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1、会计学1硫氧化物的污染硫氧化物的污染(wrn)控制控制第一页，共55页。硫氧化物的污染关注硫氧化物的污染关注(gunzh)热点热点n n早期n n局地环境中二氧化硫的浓度升高n n近100年来n n二氧化硫等酸性气体导致的酸沉降n n最近(zujn)n n二氧化硫等气态污染物形成的二次微细粒子第1页/共55页第二页，共55页。8.1硫循环硫循环(xnhun)与硫排放与硫排放第2页/共55页第三页，共55页。硫循环硫循环(xnhun)与硫排放与硫排放n n人类使用的化石燃料都含有(hn yu)一定量的硫n n燃料燃烧时，其中的硫大部分转化为SO2第3页/共55页第四页，共55页。第4页/共55页
2、第五页，共55页。硫循环硫循环(xnhun)与硫排放与硫排放n n我国我国SO2SO2排放排放(pi fn(pi fn)的年际变化的年际变化第5页/共55页第六页，共55页。n n我国我国SO2SO2排放的地区排放的地区(dq)(dq)分布分布第6页/共55页第七页，共55页。n n我国我国SO2SO2排放排放(pi fn(pi fn)的行业特点的行业特点第7页/共55页第八页，共55页。n n我国北方城市我国北方城市SO2SO2污染污染(wr(wr n)n)现状现状第8页/共55页第九页，共55页。n n我国南方我国南方(nnfng)(nnfng)城市城市SO2SO2污染现状污染现状第9页/
3、共55页第十页，共55页。80 6080 4060 2040020硫循环硫循环(xnhun)与硫排放与硫排放n n19991999年全国年全国(qun(qun u)u)城市酸雨的频率统计城市酸雨的频率统计1999年统计年统计264个城市个城市降降水水(jingshu)年年均均pH范范围围在在4.04 7.24年均年均pH低于低于5.6的城市有的城市有98个个占统计城市的占统计城市的37.12%第10页/共55页第十一页，共55页。n n2020世纪世纪(shj)90(shj)90年代末我国酸雨区域分布年代末我国酸雨区域分布第11页/共55页第十二页，共55页。8.2 燃烧燃烧(rnsho)前脱
4、硫前脱硫n n燃烧前脱硫燃烧前脱硫n n 原煤在投入使用前，用物理、物理化学、化学及微生物等方法，将原煤在投入使用前，用物理、物理化学、化学及微生物等方法，将煤中的硫份脱除掉。煤中的硫份脱除掉。n n炉前脱硫还能除去灰份，减轻运输量，减轻锅炉的粘污和磨损，减少炉前脱硫还能除去灰份，减轻运输量，减轻锅炉的粘污和磨损，减少灰渣灰渣(hu zh)(hu zh)处理量，还可回收部分硫资源。处理量，还可回收部分硫资源。第12页/共55页第十三页，共55页。煤炭洗选煤炭洗选物理选煤：物理选煤：利用黄铁矿硫和煤的密度不同而通过重力利用黄铁矿硫和煤的密度不同而通过重力(zhngl)(zhngl)分选分选和水选
5、将黄铁矿硫和部分矿物质除去。这样可使煤和水选将黄铁矿硫和部分矿物质除去。这样可使煤的含硫量降低的含硫量降低40%40%，灰份降低，灰份降低70%70%左右。左右。化学选煤技术：化学选煤技术：加氢脱硫、加氧脱硫、用碱液浸煤后用微波照射等，适加氢脱硫、加氧脱硫、用碱液浸煤后用微波照射等，适合于含硫量很高的洗中煤合于含硫量很高的洗中煤微生物方法：细菌脱硫微生物方法：细菌脱硫我国以物理选煤为主。跳汰占我国以物理选煤为主。跳汰占59%59%、重介质选煤占、重介质选煤占23%23%、浮选占浮选占14%14%19951995年我国煤炭洗选能力年我国煤炭洗选能力3.8108t3.8108t，入洗量，入洗量2.
