煙氣脫硫脫硝課件

劉振宇第六節(jié)：煙氣脫硫脫硝煤化學(xué)、煤化工知識(shí)培訓(xùn)

劉振宇第六節(jié)：煙氣脫硫脫硝煤化學(xué)、煤化工知識(shí)培訓(xùn)1燃煤是我國(guó)的主要污染源87％SO2，67％NOX，60％煙塵，（汞、VOCs、CO2

）排放量和控制量萬(wàn)噸SO2NOX排放量

硫排放全國(guó)硫酸產(chǎn)量；硫＋硝全國(guó)合成氨產(chǎn)量

50萬(wàn)臺(tái)工業(yè)鍋爐、4億千瓦煤電裝機(jī)容量▲2010:2300萬(wàn)噸2020:1200萬(wàn)噸NOX的控制量？燃煤是我國(guó)的主要污染源87％SO2，67％NOX，60％煙塵2S和N還原態(tài)元素態(tài)氧化態(tài)I氧化態(tài)II與H2O反應(yīng)與NH3反應(yīng)高溫、高壓、催化生化過程常溫、常壓、高溫常溫高溫、催化常溫常溫NH3←N→NO→NO2→HNO3→NH4NO3H2S←S→SO2→SO3→H2SO4→(NH4)2SO4煤熱解-氣化產(chǎn)物煤燃燒產(chǎn)物NoeldeNevers,AirPollutionControlEngineering(2ndEdition),2000,清華大學(xué)出版社,McGraw-Hill酸雨肥料S和N還原態(tài)元素態(tài)氧化態(tài)氧化態(tài)與H2O與NH3高溫、高壓、催3SO2

SO3硫酸鹽硫酸鈣沉積陸地海洋大氣冶煉Cu、Zn、Pb和Ni等燃燒煤、石油、天然氣CaCO3CaSO4CO2雨雨目前主要的煙氣脫硫方式硫的循環(huán)NoeldeNevers,AirPollutionControlEngineering(2ndEdition),2000,清華大學(xué)出版社,McGraw-HillSO2SO3硫酸鹽硫酸鈣沉積陸地海洋大氣冶煉燃燒CaC4煙氣中SO2的脫除主要方式：CaCO3(S)+SO2+0.5O2

→CaSO4

(S)+CO2固體CaCO3

→

破碎為細(xì)粉反應(yīng)方式？漿狀CaCO3CaCO3

與煤混合燃燒→ 固定床 循環(huán)流化床-CaCO3與煙氣接觸→ 流化床-大量漿液與煙氣接觸→ 濕法吸收-少量漿液與煙氣接觸→ 半干法吸收燃燒溫度需低于CaSO4的分解溫度(950-1200oC)間接CaCO3

利用強(qiáng)堿液與煙氣接觸，再將硫轉(zhuǎn)移至Ca煙氣中SO2的脫除主要方式：CaCO3(S)+SO25姚強(qiáng)等《潔凈煤技術(shù)》2005化學(xué)工業(yè)出版社循環(huán)流化床燃燒脫SO2姚強(qiáng)等《潔凈煤技術(shù)》2005化學(xué)工業(yè)出版社循環(huán)流化床燃燒6煙氣煙氣液體液體濕法脫SO2：CaCO3漿液Scrubbing－FGD鼓泡床煙氣煙氣液體液體噴淋床煙氣煙氣液體液體填充床特點(diǎn)：氣液接觸較好煙氣壓降高特點(diǎn)：氣液接觸差煙氣壓降低特點(diǎn)：氣液接觸好單位壓降的傳質(zhì)最好NoeldeNevers,AirPollutionControlEngineering(2ndEdition),2000,清華大學(xué)出版社,McGraw-Hill煙氣煙氣液體液體濕法脫SO2：CaCO3漿液Scrubbin7煙氣濕法脫SO2舉例－工藝流程N(yùn)oeldeNevers,AirPollutionControlEngineering(2ndEdition),2000,清華大學(xué)出版社,McGraw-Hill脫硫塔脫硫煙氣去煙囪除塵煙氣粉碎的石灰石清水空氣風(fēng)機(jī)漿液循環(huán)固體排出泵循環(huán)水真空過濾帶石膏濕固體旋風(fēng)分離至廢水處理煙氣濕法脫SO2舉例－工藝流程N(yùn)oeldeNevers,8煙氣濕法脫SO2舉例－洗滌塔NoeldeNevers,AirPollutionControlEngineering(2ndEdition),2000,清華大學(xué)出版社,McGraw-HillP415,圖11.6多層噴林系統(tǒng)煙氣氧化區(qū)攪拌空氣循環(huán)泵氣液分布器吸收區(qū)除霧器脫硫煙氣除霧器水噴嘴炭化硅漿液噴嘴氣液分布器煙氣濕法脫SO2舉例－洗滌塔NoeldeNevers,9NoeldeNevers,AirPollutionControlEngineering(2ndEdition),2000,清華大學(xué)出版社,McGraw-Hill煙氣濕法脫SO2舉例－運(yùn)行數(shù)據(jù)煙氣進(jìn)口溫度，oC

