大气中的含硫化合物主要包括H2S课件.ppt

1、讲解人：吴讲解人：吴 迪迪职职 位：区域经理（沧州）位：区域经理（沧州）硫是地壳中第六大丰富的元素，主要以硫硫是地壳中第六大丰富的元素，主要以硫酸盐的形式存在；酸盐的形式存在；大气中的含硫化合物主要包括大气中的含硫化合物主要包括H H2 2S S、SOSO2 2、SOSO3 3；火山爆发、天然原始微生火山爆发、天然原始微生物活动；物活动；燃料燃烧、金属冶炼；燃料燃烧、金属冶炼；天然气：以天然气：以H H2 2S S 的形式存在；的形式存在；石油燃料及油岩：有机硫形式存在；石油燃料及油岩：有机硫形式存在；石油制品：浓缩在高沸点组分中；石油制品：浓缩在高沸点组分中；煤：以细的黄铁矿（煤：以细的黄铁

2、矿（FeSFeS2 2）晶体形式或有机）晶体形式或有机硫形式存在。硫形式存在。22SOSO 二氧化硫二氧化硫-排入大气排入大气-沉降（干沉降或湿沉降（干沉降或湿沉降）沉降）-大部分落入海洋大部分落入海洋-变成变成陆地物质陆地物质的一部分的一部分-最终进入最终进入-被人类被人类采掘利用。采掘利用。32242CaCOSO0.5OCaSOCO 人人为为活活动动是是造造成成SO2大大量量排排放放的的主主要要原原因因大大部部分分SO2的的控控制制方方法法都都可可以以用用以以下下反反应应表表示示32242CaCOSO0.5OCaSOCO 人人为为活活动动是是造造成成SO2大大量量排排放放的的主主要要原原因

3、因大大部部分分SO2的的控控制制方方法法都都可可以以用用以以下下反反应应表表示示早期早期 局地环境中二氧化硫的浓度升高局地环境中二氧化硫的浓度升高近近100100年来年来 二氧化硫等酸性气体导致的酸沉降二氧化硫等酸性气体导致的酸沉降最近最近 二氧化硫等气态污染物形成的二次微细粒子二氧化硫等气态污染物形成的二次微细粒子我国我国SOSO2 2排放的行业特点排放的行业特点煤炭的固态加工煤炭的固态加工物理选煤：根据物理性质差异分选，如重力分选物理选煤：根据物理性质差异分选，如重力分选化学选煤：借助化学反应时煤中有用成分富集；化学选煤：借助化学反应时煤中有用成分富集；碱处理、氧化法、溶剂萃取碱处理、氧化

4、法、溶剂萃取物理化学选煤：依据矿物表面物理化学性质差异分物理化学选煤：依据矿物表面物理化学性质差异分选；选；微生物洗煤：利用微生物溶浸硫微生物洗煤：利用微生物溶浸硫 我国以物理选煤为主。跳汰占我国以物理选煤为主。跳汰占14%14%19951995年我国煤炭洗选能力年我国煤炭洗选能力3.83.810108 8t t，入洗量，入洗量2.82.810108 8t t，入洗率入洗率22%22%。占占59%59%、重介质选煤占、重介质选煤占23%23%、浮选、浮选煤炭的转化煤炭的转化 采用空气、氧气、采用空气、氧气、COCO2 2和水蒸气作为和水蒸气作为移动床、流化床和气流床三种移动床、流化床和气流床三

5、种H H2 2、COCO和和CHCH4 4等可燃混合气体，以等可燃混合气体，以H H2 2S S形式形式存在。存在。通过化学加工转化为液态烃燃料或化工原料等液体产品液化工艺：直接液化、间接液化、煤油共炼直接液化：高温高压（400和10MPa以上）、催化剂和溶剂作用下，加氢裂解，转化为液体产品的过程。高温高压（高温高压（400400和和10MPa10MPa以上）、催化剂以上）、催化剂和溶剂作用下，加氢裂解，转化为液体产品的过程。和溶剂作用下，加氢裂解，转化为液体产品的过程。煤气化产生合成气（煤气化产生合成气（COCO、H H2 2）-一定一定温度和压力下温度和压力下-定向催化定向催化-液体烃类燃