6、8108t 2.8108t，入，入洗率洗率22%22%。一、煤炭一、煤炭(mitn)的固的固态加工态加工第13页/共55页第十四页，共55页。n n煤的气化煤的气化煤的气化煤的气化n n采用空气、氧气、采用空气、氧气、采用空气、氧气、采用空气、氧气、CO2CO2和水蒸气作为气化剂，在气化炉内反和水蒸气作为气化剂，在气化炉内反和水蒸气作为气化剂，在气化炉内反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应生成不同组分不同热值的煤气应生成不同组分不同热值的煤气应生成不同组分不同热值的煤气n n移动床、流化床和气流床三种方法移动床、流化床和气流床三种方法移动床、流化床和气流床三种方法移
7、动床、流化床和气流床三种方法n n煤的液化煤的液化煤的液化煤的液化n n通过化学通过化学通过化学通过化学(huxu)(huxu)加工转化为液态烃燃料或化工原料等液体加工转化为液态烃燃料或化工原料等液体加工转化为液态烃燃料或化工原料等液体加工转化为液态烃燃料或化工原料等液体产品产品产品产品n n直接液化和间接液化直接液化和间接液化直接液化和间接液化直接液化和间接液化v二、煤炭二、煤炭(mitn)的转化的转化第14页/共55页第十五页，共55页。三、重油三、重油(zhn yu)脱硫脱硫n n在催化剂作用下通过高压加氢反应在催化剂作用下通过高压加氢反应在催化剂作用下通过高压加氢反应在催化剂作用下通过
8、高压加氢反应(fnyng)(fnyng)(fnyng)(fnyng)，切断碳，切断碳，切断碳，切断碳与硫的化学键，使氢与硫作用形成与硫的化学键，使氢与硫作用形成与硫的化学键，使氢与硫作用形成与硫的化学键，使氢与硫作用形成H2SH2SH2SH2S从重油中分离从重油中分离从重油中分离从重油中分离n n直接脱硫和间接脱硫直接脱硫和间接脱硫直接脱硫和间接脱硫直接脱硫和间接脱硫第15页/共55页第十六页，共55页。8.3 流化床燃烧流化床燃烧(rnsho)技术技术n n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，煤粒保持流化状态气流速度介于临界速度和输送速度之
9、间，煤粒保持流化状态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n n流化床利于燃料的充分燃烧流化床利于燃料的充分燃烧流化床利于燃料的充分燃烧流化床利于燃料的充分燃烧n n分类分类分类分类n n按流态：鼓泡流化床和循环流化床按流态：鼓泡流化床和循环流化床按流态：鼓泡流化床和循环流化床按流态：鼓泡流化床和循环流化床n n按运行压力按运行压力按运行压力按运行压力(yl)(yl)：常压流化床和增压流化床：常压流化床和增压流化床：常压流化床和增压流化床：常压流化床和增压流化床第16页/共55页第十七页，共55页。n n流化床锅炉过去称沸腾炉，将一定粒度的煤粒（不是煤粉）通过鼓风形流化床锅炉过去
10、称沸腾炉，将一定粒度的煤粒（不是煤粉）通过鼓风形成悬浮燃烧，悬浮形态如开锅成悬浮燃烧，悬浮形态如开锅(ki gu)(ki gu)的米粥，煤粒及灰粒上下翻腾。的米粥，煤粒及灰粒上下翻腾。虽然燃烧充分，省煤，但炉堂温度不易控制（不如粉煤炉），易结焦，虽然燃烧充分，省煤，但炉堂温度不易控制（不如粉煤炉），易结焦，对炉堂磨损严重。现在中小吨位工业锅炉仍以往复炉排炉、链条排炉为对炉堂磨损严重。现在中小吨位工业锅炉仍以往复炉排炉、链条排炉为主，大吨位电站锅炉以粉煤炉为主。主，大吨位电站锅炉以粉煤炉为主。第17页/共55页第十八页，共55页。流化床燃烧流化床燃烧(rnsho)脱硫脱硫第18页/共55页第十九