出口溫度，oC20452煙氣SO2濃度，ppm1000SO2脫除效率，％90煙氣壓降，atm0.025煙氣氣速，m/s3煙氣進(jìn)口溫度下的液/氣比，m3/m30.016淋洗區(qū)高度，m10液滴尺寸，mm3漿液固含量，％15進(jìn)料石灰石/SO2，mol/mol1.1Air/SO2,mol/mol1.5循環(huán)間的液體停留時(shí)間，min6氧化區(qū)固體停留時(shí)間，min18低溫難以自然排煙煙氣需再加熱氣液接觸時(shí)間短(3s)主要發(fā)生SO2溶解液體停留時(shí)間長(zhǎng)溶解SO2的反應(yīng)煙氣熱量損失大NoeldeNevers,AirPollution10煙氣濕法脫SO2舉例－化學(xué)與化工基礎(chǔ)氣體的溶解 亨利常數(shù)、溶解度與漿液的pH SO2的溶解度很低，提高漿液的pH有利（加強(qiáng)堿） 高pH會(huì)使得CO2轉(zhuǎn)化為碳酸鹽，消耗有效組分固體的沉降

難溶物質(zhì)的溶度積（CaSO4） 任何部位的結(jié)垢固體的反應(yīng)

CaCO3表面生成CaSO4殼，阻礙CaCO3的利用 擴(kuò)散與反應(yīng)，提高固體的孔隙（加Mg）

CaCO3溶解度的提高（低pH，但降低SO2溶解度）

CaSO3氧化為CaSO4其他

噴淋液滴的蒸發(fā) 漿液組成復(fù)雜(CaCO3,CaSO4·2H2O,CaSO3·0.5H2O)

固液分離（Hydroclone，真空過濾）煙氣濕法脫SO2舉例－化學(xué)與化工基礎(chǔ)氣體的溶解 亨利常數(shù)、溶11NoeldeNevers,AirPollutionControlEngineering(2ndEdition),2000,清華大學(xué)出版社,McGraw-Hill煙氣濕法脫SO2舉例－問題及解決方法對(duì)鋼材腐蝕 許多其他污染物，氯化物（酸性條件下）

增加排水量，降低系統(tǒng)中的氯化物濃度結(jié)垢和堵塞

CaSO4等，閥門、泵、控制設(shè)備等

控制循環(huán)漿液中石膏量，防止石膏過飽和？除霧器堵塞 小液滴隨氣流上升，下游設(shè)備結(jié)垢

將纖維除霧器改為柵板狀，間歇清水噴洗鈣利用率低

CaSO4在CaCO3顆粒表面形成殼

加大塔底容積（漿液停留時(shí)間），提高CaCO3溶解量液固分離差

CaSO3·0.5H2O形成片狀小結(jié)晶，阻礙脫水

提高塔低氧化速率，提高CaSO4的量現(xiàn)有問題：設(shè)備和運(yùn)行昂貴、運(yùn)行問題、大量固體廢物NoeldeNevers,AirPollution12煙氣煙氣液體液體濕法脫SO2：CaCO3Scrubbing的思考鼓泡床煙氣煙氣液體液體噴淋床煙氣煙氣液體液體填充床特點(diǎn)：氣液接觸較好煙氣壓降高特點(diǎn)：氣液接觸差煙氣壓降低特點(diǎn)：氣液接觸好單位壓降的傳質(zhì)最好這個(gè)反應(yīng)器的問題？固體的沉降與結(jié)垢？液滴下降高度與－脫硫效率的關(guān)系？－液體pH的關(guān)系？煙氣煙氣液體液體濕法脫SO2：CaCO3Scrubbing13NoeldeNevers,AirPollutionControlEngineering(2ndEdition),2000,清華大學(xué)出版社,McGraw-Hill煙氣脫SO2－其他方法

類別 脫硫劑及方法濕法－拋棄

CaCO3淋洗（LimestonScrubbing）

Ca(OH)2淋洗（LimeScrubbing）最便宜雙堿

Na2CO3 NaHCO3干法－拋棄

CaCO3或Ca(OH)2噴入爐內(nèi)