6、料或化液体烃类燃料或化工产品。工产品。费费-托合成法、甲醇转化制汽油法（托合成法、甲醇转化制汽油法（MTGMTG）在催化剂作用下通过高压加氢反应，切断碳在催化剂作用下通过高压加氢反应，切断碳与硫的化学键，使氢与硫作用形成与硫的化学键，使氢与硫作用形成H H2 2S S从重从重油中分离，用吸收法除去。油中分离，用吸收法除去。直接脱硫和间接脱硫直接脱硫和间接脱硫重油脱硫重油脱硫流化床燃烧技术流化床燃烧技术 流化床燃烧是固体燃料颗粒在炉床内经气体流化后进行燃烧的技术。当流化床燃烧是固体燃料颗粒在炉床内经气体流化后进行燃烧的技术。当气流气流流过一个流过一个固体颗粒的床层固体颗粒的床层时，时，若其流速达

7、到使气流流阻压降等于固体颗粒层若其流速达到使气流流阻压降等于固体颗粒层的重力时（即达到临界流化速度），的重力时（即达到临界流化速度），固体床本身会变得像流体一样，原来高固体床本身会变得像流体一样，原来高低不平的界面会自动地流出一个水平面来。换句话说，低不平的界面会自动地流出一个水平面来。换句话说，固体床料固体床料已经已经被流态被流态化化了。流化床燃烧即利用了这一现象。了。流化床燃烧即利用了这一现象。如果把气流流速进一步加大如果把气流流速进一步加大，气体会在已经流化的床料中形成气泡，从已流，气体会在已经流化的床料中形成气泡，从已流化的固体颗粒中上升，到流化的固体颗粒的界面时，气泡会穿过界面而破裂

8、，化的固体颗粒中上升，到流化的固体颗粒的界面时，气泡会穿过界面而破裂，就像水在沸腾时汽泡穿过水面而破裂一样。因此这样的流化床又就像水在沸腾时汽泡穿过水面而破裂一样。因此这样的流化床又称为称为“鼓鼓泡床泡床”。继续加大气流流速，当超过终端速度，继续加大气流流速，当超过终端速度，颗粒就会被气流带走，但如颗粒就会被气流带走，但如将被带走的颗粒通过分离器加以捕集并使之重新返回床中，就能连续不断地将被带走的颗粒通过分离器加以捕集并使之重新返回床中，就能连续不断地操作，成为操作，成为循环流化床循环流化床。气流速度介于临界速度和输送速度之间，煤粒保持流化气流速度介于临界速度和输送速度之间，煤粒保持流化状态状

9、态鼓泡流化床和循环流化床鼓泡流化床和循环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石灰石（石灰石（CaCO3）、）、白云石（白云石（CaCO3MgCO3）CaSO4的摩尔体积大于的摩尔体积大于CaCO3，由于孔隙，由于孔隙堵塞，堵塞，CaO不可能完全转化为不可能完全转化为CaSO432224CaCOCaOCO1CaOSOOCaSO2 流化床脱硫的化学过程流化床脱硫的化学过程孔隙堵塞后，气体反应物必须通过产物层才能达到反应孔隙堵塞后，气体反应物必须通过产物层才能达到反应界面，而固相界面，而固相CaSOCaSO4 4对气体的扩散阻力很大，影响硫酸盐对气体的扩散阻力很大，影响硫酸盐化反应速率

10、。化反应速率。1.1.钙硫比钙硫比2.2.煅烧温度煅烧温度3.3.脱硫剂的颗粒尺寸和孔隙结构脱硫剂的颗粒尺寸和孔隙结构4.4.脱硫剂种类脱硫剂种类流化床燃烧脱硫的影响因素流化床燃烧脱硫的影响因素 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 脱硫率（脱硫率（）可以用可以用Ca/SCa/S（R R）近似表达）近似表达1 exp()mR m综合影响参数 存在最佳脱硫温度范围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温度低时，孔隙量少、孔径小，反应被限制在颗粒外表面面 温度过高，温度过高，CaCOCaCO3 3的烧结作用变得严重，孔隙消

