大氣污染控制工程第五章二氧化硫控制技術(shù)

第五章二氧化硫控制技術(shù)1

本章要點1.二氧化硫的物化性質(zhì)及煙氣脫硫的技術(shù)原理2.燃燒前的脫硫技術(shù)3.燃燒中的脫硫技術(shù)4.煙氣脫硫技術(shù)5.了解二氧化硫控制過程中的操作條件及設(shè)備的選用原則，能進(jìn)行控制工藝的比較2

二氧化硫控制技術(shù)二氧化硫控制技術(shù)燃燒前脫硫

燃燒中脫硫

煙氣脫硫

(FGD)3硫的氧化還原化學(xué)

(1)與水和堿的反應(yīng)堿過剩SO2過剩被空氣中的氧氣氧化4硫的氧化還原化學(xué)（2）與氧化劑反應(yīng)（3）與還原劑反應(yīng)不同還原條件SH2S硫代硫酸鹽

5煙氣脫硫技術(shù)原理

煙氣脫硫技術(shù)SO2的吸收過程

SO2吸附凈化

SO2的催化凈化

6SO2的吸收1.SO2的吸收過程

溶解度見P264表5-2，表5-3可逆反應(yīng)氣液平衡溶解度不可逆反應(yīng)溶解度化學(xué)反應(yīng)7SO2的吸收物理吸收以氣相總傳質(zhì)系數(shù)的表達(dá)式：其中，8SO2的吸收以液相總傳質(zhì)系數(shù)表達(dá)

SO2體積吸收系數(shù)的經(jīng)驗公式

其中9SO2的吸收化學(xué)吸收以氣相總傳質(zhì)系數(shù)的表達(dá)式：其中10SO2的吸收以液相總傳質(zhì)系數(shù)的表達(dá)式：其中)

11SO2的吸收計算時需同時考慮物理吸收和化學(xué)吸收發(fā)生化學(xué)反應(yīng)化學(xué)平衡常數(shù)12SO2的吸收物理溶解量忽略不計，則溶液中SO2總濃度

式中k1=KHA溶液的吸收能力CSO2隨分壓P增大而增大，也隨著K的增大而增加。溶液的吸收能力受到活性組分起始濃度CB0的限制，C只能趨近于CB0而不能超過CB0

提高溫度和降低壓力可改善化學(xué)吸收過程13SO2的吸收填料高度計算（1）依據(jù)質(zhì)量傳遞、物料衡算和相平衡原理（2）填料高度—傳質(zhì)單元數(shù)計算方法圖解積分法，圖解法，數(shù)值積分法，數(shù)學(xué)解析法例題見P267，5-1和5-214SO2的吸附15SO2的吸附物理吸附物理吸附物理吸附化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)稀釋作用16SO2的催化凈化催化凈化催化還原催化氧化液相催化氧化氣相催化氧化17SO2的催化凈化催化作用勢能圖18SO2的催化凈化19SO2的催化凈化20SO2的催化凈化千代田法：利用Fe3+或Mn2+作為催化劑V2O5作催化劑21SO2的催化凈化平衡常數(shù)常壓操作SO2的平衡轉(zhuǎn)化率x

22燃燒前脫硫技術(shù)

燃煤脫硫

燃油脫硫燃?xì)饷摿?/p>

物理方法

重介質(zhì)選煤

跳汰選煤

浮選法

干法選煤

化學(xué)方法

堿法脫硫氣體脫硫氧化脫硫其它脫硫方法

生物脫硫

微波脫硫

高梯度磁選脫硫

超臨界醇萃取脫硫

23燃燒前脫硫技術(shù)堿法脫硫24生物脫硫原理燃燒前脫硫技術(shù)25燃燒中脫硫

燃燒中脫硫原理

粉狀石灰石在高溫下分解型煤固硫

流化床燃燒脫硫

爐內(nèi)噴鈣技術(shù)

26燃燒中脫硫原理氧化性氣氛中

最后一步是脫硫主要反應(yīng)，但受溫度限制27燃燒中脫硫原理還原性氣氛中28型煤固硫原理(1)熱分解反應(yīng)(2)固硫劑合成反應(yīng)

(3)中間產(chǎn)物歧化反應(yīng)(4)固硫產(chǎn)物的高溫分解29型煤燃燒過程中SO2釋放規(guī)律(p285)30型煤固硫影響型煤固硫率的因素（1）原煤含硫率（2）固硫劑粒徑（3）添加劑（4）其他影響因素：成型工藝、煤種、燃燒溫度等31流化床燃燒脫硫技術(shù)32流化床燃燒脫硫技術(shù)(p289)33流化床燃燒脫硫技術(shù)最經(jīng)濟(jì)的方法是采用石灰石(CaCO3)或白云石(CaCO3?MgCO3)作為脫硫劑34爐內(nèi)噴鈣脫硫技術(shù)噴鈣脫硫機(jī)理——鈣基脫硫原理采用白云石(CaCO3·MgCO3)作吸收劑或石灰石中含有MgCO3時，會發(fā)生以下反應(yīng)35爐內(nèi)噴鈣脫硫技術(shù)影響爐內(nèi)噴鈣脫硫的因素(p291-294)（1）固體吸收劑的分解溫度（2）反應(yīng)溫度（3）“燒僵”與脫硫劑的最佳噴射位置（4）脫硫劑3637爐內(nèi)噴鈣尾部煙道增濕脫硫該技術(shù)的特點是：爐膛噴鈣作為一級脫硫，在煙氣流過反應(yīng)器時向反應(yīng)器內(nèi)噴水將煙氣增濕作為二級脫硫。增濕使煙氣中CaO和H2O反應(yīng)生成Ca(OH)2，與SO2快速反應(yīng)，提高鈣利用率和脫硫效率。爐內(nèi)噴鈣尾部煙道增濕脫硫工藝主要有三種：（1）LIFAC工藝（2）LIMB方法（3）LIDS方法3839404142煙氣脫硫技術(shù)及裝置