Na2CO3或NaHCO3噴入爐內(nèi)或煙氣 流化床脫硫（Na2SO3+CaCO3→CaSO4·2H2O+Na2CO3)半干－拋棄

Ca(OH)2、Na2CO3、NaHCO3漿液噴入煙氣，

-SO2吸收在液滴中，反應(yīng)（類似濕法）

-干燥后，SO2與固體顆粒反應(yīng)（類似干法）NoeldeNevers,AirPollution14NoeldeNevers,AirPollutionControlEngineering(2ndEdition),2000,清華大學(xué)出版社,McGraw-Hill煙氣脫SO2－其他方法（半干法）煙氣200oCCa基漿液<30％固體袋式除塵固體去制漿氣-固70oC噴霧干燥停留6-8s固體填埋潔凈煙氣NoeldeNevers,AirPollution15NoeldeNevers,AirPollutionControlEngineering(2ndEdition),2000,清華大學(xué)出版社,McGraw-Hill煙氣脫SO2－其他方法（半干法）脫SO2主要發(fā)生在液相漿液和H2O含量很重要（熱量平衡、反應(yīng)速率、操作穩(wěn)定性）總效率噴霧干燥器效率袋式除塵效率NoeldeNevers,AirPollution16趙毅、李守信《有害氣體控制工程》2001,化學(xué)工業(yè)出版社煙氣脫SO2－其他方法（LIFAC）LIFAC:爐內(nèi)噴鈣＋爐后增濕活化＋灰循環(huán)CaSO4拋棄？資源化？趙毅、李守信《有害氣體控制工程》2001,化學(xué)工業(yè)出版社17煙氣脫SO2－回收法SO2↓

S、H2SO4、(NH4)2SO4吸收、吸附解吸或脫附煙氣干凈的煙氣吸收劑、吸附劑吸收劑：NH3水等吸附劑：活性炭（活性焦）、金屬氧化物煙氣脫SO2－回收法SO2吸收、吸附解吸或脫附煙氣干凈的煙氣18煙氣脫SO2－活性焦/炭（AC）脫SO2：在AC表面

SO2

＋O＝SO3SO3

＋H2O＝H2SO4←

被AC的含氧官能團(tuán)氧化←在AC的微孔中儲(chǔ)存硫的脫附/回收：

I水洗→稀硫酸→洗滌效率；稀硫酸的濃縮；設(shè)備的腐蝕II加熱脫附SO2→升溫、降溫效率；稀硫酸還原耗炭；脫附SO2的轉(zhuǎn)化循環(huán)變溫過程對(duì)反應(yīng)器的要求低溫：

<100oC:活性較高

<50oC:脫硫和硫酸脫附可連續(xù)進(jìn)行煙氣脫SO2－活性焦/炭（AC）脫SO2：在AC表面←被A19煙氣脫SO2－活性焦/炭（AC）鍋爐煙氣氨煙囪再生活性焦吸硫活性焦再生加熱再生冷卻脫硫活性焦富SO2氣碎料150oC400oC120oC振篩脫硝硫回收很有潛力 同時(shí)脫硫、脫硝、脫汞、脫VOC、脫塵Mitsui-BF:脫硫>98%，脫硝>80%←

AC的改進(jìn)問題 活性焦造粒成本高 活性焦損失較大 活性焦活性不足煙氣脫SO2－活性焦/炭（AC）鍋爐煙氣氨煙再生活性焦吸硫活20NO→NO2→HNO3陸地海洋大氣燃燒及化工雨雨硝的循環(huán)NoeldeNevers,AirPollutionControlEngineering(2ndEdition),2000,清華大學(xué)出版社,McGraw-Hill→

←↓NH4NO3化肥微生物NH3或N2目前主要的脫硝方式：－減少生成－轉(zhuǎn)化為N2NO→NO2→HNO3陸地海洋大氣燃燒及化工雨雨硝的循環(huán)No21燃燒中硝的生成方式熱力NOX（Thermal）空氣：N2＋O2→NOX快速NOX（Prompt）