11、页，共55页。流化床燃烧流化床燃烧(rnsho)脱硫脱硫n n流化床脱硫的化学过程流化床脱硫的化学过程n n脱硫剂：石灰石（脱硫剂：石灰石（CaCO3CaCO3）、白云石（）、白云石（CaCO3MgCO3CaCO3MgCO3）n n炉内化学反应炉内化学反应n n流化床燃烧方式为脱硫提供了理想的环境流化床燃烧方式为脱硫提供了理想的环境n nCaSO4CaSO4的摩尔体积大于的摩尔体积大于CaCO3CaCO3，由于孔隙堵塞，由于孔隙堵塞，CaOCaO不可能完全不可能完全(wnqun)(wnqun)转化为转化为CaSO4CaSO4第19页/共55页第二十页，共55页。流化床燃烧流化床燃烧(rnsho
12、)脱硫脱硫第20页/共55页第二十一页，共55页。流化床燃烧脱硫的影响流化床燃烧脱硫的影响(yngxing)因素因素n n1.1.钙硫比钙硫比n n表示脱硫剂用量的指标，影响最大的性能参数表示脱硫剂用量的指标，影响最大的性能参数n n脱硫率（脱硫率（）可以用）可以用Ca/SCa/S（R R）近似）近似(jn s)(jn s)表达表达v 2.煅烧温度煅烧温度v 存在最佳脱硫温度范围存在最佳脱硫温度范围v 温度低时，孔隙量少、孔径小，反应温度低时，孔隙量少、孔径小，反应(fnyng)被限制在颗粒外表面被限制在颗粒外表面v 温度过高，温度过高，CaCO3的烧结作用变得严重的烧结作用变得严重第21页/
13、共55页第二十二页，共55页。流化床燃烧流化床燃烧(rnsho)脱硫的影脱硫的影响因素响因素第22页/共55页第二十三页，共55页。流化床燃烧流化床燃烧(rnsho)脱硫的影脱硫的影响因素响因素第23页/共55页第二十四页，共55页。流化床燃烧流化床燃烧(rnsho)脱硫的影脱硫的影响因素响因素n n3.3.脱硫剂的颗粒尺寸和孔隙脱硫剂的颗粒尺寸和孔隙(k(k ngx)ngx)结构结构n n颗粒尺寸小于临界尺寸时发生扬析，并非越小越好颗粒尺寸小于临界尺寸时发生扬析，并非越小越好n n颗粒孔隙颗粒孔隙(k(k ngx)ngx)结构应有适当的孔径大小，既保证一定孔隙结构应有适当的孔径大小，既保证一
14、定孔隙(k(k ngx)ngx)容积，又保证孔道不易堵塞容积，又保证孔道不易堵塞n n4.4.脱硫剂的种类脱硫剂的种类n n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24页/共55页第二十五页，共55页。流化床燃烧脱硫的影响流化床燃烧脱硫的影响(yngxing)因素因素第25页/共55页第二十六页，共55页。5.脱硫剂的再生脱硫剂的再生(zishng)n n不同温度下的再生不同温度下的再生(zishng)(zishng)反应反应第26页/共55页第二十七页，共55页。冶炼厂、硫酸厂和造纸
15、厂等工业，冶炼厂、硫酸厂和造纸厂等工业，SO2SO2浓度通常浓度通常2 24040化学反应式化学反应式反应反应1 1为放热反应，温度低时转化率高为放热反应，温度低时转化率高工业上一般采用工业上一般采用(c(c iyng)iyng)多层催化床层多层催化床层8.48.4高浓度高浓度高浓度高浓度SO2SO2尾气的回收尾气的回收尾气的回收尾气的回收(hushu)(hushu)和和和和净化净化净化净化第27页/共55页第二十八页，共55页。高浓度高浓度SO2尾气尾气(wi q)的回收和的回收和净化净化第28页/共55页第二十九页，共55页。高浓度高浓度SO2尾气尾气(wi q)的回收和的回收和净化净化第
