大、內(nèi)部構(gòu)件少、壓降小。常用的吸收塔有：噴淋塔、填料塔、

10、噴射鼓泡塔該工藝的特點工藝簡單經(jīng)濟(jì)性較好運行維護(hù)工作量小廢渣既可拋棄，也可作為商品石膏回收是世界上應(yīng)用最多的一種煙氣脫硫技術(shù)。關(guān)注的問題設(shè)備腐蝕結(jié)垢和堵塞除霧器阻塞脫硫劑的利用率KK1液固分離固體廢物的處理處置（二）改進(jìn)的石灰石/石灰濕法煙氣脫硫加入己二酸的石灰石法目的：加速傳質(zhì)原理：在洗滌貯液罐中，形成己二酸鈣在吸收器內(nèi)，己二酸鈣與H2SO3反應(yīng)生成CaSOg,同時己二酸得以再生。(二)改進(jìn)的石灰石/石灰濕法煙氣脫硫添加硫酸鎂目的：防止結(jié)垢，提高SO2去除率。原理:H2SO3的消耗：H2SO3與Mg2+反應(yīng)生成MgSO3H2SO3與MgSC)3反應(yīng)生成Mg(HSO3)2MgSO3的再生：石灰

11、石與Mg(HSO3)2反應(yīng)生成MgSO3和CaSO3（二）改進(jìn)的石灰石/石灰濕法煙氣脫硫雙堿流程-目的：解決結(jié)垢問題和提高SO2的利用率-原理：先用可溶性堿性溶液作為吸收劑吸收SO2,再用石灰石或石灰再生。噴霧干燥法煙氣脫硫脫硫過程吸收劑制備SO2被霧化的Ca(OH)2漿液或Na2CO3溶液吸收-溫度較高的煙氣干燥液滴形成干固體廢物-干廢物由袋式或電除塵器捕集Kn=-固體廢物處置（三）噴霧干燥法煙氣脫硫圖8-14噴霧干燥法煙氣脫硫工藝流程聖主要系統(tǒng)(1)石灰漿制備系統(tǒng)(2)脫硫系統(tǒng)(3)除塵系統(tǒng)該工藝化學(xué)物理原理為:CaO+H2OCa（OH）2so2+h2o-H2SO3Ca（OH）2+H2SO

12、3CaSO3+H2OCaSO3（液）+1/2O2-CaSO4（液）CaSO3（液）fCaS（）3（固）CaSO4（液）fCaS（）4（固）影響噴霧干燥干法煙氣脫硫效率的主要因素:(1)鈣硫比鈣硫比增加，脫硫率也增大(2)吸收塔出口煙溫越接近絕熱飽和溫度，脫硫率越高。(3)SO?入口濃度該工藝的主要優(yōu)點設(shè)備簡單操作簡單無廢水排放能耗低缺點對吸收劑的質(zhì)量要求較高其他濕法脫硫工藝1氧化鎂法原理：用氧化鎂漿液吸收，產(chǎn)生亞硫酸鎂和少量硫酸鎂,然后加熱再生。注意事項:(1)限制亞硫酸鎂氧化為硫酸鎂；(2)嚴(yán)格控制焙燒溫度，防治氧化鎂燒硬或燒結(jié)。優(yōu)點：效率高、可回收硫、避免產(chǎn)生固體廢物星2海水脫蘇兩種工藝：純海水作為吸收劑在海水中添加石灰后作為吸收劑自然界海水呈堿性，pH值&0-8.3SO?為海水吸收后，生成可溶性亞硫酸鹽將廢水與海水混和曝氣，使亞硫酸鹽