N2+CH→HCN+NN+O2→NOXHCN+O2→NOX+N2燃料NOX（Fuel）燃料N＋O2→NOX來源于燃料中的N燃料控制＋過程中控制來源于空氣中的N2，在過程中控制爐內(nèi)：低氮燃燒煙氣：還原脫除燃燒中硝的生成方式熱力NOX（Thermal）快速NOX（P22不同鍋爐的硝生成量與需減排量姚強(qiáng)等《潔凈煤技術(shù)》2005化學(xué)工業(yè)出版社450mg/m3Vdaf>20%650mg/m3Vdaf10-20%1100mg/m3Vdaf<10%GB13223(2003)電廠燃煤鍋爐液態(tài)除渣煤粉爐，執(zhí)行揮發(fā)分<10%的標(biāo)準(zhǔn)，需脫硝42%固態(tài)除渣煤粉爐，燃揮發(fā)分15%的煤時(shí)，需脫硝36%不同鍋爐的硝生成量與需減排量姚強(qiáng)等《潔凈煤技術(shù)》200523低氮燃燒針對(duì)煤粉爐 燃燒溫度高，熱力NOX量大 循環(huán)流化床爐燃燒溫度低核心

降低溫度，改變環(huán)境 分段（分級(jí)）控制燃料和空氣比例空氣分級(jí)燃燒 燃料一次進(jìn)入，空氣分級(jí)進(jìn)入

-降低燃燒溫度，部分形成還原氣氛燃料分級(jí)燃燒 燃料分級(jí)進(jìn)入，空氣分級(jí)進(jìn)入

-分級(jí)噴入燃料，中部形成還原氣氛，還原NOX濃淡燃燒 兩個(gè)燃燒器，不同空氣/燃料比例

-降低燃燒溫度煙氣再循環(huán) 將部分煙氣返回爐內(nèi)

-降低燃燒溫度低氮燃燒針對(duì)煤粉爐 燃燒溫度高，熱力NOX量大核心 降低溫24低氮燃燒－空氣分級(jí)燃燒一級(jí)少用空氣，燃燒部分燃料（富燃或貧氧）-降低燃燒溫度，減少熱力NOX生成-構(gòu)成還原氣氛，還原產(chǎn)生的NOX趙毅、李守信《有害氣體控制工程》2001,化學(xué)工業(yè)出版社二級(jí)輸入空氣，燃燒剩余燃料-燃燒溫度較低，產(chǎn)生少量熱力NOX低氮燃燒－空氣分級(jí)燃燒一級(jí)少用空氣，燃燒部分燃料趙毅、李守信25煙氣脫硝低NOX燃燒只能部分降低NOX排放，需鍋爐改造煙氣脫硝多種方法

-氧化法 NO氧化后溶于水或被堿性物質(zhì)吸收（濕法）

-還原法 NOX被NH3、CH4、烴等還原為N2（干法）－選擇性非催化還原（SNCR）

NH3、尿素等還原煙氣中NOX，而不還原煙氣中的O2900－1100oC，NH3用量大、泄漏－非選擇性催化還原（NSCR）

CH4、CO、H2等還原劑，既還原NOX，也還原O2

貴金屬催化劑(550－800oC)，CuCrO2等，還原劑耗量大－選擇性催化還原（SCR）

NH3還原NOX，不還原O2

釩/鈦催化劑(350－450oC)，主流技術(shù)煙氣脫硝低NOX燃燒只能部分降低NOX排放，需鍋爐改造26煙氣脫硝－選擇性非催化還原（SNCR）姚強(qiáng)等《潔凈煤技術(shù)》2005化學(xué)工業(yè)出版社NH3空氣預(yù)熱煙氣脫硝－選擇性非催化還原（SNCR）姚強(qiáng)等《潔凈煤技術(shù)》27煙氣脫硝－選擇性催化還原（SCR）運(yùn)行要求：抗中毒

350oC以下，NH4HSO4沉積在催化劑上抗塵

350oC以上運(yùn)行，無(wú)法先除塵→蜂窩結(jié)構(gòu)催化劑避免NH3泄漏

NH3的分布氨和空氣混合煙氣脫硝－選擇性催化還原（SCR）運(yùn)行要求：氨和空氣混合28煙氣脫硝－選擇性催化還原工藝位置先脫硝后脫硝姚強(qiáng)等《潔凈煤技術(shù)》2005化學(xué)工業(yè)出版社開發(fā)150oC左右的SCR脫硝工藝非常重要煙氣脫硝－選擇性催化還原工藝位置先脫硝后脫硝姚強(qiáng)等《潔凈煤技29蜂窩結(jié)構(gòu)化催化劑燃煤煙氣含塵高體積流量大，允許壓降低吸附與化學(xué)反應(yīng)－要求大的比表面積結(jié)構(gòu)化催化劑宏尺度：大孔道微尺度：納米孔道、活性組分V2O5/蜂窩ACCuO/Al2O3/蜂窩堇青石蜂窩結(jié)構(gòu)化催化劑燃煤煙氣含塵高結(jié)構(gòu)化宏尺度：大孔道V2O5/30脫硫濕法半干法 干法脫硝高溫中溫控制 排煙溫度控制脫汞無(wú)控制 排煙吸附/無(wú)害化脫硫產(chǎn)物拋棄 資源化我國(guó)煙氣脫硫脫硝現(xiàn)狀及發(fā)展方向已有單一脫除技術(shù)的廉價(jià)應(yīng)用，主要是技術(shù)掌握和革新體制問題可能大于技術(shù)問題，帶來巨大浪費(fèi)和失去控制發(fā)展趨勢(shì)De-NOXDe-SO2De-HgDe-VOCDe-？煤?jiǎn)栴}：?jiǎn)我晃廴疚锩摮夹g(shù)的串聯(lián)使用→高成本解決方法：多種污染物的同時(shí)脫除技術(shù)→低成本De-NOX、SOX、Hg、VOCs等