16、29页/共55页第三十页，共55页。8.5低浓度低浓度SO2烟气烟气(yn q)脱硫脱硫燃烧后脱硫燃烧后脱硫n n燃烧设施直接排放的燃烧设施直接排放的SO2SO2浓度通常为浓度通常为10-410-410-310-3数量级数量级n n由于由于SO2SO2浓度低，烟气流量大，烟气脱硫通常比较昂贵浓度低，烟气流量大，烟气脱硫通常比较昂贵n n分类分类n n脱硫产物处置方式：抛弃法和再生法脱硫产物处置方式：抛弃法和再生法n n脱硫产物状态脱硫产物状态(zhungti)(zhungti)：湿法和干法：湿法和干法第30页/共55页第三十一页，共55页。低浓度低浓度SO2烟气烟气(yn q)脱硫脱硫第31页
17、/共55页第三十二页，共55页。低浓度低浓度SO2烟气烟气(yn q)脱硫脱硫第32页/共55页第三十三页，共55页。主要烟气主要烟气(yn q)脱硫工艺脱硫工艺n n1.1.石灰石石灰石/石灰法洗涤石灰法洗涤n n目前目前(mqin)(mqin)应用最广泛的脱硫技术应用最广泛的脱硫技术第33页/共55页第三十四页，共55页。主要烟气主要烟气(yn q)脱硫工艺脱硫工艺n n1.1.石灰石灰(shhu)(shhu)石石/石灰石灰(shhu)(shhu)法洗涤（续）法洗涤（续）第34页/共55页第三十五页，共55页。n n最关键的化学反应是钙离子的形成，因为SO2正是通过这种钙离子与HSO-3化
18、合而得以从溶液中除去。n n这一关键步骤也突出了石灰石/石灰系统的一个极为重要的区别：n n石灰石系统中，Ca2+的产生(chnshng)仅与H+的浓度和CaCO3的存在有关。n n石灰系统中，Ca2+的产生(chnshng)仅与CaO2的存在有关。n n因此，石灰石系统在运行时PH较石灰系统的低。影响影响(yngxing)(yngxing)因素：因素：pHpH、液气比、钙硫比、气流速度、浆液的固体含量、液气比、钙硫比、气流速度、浆液的固体含量、SO2SO2浓度、吸收塔结构浓度、吸收塔结构第35页/共55页第三十六页，共55页。主要烟气主要烟气(yn q)脱硫工艺脱硫工艺n n1.1.石灰石灰
19、(shhu)(shhu)石石/石灰石灰(shhu)(shhu)法洗涤（续）法洗涤（续）第36页/共55页第三十七页，共55页。烟气烟气(yn q)脱硫工艺脱硫工艺第37页/共55页第三十八页，共55页。主要主要(zhyo)烟气脱硫工艺烟气脱硫工艺n n1.1.石灰石石灰石/石灰法洗涤（续）石灰法洗涤（续）n n解决的问题解决的问题n n设备设备(shbi)(shbi)腐蚀腐蚀n n结垢和堵塞结垢和堵塞n n除雾器阻塞除雾器阻塞n n脱硫剂的利用率脱硫剂的利用率n n液固分离液固分离n n固体废物的处理处置固体废物的处理处置第38页/共55页第三十九页，共55页。主要主要(zhyo)烟气脱硫工艺
20、烟气脱硫工艺n n2.改进的石灰石/石灰湿法烟气脱硫n n加入己二酸的石灰石法n n己二酸抑制气液界面上SO2溶解(rngji)造成的pH值降低，加速液相传质n n己二酸钙的存在增加了液相与SO2的反应能力n n降低钙硫比n n添加硫酸镁n nSO2以可溶性盐的形式吸收，解决结垢问题第39页/共55页第四十页，共55页。主要主要(zhyo)烟气脱硫工艺烟气脱硫工艺n n2.改进的石灰石/石灰湿法烟气脱硫（续）n n双碱流程n n用碱金属盐类或碱类水溶液吸收SO2，后用石灰或石灰石再生n n解决(jiju)结垢问题和提高SO2的利用率第40页/共55页第四十一页，共55页。主要主要(zhyo)烟
