大气污染第八章课件.ppt

1、v1.硫循环及硫排放硫循环及硫排放v2.燃烧前和燃烧中脱硫技术与工艺燃烧前和燃烧中脱硫技术与工艺v3.燃烧后脱硫技术及其研究进展燃烧后脱硫技术及其研究进展v4.燃煤二氧化硫污染控制技术综合评价燃煤二氧化硫污染控制技术综合评价v5.中国控制酸雨和二氧化硫污染的政策、措施和重中国控制酸雨和二氧化硫污染的政策、措施和重大行动大行动v早期早期局地环境中二氧化硫的浓度升高v近近100年来年来二氧化硫等酸性气体导致的酸沉降v最近最近二氧化硫等气态污染物形成的二次微细粒子v20世纪90年代末我国酸雨区域分布v1.煤炭的固态加工煤炭的固态加工煤炭洗选n物理洗煤物理洗煤n化学洗煤化学洗煤n微生物洗煤微生物洗煤我

2、国以物理选煤为主。1995年我国煤炭洗选能力3.8108t。v2.煤炭的转化煤炭的转化煤的气化n在气化炉内反应生成不同组分不同热值的煤气在气化炉内反应生成不同组分不同热值的煤气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煤的液化n通过化学加工转化为液态烃燃料或化工原料等液体产品通过化学加工转化为液态烃燃料或化工原料等液体产品n直接液化和间接液化直接液化和间接液化v3.重油脱硫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H2S从重油中分离直接脱硫和间接脱硫v流化床燃烧技术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

3、燃料的充分燃烧分类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n按运行压力：常压流化床和增压流化床按运行压力：常压流化床和增压流化床v流化床脱硫的化学过程流化床脱硫的化学过程脱硫剂：石灰石（CaCO3）、白云石（CaCO3MgCO3）炉内化学反应流化床燃烧方式为脱硫提供了理想的环境CaSO4的摩尔体积大于CaCO3，由于孔隙堵塞，CaO不可能完全转化为CaSO432224CaCOCaOCO1CaOSOOCaSO2 v1.钙硫比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v 2.煅烧温度煅烧温度 存在最佳脱硫温度范围 温度低时，孔隙量少、

4、孔径小，反应被限制在颗粒外表面 温度过高，CaCO3的烧结作用变得严重1 exp()mR m综合影响参数v3.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v4.脱硫剂的种类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v不同温度下的再生反应不同温度下的再生反应4224222CaSOCOCaOCOSOCaSOHCaOH OSO 1100oC以上（一级再生法）4224222CaSOCOCaOCOSOCaSOHCaOH OSO 1100oC

5、以上（一级再生法）42422CaSO4COCaS4COCaSO4HCaS4H O 870930oC（二级再生法）42422CaSO4COCaS4COCaSO4HCaS4H O 870930oC（二级再生法）2232CaSH OCOCaCOH S 540700oC2232CaSH OCOCaCOH S 540700oC冶炼厂、硫酸厂和造纸厂等工业，SO2浓度通常240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22332241SOOSO2SOH OH SO v燃烧设施直接排放的燃烧设施直接排放的SO2浓度通常为浓度通常为10-410-3数量级数量级v由于由于SO2浓度低

6、，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v分类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v1.石灰石石灰石/石灰法洗涤石灰法洗涤目前应用最广泛的脱硫技术v1.石灰石石灰石/石灰法洗涤（续）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、SO2浓度、吸收塔结构v1.石灰石石灰石/石灰法洗涤（续）石灰法洗涤（续）v1.石灰石石灰石/石灰法洗涤（续）石灰法洗涤（续）解决的问题n设备腐蚀设备腐蚀n结垢和堵塞结垢和堵塞n除雾器阻塞除雾器阻塞n脱硫剂的利用率脱硫剂的利用率n液固分离液固分离n固体废物的处理处置固体废物的处理处置v

7、2.改进的石灰石改进的石灰石/石灰湿法烟气脱硫石灰湿法烟气脱硫加入己二酸的石灰石法n己二酸抑制气液界面上己二酸抑制气液界面上SO2溶解造成的溶解造成的pH值降低，加值降低，加速液相传质速液相传质n己二酸钙的存在增加了液相与己二酸钙的存在增加了液相与SO2的反应能力的反应能力n降低钙硫比降低钙硫比添加硫酸镁nSO2以可溶性盐的形式吸收，解决结垢问题以可溶性盐的形式吸收，解决结垢问题v2.改进的石灰石改进的石灰石/石灰湿法烟气脱硫（续）石灰湿法烟气脱硫（续）双碱流程n用碱金属盐类或碱类水溶液吸收用碱金属盐类或碱类水溶液吸收SO2，后用石灰或石灰，后用石灰或石灰石再生石再生n解决结垢问题和提高解决结