資源化/無(wú)害化脫硫濕法半干法 干法我國(guó)煙氣脫硫脫硝現(xiàn)狀及發(fā)展31400300200100鍋爐排煙氣溫區(qū)選擇催化還原脫硝濕法鈣基脫硫操作溫度oC

現(xiàn)無(wú)適宜工業(yè)技術(shù)

同時(shí)脫除的理想溫區(qū)－排煙溫區(qū)較強(qiáng)的吸附能力較高的反應(yīng)活性較大的儲(chǔ)存能力100-200oC溫區(qū)的吸附與化學(xué)轉(zhuǎn)化煙氣多種污染物脫除的技術(shù)特征400鍋爐排煙氣溫區(qū)選擇催化還原脫硝濕法鈣基脫硫操作溫度32主要化學(xué)反應(yīng)：氧化脫硫：SO2

SO3

SO4=

還原脫硝：NOX+NH3

N2+H2O

→NH3氧化脫硝氧化脫汞：Hg0

Hg2+

氧化脫VOC材料特征－低溫氧化活性、大比表面積、高儲(chǔ)存能力－最易轉(zhuǎn)化的硫酸鹽形態(tài)炭基材料氧化煙氣SO2、NOX、Hg、VOC的共性特征主要化學(xué)反應(yīng)：材料特征炭基材料氧化煙氣SO2、NOX、Hg、33歡迎提問謝謝大家歡迎提問34劉振宇第六節(jié)：煙氣脫硫脫硝煤化學(xué)、煤化工知識(shí)培訓(xùn)

劉振宇第六節(jié)：煙氣脫硫脫硝煤化學(xué)、煤化工知識(shí)培訓(xùn)35燃煤是我國(guó)的主要污染源87％SO2，67％NOX，60％煙塵，（汞、VOCs、CO2

）排放量和控制量萬(wàn)噸SO2NOX排放量

硫排放全國(guó)硫酸產(chǎn)量；硫＋硝全國(guó)合成氨產(chǎn)量

50萬(wàn)臺(tái)工業(yè)鍋爐、4億千瓦煤電裝機(jī)容量▲2010:2300萬(wàn)噸2020:1200萬(wàn)噸NOX的控制量？燃煤是我國(guó)的主要污染源87％SO2，67％NOX，60％煙塵36S和N還原態(tài)元素態(tài)氧化態(tài)I氧化態(tài)II與H2O反應(yīng)與NH3反應(yīng)高溫、高壓、催化生化過程常溫、常壓、高溫常溫高溫、催化常溫常溫NH3←N→NO→NO2→HNO3→NH4NO3H2S←S→SO2→SO3→H2SO4→(NH4)2SO4煤熱解-氣化產(chǎn)物煤燃燒產(chǎn)物NoeldeNevers,AirPollutionControlEngineering(2ndEdition),2000,清華大學(xué)出版社,McGraw-Hill酸雨肥料S和N還原態(tài)元素態(tài)氧化態(tài)氧化態(tài)與H2O與NH3高溫、高壓、催37SO2

SO3硫酸鹽硫酸鈣沉積陸地海洋大氣冶煉Cu、Zn、Pb和Ni等燃燒煤、石油、天然氣CaCO3CaSO4CO2雨雨目前主要的煙氣脫硫方式硫的循環(huán)NoeldeNevers,AirPollutionControlEngineering(2ndEdition),2000,清華大學(xué)出版社,McGraw-HillSO2SO3硫酸鹽硫酸鈣沉積陸地海洋大氣冶煉燃燒CaC38煙氣中SO2的脫除主要方式：CaCO3(S)+SO2+0.5O2