21、气脱硫工艺烟气脱硫工艺n n3.喷雾干燥法烟气脱硫n n一种湿干法脱硫工艺，市场份额仅次于湿钙法n n脱硫过程(guchng)n nSO2被雾化的Ca(OH)2浆液或Na2CO3溶液吸收n n温度较高的烟气干燥液滴形成干固体废物n n干废物由袋式或电除尘器捕集n n设备和操作简单，废物量小，能耗低（湿法的1/21/3)第41页/共55页第四十二页，共55页。主要主要(zhyo)烟气脱硫工艺烟气脱硫工艺第42页/共55页第四十三页，共55页。主要烟气主要烟气(yn q)脱硫工艺脱硫工艺n n3.喷雾干燥法烟气脱硫（续）n n主要过程n n吸收剂制备n n吸收和干燥n n固体(gt)捕集n n固体
22、(gt)废物处置第43页/共55页第四十四页，共55页。主要主要(zhyo)烟气脱硫工艺烟气脱硫工艺n n4.其他(qt)湿法脱硫工艺n n氧化镁法第44页/共55页第四十五页，共55页。n n4.其他湿法脱硫工艺（续）n n海水脱硫法n n 自然界海水呈碱性，pH值 8.0-8.3n n SO2为海水吸收后，生成(shn chn)可溶性硫酸盐n n 恢复硫自然循环第45页/共55页第四十六页，共55页。主要主要(zhyo)烟气脱硫工艺烟气脱硫工艺n n4.其他湿法脱硫工艺（续）n n氨法n n氨水做吸收剂n n 氨法脱硫就是(jish)以氨水作为SO2的吸收剂，所产生的副产品为亚硫酸氨第46
23、页/共55页第四十七页，共55页。n n（1 1 1 1）吸收过程：烟气依次经过三个吸收塔，其中的）吸收过程：烟气依次经过三个吸收塔，其中的）吸收过程：烟气依次经过三个吸收塔，其中的）吸收过程：烟气依次经过三个吸收塔，其中的SO3 SO3 SO3 SO3 被吸收液吸收，并生成亚硫酸氨和硫酸氢氨；被吸收液吸收，并生成亚硫酸氨和硫酸氢氨；被吸收液吸收，并生成亚硫酸氨和硫酸氢氨；被吸收液吸收，并生成亚硫酸氨和硫酸氢氨；n n（2 2 2 2）中和结晶：由吸收反应产生的高浓度亚硫酸氨与）中和结晶：由吸收反应产生的高浓度亚硫酸氨与）中和结晶：由吸收反应产生的高浓度亚硫酸氨与）中和结晶：由吸收反应产生的高
24、浓度亚硫酸氨与硫酸氢氨吸收液，先经过灰渣过滤器除去烟尘，再在硫酸氢氨吸收液，先经过灰渣过滤器除去烟尘，再在硫酸氢氨吸收液，先经过灰渣过滤器除去烟尘，再在硫酸氢氨吸收液，先经过灰渣过滤器除去烟尘，再在结晶反应器内与氨起中和反应，同时用水间接冷却，结晶反应器内与氨起中和反应，同时用水间接冷却，结晶反应器内与氨起中和反应，同时用水间接冷却，结晶反应器内与氨起中和反应，同时用水间接冷却，使亚硫酸氨结晶析出；使亚硫酸氨结晶析出；使亚硫酸氨结晶析出；使亚硫酸氨结晶析出；n n（3 3 3 3）结晶分离：由结晶分离器底部出来的含亚硫酸氨）结晶分离：由结晶分离器底部出来的含亚硫酸氨）结晶分离：由结晶分离器底部