8、垢问题和提高SO2的利用率的利用率v3.喷雾干燥法烟气脱硫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nSO2被雾化的被雾化的Ca(OH)2浆液或浆液或Na2CO3溶液吸收溶液吸收n温度较高的烟气干燥液滴形成干固体废物温度较高的烟气干燥液滴形成干固体废物n干废物由袋式或电除尘器捕集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)v3.喷雾干燥法烟气脱硫（续）喷雾干燥法烟气脱硫（续）主要过程n吸收剂制备吸收剂制备n吸收和干燥吸收和干燥n固体捕集固体捕集n固体废物处置固体废物处置2223232242Ca(OH)(s)SO(g)H O(l)CaS

9、O2H O(s)CaSO2H O(s)0.5O(g)CaSO2H O(s)v4.其他湿法脱硫工艺其他湿法脱硫工艺氧化镁法v4.其他湿法脱硫工艺（续）其他湿法脱硫工艺（续）海水脱硫法v4.其他湿法脱硫工艺（续）其他湿法脱硫工艺（续）氨法n氨水做吸收剂氨水做吸收剂3224 234 232243NHSOH O(NH)SO(NH)SOSOH O2NH HSO v5.干法脱硫技术干法脱硫技术干法喷钙脱硫v5.干法脱硫技术干法脱硫技术循环流化床烟气脱硫v干法同时脱硫脱氮工艺干法同时脱硫脱氮工艺NOXSO法SNRB法CuO同时脱硫脱氮工艺v主要涉及因素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

10、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v评价指标评价指标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，示范和商业化四个阶段2.技术性能。包括脱硫效率，处理能力，技术复杂程度，占地情况，能耗及副产品利用等，反映技术的综合性能3.环境特性。环境特性根据处理后烟气的SO2排放量与排放标准比较进行评价4.经济性。选用技术的总投资和SO2单位脱硫成本为综合经济性的评价指标v燃烧前和燃烧中技术燃烧前和燃烧中技术 技术 技术指标 成熟度 经济性 环境特性 节能率 投资 成本 选煤 中等-不好 10%商业化 动力煤:45 元/ta

11、 炼焦煤:65 元/ta 45 元/t 78 元/t 水煤浆 好 0.5t 替 1t 燃料油 商业化示范 152 元/ta 162 元/t 煤气化 好-很好 城市煤气节:20%工业燃料气:10%德士古商业化引进鲁奇商业化引进 甲烷化技术已示范 1500 元 m3/d 1000 元 m3/d 1300 元 m3/d 0.85 元/m3 0.65 元/m3 0.90 元/m3 煤液化 很好 实验室 400 美元/ta 135 美元/t 先进燃烧器 中等-好 商业化 改装费占锅炉出厂价的 0.36%流化床燃烧 很好 比煤粉炉节煤 10%商业性示范 220t/h 与煤粉炉相当 型煤 中等-不好 15%

12、蜂窝煤:商业化 工业型煤:示范 蜂窝煤:50 元/ta 工业型煤:100元/ta 127 元/t 140 元/t IGCC 很好 比煤粉炉节煤 将进行商业示范 1520 美元/KW v烟气脱硫技术烟气脱硫技术 石灰石石膏法 简易湿法烟气脱硫 磷铵复肥法 旋转喷雾干燥 炉内喷钙尾部增湿 海水脱硫 技术性能指标 工艺流程简易情况 主流程简单石灰浆制备要求较高，流程也复杂 流程较简单 脱硫流程简单，制肥部分较复杂 流程较简单 流程简单 流程较简单 工艺技术指标 脱硫率80%,钙硫比1.1 脱硫率70钙硫比1.1 脱硫率95%以上 脱硫率80钙硫比1.5 脱硫率70%,钙硫比2 脱硫率90%脱硫副产品

13、 脱硫渣主要为CaSO4,目前未利用 脱硫渣主要为CaSO4,目前未利用 脱硫产品为含N+P2O5的氮磷肥 脱硫渣为烟尘和Ca的混合物 脱硫渣为烟尘和Ca的混合物 脱硫渣主要为硫酸盐,排放 推广应用前景 燃高,中硫煤锅炉,当地有石灰石矿 燃烧高,中硫煤锅炉,当地有石灰石矿 燃烧高硫煤锅炉,附近有磷矿资源 燃烧高,中,低硫煤锅炉都可使用 燃烧中,低硫煤锅炉 燃烧中,低硫煤锅炉,沿海地区 电耗占总发电量的比例 1.5%2%1%1%1.5%1%0.5%1%烟气再热 需再加热 需再加热 需再加热 不需再加热 不需再加热 需再加热 占地情况 多 少 多 少 少 较大 技术成熟度 国内通过引进已商业化 国内正在引进 国内已进行中试 国内已进行中试 国内已进行工业示范 国内正在引进 环境特性 很好 好 很好 好 好 好 经济性能 FGD占电厂总投资的比例 13%19%8%11%12%17%8%12%3%5%7%8%脱硫成本 元/吨SO2脱除 7501550 7301480 14002000 7201230 7901290 400700