→CaSO4

(S)+CO2固體CaCO3

→

破碎為細(xì)粉反應(yīng)方式？漿狀CaCO3CaCO3

與煤混合燃燒→ 固定床 循環(huán)流化床-CaCO3與煙氣接觸→ 流化床-大量漿液與煙氣接觸→ 濕法吸收-少量漿液與煙氣接觸→ 半干法吸收燃燒溫度需低于CaSO4的分解溫度(950-1200oC)間接CaCO3

利用強(qiáng)堿液與煙氣接觸，再將硫轉(zhuǎn)移至Ca煙氣中SO2的脫除主要方式：CaCO3(S)+SO239姚強(qiáng)等《潔凈煤技術(shù)》2005化學(xué)工業(yè)出版社循環(huán)流化床燃燒脫SO2姚強(qiáng)等《潔凈煤技術(shù)》2005化學(xué)工業(yè)出版社循環(huán)流化床燃燒40煙氣煙氣液體液體濕法脫SO2：CaCO3漿液Scrubbing－FGD鼓泡床煙氣煙氣液體液體噴淋床煙氣煙氣液體液體填充床特點(diǎn)：氣液接觸較好煙氣壓降高特點(diǎn)：氣液接觸差煙氣壓降低特點(diǎn)：氣液接觸好單位壓降的傳質(zhì)最好NoeldeNevers,AirPollutionControlEngineering(2ndEdition),2000,清華大學(xué)出版社,McGraw-Hill煙氣煙氣液體液體濕法脫SO2：CaCO3漿液Scrubbin41煙氣濕法脫SO2舉例－工藝流程N(yùn)oeldeNevers,AirPollutionControlEngineering(2ndEdition),2000,清華大學(xué)出版社,McGraw-Hill脫硫塔脫硫煙氣去煙囪除塵煙氣粉碎的石灰石清水空氣風(fēng)機(jī)漿液循環(huán)固體排出泵循環(huán)水真空過濾帶石膏濕固體旋風(fēng)分離至廢水處理煙氣濕法脫SO2舉例－工藝流程N(yùn)oeldeNevers,42煙氣濕法脫SO2舉例－洗滌塔NoeldeNevers,AirPollutionControlEngineering(2ndEdition),2000,清華大學(xué)出版社,McGraw-HillP415,圖11.6多層噴林系統(tǒng)煙氣氧化區(qū)攪拌空氣循環(huán)泵氣液分布器吸收區(qū)除霧器脫硫煙氣除霧器水噴嘴炭化硅漿液噴嘴氣液分布器煙氣濕法脫SO2舉例－洗滌塔NoeldeNevers,43NoeldeNevers,AirPollutionControlEngineering(2ndEdition),2000,清華大學(xué)出版社,McGraw-Hill煙氣濕法脫SO2舉例－運(yùn)行數(shù)據(jù)煙氣進(jìn)口溫度，oC

出口溫度，oC20452煙氣SO2濃度，ppm1000SO2脫除效率，％90煙氣壓降，atm0.025煙氣氣速，m/s3煙氣進(jìn)口溫度下的液/氣比，m3/m30.016淋洗區(qū)高度，m10液滴尺寸，mm3漿液固含量，％15進(jìn)料石灰石/SO2，mol/mol1.1Air/SO2,mol/mol1.5循環(huán)間的液體停留時(shí)間，min6氧化區(qū)固體停留時(shí)間，min18低溫難以自然排煙煙氣需再加熱氣液接觸時(shí)間短(3s)主要發(fā)生SO2溶解液體停留時(shí)間長(zhǎng)溶解SO2的反應(yīng)煙氣熱量損失大NoeldeNevers,AirPollution44煙氣濕法脫SO2舉例－化學(xué)與化工基礎(chǔ)氣體的溶解 亨利常數(shù)、溶解度與漿液的pH SO2的溶解度很低，提高漿液的pH有利（加強(qiáng)堿） 高pH會(huì)使得CO2轉(zhuǎn)化為碳酸鹽，消耗有效組分固體的沉降

難溶物質(zhì)的溶度積（CaSO4） 任何部位的結(jié)垢固體的反應(yīng)

CaCO3表面生成CaSO4殼，阻礙CaCO3的利用 擴(kuò)散與反應(yīng)，提高固體的孔隙（加Mg）

CaCO3溶解度的提高（低pH，但降低SO2溶解度）

CaSO3氧化為CaSO4其他

噴淋液滴的蒸發(fā) 漿液組成復(fù)雜(CaCO3,CaSO4·2H2O,CaSO3·0.5H2O)

