中国地质大学(武汉)大气污染控制工程第08章 硫氧化物的污染控制.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第八章 硫氧化物的污染控制,1.,硫循环及硫排放,2.,燃烧前脱硫技术与工艺,3.,燃烧中脱硫技术与工艺,4.,高浓度,SO,2,尾气的回收和净化,5.,低浓度,SO,2,烟气脱硫,硫氧化物的污染关注热点,早期,局地环境中二氧化硫的浓度升高,近,100,年来,二氧化硫等酸性气体导致的酸沉降,最近,二氧化硫等气态污染物形成的二次微细粒子,第一节 硫循环与硫排放,第一节 硫循环与硫排放,人类使用的化石燃料都含有一定量的硫,燃料燃烧时，其中的硫大部分转化,为,SO,2,第一节 硫循环与硫排放,我国,SO,2,排放的年际变化,第一节 硫循环与硫排放,我国,SO,2,排放的行业特点,第一节 硫循环与硫排放,我国北方城市,SO,2,污染现状,第一节 硫循环与硫排放,我国南方城市,SO,2,污染现状,第一节 硫循环与硫排放,第二节 燃烧前脱硫,1.,煤炭的固态加工,煤炭洗选,物理洗煤,化学洗煤,微生物洗煤,我国以物理选煤为主。跳汰占,59%,、重介质选煤占,23%,、浮选占,14%,1995,年我国煤炭洗选能力,3.810,8,t,，,入洗量,2.810,8,t,，,入洗率,22%,。,2.,煤炭的转化,煤的气化,采用空气、氧气、,CO,2,和水蒸气作为气化剂，在气化炉内反应生成不同组分不同热值的煤气,移动床、流化床和气流床三种方法,煤的液化,通过化学加工转化为液态烃燃料或化工原料等液体产品,直接液化和间接液化,第二节 燃烧前脱硫,3.,重油脱硫,在催化剂作用下通过高压加氢反应，切断碳与硫的化学键，使氢与硫作用形成,H,2,S,从,重油中分离,直接脱硫和间接脱硫,第二节 燃烧前脱硫,第三节 流化床燃烧脱硫,流化床燃烧技术,气流速度介于临界速度和输送速度之间，煤粒保持流化状态,流化床利于燃料的充分燃烧,分类,按流态：鼓泡流化床和循环流化床,按运行压力：常压流化床和增压流化床,第三节 流化床燃烧脱硫,流化床脱硫的化学过程,脱硫剂：石灰石（,CaCO,3,）、,白云石（,CaCO,3,MgCO,3,）,炉内化学反应,流化床燃烧方式为脱硫提供了理想的环境,CaSO,4,的摩尔体积大于,CaCO,3,，,由于孔隙堵塞，,CaO,不可能完全转化为,CaSO,4,第三节 流化床燃烧脱硫,第三节 流化床燃烧脱硫,流化床燃烧脱硫的影响因素,1.,钙硫比,表示脱硫剂用量的指标，影响最大的性能参数,脱硫率（,）,可以用,Ca/S,（,R,）,近似表达,2.,煅烧温度,存在最佳脱硫温度范围,温度低时，孔隙量少、孔径小，反应被限制在颗粒外表面,温度过高，,CaCO,3,的烧结作用变得严重,第三节 流化床燃烧脱硫,第三节 流化床燃烧脱硫,第三节 流化床燃烧脱硫,3.,脱硫剂的颗粒尺寸和孔隙结构,颗粒尺寸小于临界尺寸时发生扬析，并非越小越好,颗粒孔隙结构应有适当的孔径大小，既保证一定孔隙容积，又保证孔道不易堵塞,4.,脱硫剂的种类,白云石的孔径分布和低温煅烧性能好，但易发生爆裂扬析，且用量大于石灰石近两倍,第三节 流化床燃烧脱硫,流化床燃烧脱硫的影响因素,第三节 流化床燃烧脱硫,脱硫剂的再生,不同温度下的再生反应,第三节 流化床燃烧脱硫,冶炼厂、硫酸厂和造纸厂等工业，,SO,2,浓度通常,2,40,化学反应式,反应,1,为放热反应，温度低时转化率高,工业上一般采用多层催化床层,第四节 