煙氣脫硫技術(shù)按脫硫劑的形態(tài)

干法

半干法

濕法

按反應(yīng)產(chǎn)物的處理方法

拋棄法

回收法

按脫硫劑是否可再生

再生法

不可再生法

按氣體凈化原理

吸收法

吸附法

催化轉(zhuǎn)化法

43濕法煙氣脫硫石灰石－石膏濕法煙氣脫硫海水煙氣脫硫雙堿法煙氣脫硫氨法煙氣脫硫磷銨肥法煙氣脫硫氧化鎂法煙氣脫硫氧化鋅法煙氣脫硫氧化錳法煙氣脫硫堿式硫酸鋁法煙氣脫硫鈉堿吸收法煙氣脫硫有機(jī)酸鈉－石膏法煙氣脫硫44半干法煙氣脫硫技術(shù)噴霧干燥煙氣脫硫干法煙氣脫硫技術(shù)爐內(nèi)噴鈣煙氣脫硫爐內(nèi)噴鈣尾部煙氣增濕活化脫硫管道噴射煙氣脫硫荷電干式吸收劑噴射脫硫電子束照射煙氣脫硫脈沖電暈煙氣脫硫45煙氣脫硫技術(shù)及裝置石灰石/石灰濕法雙堿法氨法噴霧干燥法金屬氧化物吸收法46石灰石/石灰濕法原理4748石灰石/石灰濕法煙氣脫硫的設(shè)備由三部分組成（1）脫硫劑制備系統(tǒng)（2）吸收塔（3）脫硫廢物處理系統(tǒng)49噴淋式吸收塔結(jié)構(gòu)示意圖50石灰石－石膏法采用石灰石或石灰的漿液脫除煙道氣中的SO2并副產(chǎn)石膏的一種技術(shù)脫硫率可高達(dá)90％以上，工藝流程很多，如三菱重工法、三井－開米柯法、日立法等。51石灰石－石膏法主要設(shè)備吸收塔選擇的依據(jù)為：①氣液相對速度高；⑤壓降低；②持液量適當(dāng)；⑥操作彈性好；③液相表面積大；⑦液氣分布好。④內(nèi)部構(gòu)件少；吸收塔：文丘里、噴淋塔、填料塔、湍球塔、板式塔等

氧化塔：回轉(zhuǎn)筒式霧化器

52石灰石－石膏法影響脫硫效率的主要因素①漿液的pH值②吸收溫度③液氣比④煙氣流速：逆流噴淋塔內(nèi)氣速一般為2.44~3.66m/s，典型值為3m/s⑤添加劑53石灰石/石灰拋棄法與石灰－石膏法的區(qū)別在于：吸收過程產(chǎn)生的固體廢渣(亞硫酸鈣和一部分硫酸鈣的混合物)不再回收利用脫硫固體廢物的處理①回填法②不滲透的池存儲法。5455濕式石灰石/石灰-石膏法

雙堿法結(jié)垢和堵塞56雙堿法脫硫機(jī)理吸收液再生和固體副產(chǎn)物的析出

57雙堿法采用石灰石作再生劑將亞硫酸鈣氧化，可制得脫硫石膏(CaSO4·2H2O)：58P307圖5-3159雙堿法分濃堿法和稀堿法兩個流程。濃堿法適于氧化率低的場合。稀堿法系統(tǒng)中采用“碳酸鹽軟化法”保持低的鈣離子濃度，可避免石膏結(jié)垢。而在濃堿法系統(tǒng)則不存在這個問題。

60氨法氨法氨法脫硫原理氨-酸法

氨-亞硫酸銨法氨-硫銨法

61氨法隨著NH4HSO3的增多若煙氣中有O2和SO3存在，可能發(fā)生如下副反應(yīng)：62氨-酸法(p310)63氨-酸法64氨-亞硫酸銨法65氨-硫酸銨法66噴霧干燥法

脫硫原理①質(zhì)量傳遞過程生石灰制漿：SO2被灰漿液滴吸收：脫硫劑與SO2反應(yīng)：液滴中CaSO3過飽和沉淀析出：部分CaSO3(液)被溶于液滴中的氧氣所氧化：67噴霧干燥法②熱量傳遞過程

恒速干燥階段

降速干燥階段

68噴霧干燥法工藝流程

工藝流程吸收劑的用量為理論用量的1.5～2.0，一般脫硫效率可達(dá)70～85%。吸收劑除采用石灰乳外，還可采用堿液或氨水。脫硫漿液的制備

脫硫漿液的霧化