25、出来的含亚硫酸氨）结晶分离：由结晶分离器底部出来的含亚硫酸氨结晶悬浮物进入离心机，分离出固体结晶悬浮物进入离心机，分离出固体结晶悬浮物进入离心机，分离出固体结晶悬浮物进入离心机，分离出固体(gt)(gt)(gt)(gt)结晶体作结晶体作结晶体作结晶体作为副产品，剩下的滤液再回到吸收塔内重复使用。为副产品，剩下的滤液再回到吸收塔内重复使用。为副产品，剩下的滤液再回到吸收塔内重复使用。为副产品，剩下的滤液再回到吸收塔内重复使用。n n该脱硫工艺的优点该脱硫工艺的优点该脱硫工艺的优点该脱硫工艺的优点n n 脱硫效率可达到脱硫效率可达到脱硫效率可达到脱硫效率可达到99%99%99%99%n n 可得到
26、副产品作化肥可得到副产品作化肥可得到副产品作化肥可得到副产品作化肥n n 无废水和废弃物排放无废水和废弃物排放无废水和废弃物排放无废水和废弃物排放第47页/共55页第四十八页，共55页。5.干法干法(n f)脱硫技术脱硫技术n n干法烟气脱硫干法烟气脱硫n n所得到得脱硫产物是干态形式所得到得脱硫产物是干态形式n n特点：特点：n n投资较湿法低投资较湿法低n n无需装设除雾器及烟气再热器无需装设除雾器及烟气再热器n n适合适合(shh)(shh)于含硫量中等、有高品位石灰石来源的电厂应用于含硫量中等、有高品位石灰石来源的电厂应用第48页/共55页第四十九页，共55页。主要主要(zhyo)烟气
27、脱硫工艺烟气脱硫工艺n n干法干法(n fn f)喷钙脱硫喷钙脱硫第49页/共55页第五十页，共55页。主要主要(zhyo)烟气脱硫工艺烟气脱硫工艺n n5.干法脱硫技术n n循环(xnhun)流化床烟气脱硫第50页/共55页第五十一页，共55页。烟气脱硫工艺的综合烟气脱硫工艺的综合(zngh)比比较较n n主要涉及因素主要涉及因素n n脱硫效率脱硫效率n n钙硫比钙硫比n n脱硫剂利用率脱硫剂利用率n n脱硫剂的来源脱硫剂的来源n n脱硫副产品的处理处置脱硫副产品的处理处置n n对锅炉原有系统的影响对锅炉原有系统的影响n n对机组运行方式对机组运行方式(fngsh)(fngsh)适应性的影响
28、适应性的影响n n占地面积占地面积n n流程的复杂程度流程的复杂程度n n动力消耗动力消耗n n工艺成熟度工艺成熟度第51页/共55页第五十二页，共55页。燃煤二氧化硫污染控制燃煤二氧化硫污染控制技术综合技术综合(zngh)评价评价n n评价指标评价指标n n1.1.技术成熟度。依脱硫技术目前所处的开发阶段，分为实验室，中试，技术成熟度。依脱硫技术目前所处的开发阶段，分为实验室，中试，示范和商业化四个阶段示范和商业化四个阶段n n2.2.技术性能。包括脱硫效率，处理技术性能。包括脱硫效率，处理(ch(ch l l)能力，技术复杂程度，占地能力，技术复杂程度，占地情况，能耗及副产品利用等，反映技
29、术的综合性能情况，能耗及副产品利用等，反映技术的综合性能n n3.3.环境特性。环境特性根据处理环境特性。环境特性根据处理(ch(ch l l)后烟气的后烟气的SO2SO2排放量与排放标排放量与排放标准比较进行评价准比较进行评价n n4.4.经济性。选用技术的总投资和经济性。选用技术的总投资和SO2SO2单位脱硫成本为综合经济性的评单位脱硫成本为综合经济性的评价指标价指标第52页/共55页第五十三页，共55页。燃煤二氧化硫污染燃煤二氧化硫污染(wrn)控制控制技术综合评价技术综合评价n n燃烧燃烧(rnsho)(rnsho)前和燃烧前和燃烧(rnsho)(rnsho)中技术中技术第53页/共55页第五十四页，共55页。燃煤二氧化硫燃煤二氧化硫(r yng hu li)污污染控制技术综合评价染控制技术综合评价n n烟气烟气(yn q)(yn q)脱硫技术脱硫技术第54页/共55页第五十五页，共55页。