高浓度,SO,2,尾气的回收和净化,第四节 高浓度,SO,2,尾气的回收和净化,第四节 高浓度,SO,2,尾气的回收和净化,第五节 低浓度,SO,2,烟气脱硫燃烧后脱硫,燃烧设施直接排放的,SO,2,浓度通常为,10,-4,10,-3,数量级,由于,SO,2,浓度低，烟气流量大，烟气脱硫通常比较昂贵,分类,脱硫产物处置方式：抛弃法和再生法,脱硫产物状态：湿法和干法,第五节 低浓度,SO,2,烟气脱硫燃烧后脱硫,第五节 低浓度,SO,2,烟气脱硫燃烧后脱硫,一、主要烟气脱硫工艺,1.,石灰石,/,石灰法洗涤,目前应用最广泛的脱硫技术,一、主要烟气脱硫工艺,1.,石灰石,/,石灰法洗涤（续）,影响因素：,pH,、,液气比、钙硫比、气流速度、浆液的固体含量、,SO,2,浓度、吸收塔结构,液气比对脱硫率的影响,一、主要烟气脱硫工艺,1.,石灰石,/,石灰法洗涤（续）,吸收塔选择的依据为：,气液相对速度高；,持液量适当；,液相表面积大；内部构件少；,压降低；,操作弹性好；,液气分布好。,一、烟气脱硫工艺,一、主要烟气脱硫工艺,1.,石灰石,/,石灰法洗涤（续）,解决的问题,设备腐蚀,结垢和堵塞,除雾器阻塞,脱硫剂的利用率,液固分离,固体废物的处理处置,一、主要烟气脱硫工艺,2.,改进的石灰石,/,石灰湿法烟气脱硫,加入己二酸的石灰石法,己二酸抑制气液界面上,SO,2,溶解造成的,pH,值降低，加速液相传质,己二酸钙的存在增加了液相与,SO,2,的反应能力,降低钙硫比,添加硫酸镁,SO,2,以可溶性盐的形式吸收，解决结垢问题,一、主要烟气脱硫工艺,2.,改进的石灰石,/,石灰湿法烟气脱硫（续）,双碱流程,用碱金属盐类或碱类水溶液吸收,SO,2,，,后用石灰或石灰石再生,解决结垢问题和提高,SO,2,的利用率,一、主要烟气脱硫工艺,3.,氧化镁法脱硫工艺,一、主要烟气脱硫工艺,4.,海水脱硫法工艺,NaCl,、,XSO,4,工艺组成：烟气系统、供海水系统、海水恢复系统,特点：,无脱硫剂成本,设备简单,无脱硫产物处理,投资和运行费用低,适用于低硫煤,排海水质？,一、主要烟气脱硫工艺,5.,喷雾干燥法烟气脱硫,一种湿干法脱硫工艺，市场份额仅次于湿钙法,脱硫过程,SO,2,被雾化的,Ca(OH),2,浆液或,Na,2,CO,3,溶液吸收,温度较高的烟气干燥液滴形成干固体废物,干废物由袋式或电除尘器捕集,设备和操作简单，废物量小，能耗低（湿法的,1/21/3),一、主要烟气脱硫工艺,一、主要烟气脱硫工艺,5.,喷雾干燥法烟气脱硫（续）,主要过程,吸收剂制备,吸收和干燥,固体捕集,固体废物处置,一、主要烟气脱硫工艺,6.,干法喷钙脱硫技术,LIFAC,工艺流程示意图,石灰石仓,锅炉,活化反应器,电除尘器,水,烟囱,干灰再循环,技术核心：炉内喷石灰石与炉后活化反应器,一、主要烟气脱硫工艺,7.,循环流化床脱硫技术,循环流化床烟气脱硫（,CFB-FGD,）工艺流程示意图,石灰石仓,清洁烟气,CFB,反应器,引风机,烟囱,喷水,石灰,烟气,静电除尘器,石灰制备系统、脱硫反应系统、收尘引风系统,排料,二、同时脱硫脱氮工艺,1.,电子束辐射法,二、同时脱硫脱氮工艺,2.,湿法同时脱硫脱氮工艺,氯酸氧化法,三、烟气脱硫工艺的综合比较,主要涉及因素,脱硫效率,钙硫比,脱硫剂利用率,脱硫剂的来源,脱硫副产品的处理处置,对锅炉原有系统的影响,对机组运行方式适应性的影响,占地面积,流程的复杂程度,动力消耗,工艺成熟度,