11、失的烧结作用变得严重，孔隙消失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，又保证孔道不易堵白云石的孔径分布和低温煅烧性能好，但易发生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爆裂扬析，且用量大于石灰石近两倍四、脱硫剂的再生不同温度下的再生反应4224222CaSOCOCaOCOSOCaSOHCaOH OSO 1100oC以上（一级再生法）4224222CaSOCOCaOCOSOCaSOHCaOH OSO 1100oC以上（一级再生法）42422CaSO4COCaS4COCaSO4HCaS4H O 870930o

12、C（二级再生法）42422CaSO4COCaS4COCaSO4HCaS4H O 870930oC（二级再生法）2232CaSH OCOCaCOH S 540700oC2232CaSH OCOCaCOH S 540700oC 由于由于SOSO2 2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 燃烧直接排放燃烧直接排放SOSO2 2浓度通常浓度通常1010-4-41010-3-3数量级数量级 按脱硫产物处置方式分：抛弃法和再生法 按脱硫产物状态分：湿法、干法、半干法1.1.石灰石石灰石/石灰法湿法烟气脱硫技术石灰法湿法烟气脱硫技术 目前应用最广泛的脱硫技术目前应

13、用最广泛的脱硫技术影响脱硫的工艺参数：影响脱硫的工艺参数：pHpH、液气比、钙硫比、液气比、钙硫比、气流速度、浆液的固体含量、气流速度、浆液的固体含量、SOSO2 2浓度、吸收塔结构浓度、吸收塔结构设备腐蚀设备腐蚀结垢和堵塞结垢和堵塞除雾器堵塞除雾器堵塞脱硫剂的利用率脱硫剂的利用率液固分离液固分离固体废物的处理处置固体废物的处理处置化石燃料燃烧的烟气中含有多种微量成分；在酸性条件下，对金属腐蚀性相当强；（针对氯化物）在脱硫系统中排出适量废水，补充清水。湿干结垢，即因溶液或料浆中水分蒸发而沉积湿干结垢，即因溶液或料浆中水分蒸发而沉积Ca(OH)Ca(OH)2 2或或CaCOCaCO3 3沉积或结

14、晶析出；沉积或结晶析出；SOSO4 42-2-和和CaCa2+2+积在局部达到过饱和。积在局部达到过饱和。吸收塔中保证吸收塔中保证雾化喷嘴并不能产生尺寸完全均一的雾滴；雾滴大小存在尺寸分布；较小雾滴会被气流夹带，进入烟道，腐蚀和堵塞烟道；除雾器保持清洁；采用高速喷嘴或多种形式的除雾器（折流板型等）脱硫产物：亚硫酸盐和硫酸盐；脱硫产物：亚硫酸盐和硫酸盐；沉积在脱硫剂颗粒表面，堵塞颗粒溶解通道；沉积在脱硫剂颗粒表面，堵塞颗粒溶解通道；导致脱硫剂来不及溶解和反应就随产物排出；导致脱硫剂来不及溶解和反应就随产物排出；保持脱硫液在循环池中的停留时间在保持脱硫液在循环池中的停留时间在5-10min5-10

15、min半水亚硫酸钙：较细的片状晶体，难以分离，不符合半水亚硫酸钙：较细的片状晶体，难以分离，不符合填埋要求；填埋要求；二水硫酸钙：大的圆形晶体，易于析出和过滤二水硫酸钙：大的圆形晶体，易于析出和过滤煤中的汞燃烧最终被浆液捕集而进入石膏中；煤中的汞燃烧最终被浆液捕集而进入石膏中；影响脱硫的工艺参数：影响脱硫的工艺参数：pHpH、液气比、钙硫比、气流、液气比、钙硫比、气流速度、浆液的固体含量、速度、浆液的固体含量、SOSO2 2浓度、吸收塔结构浓度、吸收塔结构pHpH的影响的影响CaCa2+2+的形成机理不同，石灰石和石灰法脱硫的的形成机理不同，石灰石和石灰法脱硫的pHpH也也不相同；不相同；pHpH值较高时，值较高时，