固液分離（Hydroclone，真空過濾）煙氣濕法脫SO2舉例－化學(xué)與化工基礎(chǔ)氣體的溶解 亨利常數(shù)、溶45NoeldeNevers,AirPollutionControlEngineering(2ndEdition),2000,清華大學(xué)出版社,McGraw-Hill煙氣濕法脫SO2舉例－問題及解決方法對(duì)鋼材腐蝕 許多其他污染物，氯化物（酸性條件下）

增加排水量，降低系統(tǒng)中的氯化物濃度結(jié)垢和堵塞

CaSO4等，閥門、泵、控制設(shè)備等

控制循環(huán)漿液中石膏量，防止石膏過飽和？除霧器堵塞 小液滴隨氣流上升，下游設(shè)備結(jié)垢

將纖維除霧器改為柵板狀，間歇清水噴洗鈣利用率低

CaSO4在CaCO3顆粒表面形成殼

加大塔底容積（漿液停留時(shí)間），提高CaCO3溶解量液固分離差

CaSO3·0.5H2O形成片狀小結(jié)晶，阻礙脫水

提高塔低氧化速率，提高CaSO4的量現(xiàn)有問題：設(shè)備和運(yùn)行昂貴、運(yùn)行問題、大量固體廢物NoeldeNevers,AirPollution46煙氣煙氣液體液體濕法脫SO2：CaCO3Scrubbing的思考鼓泡床煙氣煙氣液體液體噴淋床煙氣煙氣液體液體填充床特點(diǎn)：氣液接觸較好煙氣壓降高特點(diǎn)：氣液接觸差煙氣壓降低特點(diǎn)：氣液接觸好單位壓降的傳質(zhì)最好這個(gè)反應(yīng)器的問題？固體的沉降與結(jié)垢？液滴下降高度與－脫硫效率的關(guān)系？－液體pH的關(guān)系？煙氣煙氣液體液體濕法脫SO2：CaCO3Scrubbing47NoeldeNevers,AirPollutionControlEngineering(2ndEdition),2000,清華大學(xué)出版社,McGraw-Hill煙氣脫SO2－其他方法

類別 脫硫劑及方法濕法－拋棄

CaCO3淋洗（LimestonScrubbing）

Ca(OH)2淋洗（LimeScrubbing）最便宜雙堿

Na2CO3 NaHCO3干法－拋棄

CaCO3或Ca(OH)2噴入爐內(nèi)

Na2CO3或NaHCO3噴入爐內(nèi)或煙氣 流化床脫硫（Na2SO3+CaCO3→CaSO4·2H2O+Na2CO3)半干－拋棄

Ca(OH)2、Na2CO3、NaHCO3漿液噴入煙氣，

-SO2吸收在液滴中，反應(yīng)（類似濕法）

-干燥后，SO2與固體顆粒反應(yīng)（類似干法）NoeldeNevers,AirPollution48NoeldeNevers,AirPollutionControlEngineering(2ndEdition),2000,清華大學(xué)出版社,McGraw-Hill煙氣脫SO2－其他方法（半干法）煙氣200oCCa基漿液<30％固體袋式除塵固體去制漿氣-固70oC噴霧干燥停留6-8s固體填埋潔凈煙氣NoeldeNevers,AirPollution49NoeldeNevers,AirPollutionControlEngineering(2ndEdition),2000,清華大學(xué)出版社,McGraw-Hill煙氣脫SO2－其他方法（半干法）脫SO2主要發(fā)生在液相漿液和H2O含量很重要（熱量平衡、反應(yīng)速率、操作穩(wěn)定性）總效率噴霧干燥器效率袋式除塵效率NoeldeNevers,AirPollution50趙毅、李守信《有害氣體控制工程》2001,化學(xué)工業(yè)出版社煙氣脫SO2－其他方法（LIFAC）LIFAC:爐內(nèi)噴鈣＋爐后增濕活化＋灰循環(huán)CaSO4拋棄？資源化？趙毅、李守信《有害氣體控制工程》2001,化學(xué)工業(yè)出版社51煙氣脫SO2－回收法SO2↓

S、H2SO4、(NH4)2SO4吸收、吸附解吸或脫附煙氣干凈的煙氣吸收劑、吸附劑吸收劑：NH3水等吸附劑：活性炭（活性焦）、金屬氧化物煙氣脫SO2－回收法SO2吸收、吸附解吸或脫附煙氣干凈的煙氣52煙氣脫SO2－活性焦/炭（AC）脫SO2：在AC表面

