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1、补充2 硫氧化物的污染控制,1. 硫循环及硫排放 2.燃烧前和燃烧中脱硫技术与工艺 3.燃烧后脱硫技术及其研究进展 4.燃煤二氧化硫污染控制技术综合评价 5.中国控制酸雨和二氧化硫污染的政策、措施和重大行动,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,硫循环与硫排放,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SO2,硫循环与硫排放,硫循环与硫排放,我国SO2排放的年际变化,硫循环与硫排放,我国SO2排放的地区分布,硫循环与硫排放,我国SO2排放的
2、行业特点,硫循环与硫排放,我国北方城市SO2污染现状,硫循环与硫排放,我国南方城市SO2污染现状,80 6080 4060 2040 020,硫循环与硫排放,1999年全国城市酸雨的频率统计,1999年统计264个城市 降水年均pH范围在4.04 7.24 年均pH低于5.6的城市有98个 占统计城市的37.12%,硫循环与硫排放,20世纪90年代末我国酸雨区域分布,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% 2010年我国煤炭洗选能力17.6108t,入洗率51%。,型煤,型煤是以粉煤为主要原料
3、,按具体用途所要求的配比,机械强度,和形状大小经机械加工压制成型的,具有一定强度和尺寸及形状各异的煤成品。 常见的有煤球、煤砖、煤棒、蜂窝煤等。,燃烧前脱硫,2.煤炭的转化 煤的气化 采用空气、氧气、CO2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,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H2S从重油中分离 直接脱硫和间接脱硫,燃烧中脱硫,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
4、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,流化床燃烧脱硫,流化床燃烧脱硫,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CaSO4,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,CaCO3的烧结作
5、用变得严重,流化床燃烧脱硫的影响因素,流化床燃烧脱硫的影响因素,流化床燃烧脱硫的影响因素,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,流化床燃烧脱硫的影响因素,脱硫剂的再生,不同温度下的再生反应,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,高浓度SO2尾气的回收和净化,高浓度SO2尾气的回收和净化,高浓度SO2尾气
6、的回收和净化,低浓度SO2烟气脱硫燃烧后脱硫,燃烧设施直接排放的SO2浓度通常为10-410-3数量级 由于SO2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,低浓度SO2烟气脱硫,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,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、SO2浓度、吸收塔结构,主要烟气脱硫工艺,1.石灰石/石灰法洗涤(续),烟气脱硫工艺,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: 吸收塔材料:C-276;
7、Cl 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,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SO2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SO2的反应能力 降低钙硫比 添加硫酸镁 SO2以可溶性盐的形式吸收,解决结垢问题,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SO2,后用石灰或石灰石再生 解决结垢问题和提高SO2的利用率,4.其他湿法脱硫工艺氧化镁法,主要烟气脱硫工艺,4.其他湿法脱硫工艺(续) 海水脱硫法,主要烟气脱硫工艺,4.其他
8、湿法脱硫工艺(续) 氨法 氨水做吸收剂,主要烟气脱硫工艺,3.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 SO2被雾化的Ca(OH)2浆液或Na2CO3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),主要烟气脱硫工艺,3.喷雾干燥法烟气脱硫 主要过程 吸收剂制备 吸收和干燥 固体捕集 固体废物处置,主要烟气脱硫工艺,5.干法脱硫技术干法喷钙脱硫,主要烟气脱硫工艺,5.干法脱硫技术 循环流化床烟气脱硫,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
9、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,燃煤二氧化硫污染控制技术综合评价,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,燃煤二氧化硫污染控制技术综合评价,燃烧前和燃烧中技术,燃煤二氧化硫污染控制技术综合评价,烟气脱硫技术,思考题:试分析抛弃法和再生法脱硫技术 的优缺点?,思考题:试分析湿法、湿干法和干法脱硫 工艺对锅炉性能和除尘性能的影响?,思考题:试分析湿法、湿干法和干法脱硫 工艺对锅炉性能和除尘性能的影响?,思考题:试分析湿法、湿干法和干法脱硫 工艺对锅炉性能和除尘性能的影响?,作业题:,如何提高流化床燃烧脱硫技术的脱硫效率? 简述石灰石/石灰法脱硫工艺过程。 简述喷雾干燥法的优缺点。 简述电子束辐射法工艺流程。,
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