SO2

＋O＝SO3SO3

＋H2O＝H2SO4←

被AC的含氧官能團(tuán)氧化←在AC的微孔中儲(chǔ)存硫的脫附/回收：

I水洗→稀硫酸→洗滌效率；稀硫酸的濃縮；設(shè)備的腐蝕II加熱脫附SO2→升溫、降溫效率；稀硫酸還原耗炭；脫附SO2的轉(zhuǎn)化循環(huán)變溫過程對(duì)反應(yīng)器的要求低溫：

<100oC:活性較高

<50oC:脫硫和硫酸脫附可連續(xù)進(jìn)行煙氣脫SO2－活性焦/炭（AC）脫SO2：在AC表面←被A53煙氣脫SO2－活性焦/炭（AC）鍋爐煙氣氨煙囪再生活性焦吸硫活性焦再生加熱再生冷卻脫硫活性焦富SO2氣碎料150oC400oC120oC振篩脫硝硫回收很有潛力 同時(shí)脫硫、脫硝、脫汞、脫VOC、脫塵Mitsui-BF:脫硫>98%，脫硝>80%←

AC的改進(jìn)問題 活性焦造粒成本高 活性焦損失較大 活性焦活性不足煙氣脫SO2－活性焦/炭（AC）鍋爐煙氣氨煙再生活性焦吸硫活54NO→NO2→HNO3陸地海洋大氣燃燒及化工雨雨硝的循環(huán)NoeldeNevers,AirPollutionControlEngineering(2ndEdition),2000,清華大學(xué)出版社,McGraw-Hill→

←↓NH4NO3化肥微生物NH3或N2目前主要的脫硝方式：－減少生成－轉(zhuǎn)化為N2NO→NO2→HNO3陸地海洋大氣燃燒及化工雨雨硝的循環(huán)No55燃燒中硝的生成方式熱力NOX（Thermal）空氣：N2＋O2→NOX快速NOX（Prompt）

N2+CH→HCN+NN+O2→NOXHCN+O2→NOX+N2燃料NOX（Fuel）燃料N＋O2→NOX來源于燃料中的N燃料控制＋過程中控制來源于空氣中的N2，在過程中控制爐內(nèi)：低氮燃燒煙氣：還原脫除燃燒中硝的生成方式熱力NOX（Thermal）快速NOX（P56不同鍋爐的硝生成量與需減排量姚強(qiáng)等《潔凈煤技術(shù)》2005化學(xué)工業(yè)出版社450mg/m3Vdaf>20%650mg/m3Vdaf10-20%1100mg/m3Vdaf<10%GB13223(2003)電廠燃煤鍋爐液態(tài)除渣煤粉爐，執(zhí)行揮發(fā)分<10%的標(biāo)準(zhǔn)，需脫硝42%固態(tài)除渣煤粉爐，燃揮發(fā)分15%的煤時(shí)，需脫硝36%不同鍋爐的硝生成量與需減排量姚強(qiáng)等《潔凈煤技術(shù)》200557低氮燃燒針對(duì)煤粉爐 燃燒溫度高，熱力NOX量大 循環(huán)流化床爐燃燒溫度低核心

降低溫度，改變環(huán)境 分段（分級(jí)）控制燃料和空氣比例空氣分級(jí)燃燒 燃料一次進(jìn)入，空氣分級(jí)進(jìn)入

-降低燃燒溫度，部分形成還原氣氛燃料分級(jí)燃燒 燃料分級(jí)進(jìn)入，空氣分級(jí)進(jìn)入

-分級(jí)噴入燃料，中部形成還原氣氛，還原NOX濃淡燃燒 兩個(gè)燃燒器，不同空氣/燃料比例

-降低燃燒溫度煙氣再循環(huán) 將部分煙氣返回爐內(nèi)

-降低燃燒溫度低氮燃燒針對(duì)煤粉爐 燃燒溫度高，熱力NOX量大核心 降低溫58低氮燃燒－空氣分級(jí)燃燒一級(jí)少用空氣，燃燒部分燃料（富燃或貧氧）-降低燃燒溫度，減少熱力NOX生成-構(gòu)成還原氣氛，還原產(chǎn)生的NOX趙毅、李守信《有害氣體控制工程》2001,化學(xué)工業(yè)出版社二級(jí)輸入空氣，燃燒剩余燃料-燃燒溫度較低，產(chǎn)生少量熱力NOX低氮燃燒－空氣分級(jí)燃燒一級(jí)少用空氣，燃燒部分燃料趙毅、李守信59煙氣脫硝低NOX燃燒只能部分降低NOX排放，需鍋爐改造煙氣脫硝多種方法

-氧化法 NO氧化后溶于水或被堿性物質(zhì)吸收（濕法）

-還原法 NOX被NH3、CH4、烴等還原為N2（