大气污染控制工程第八章,第四节 干法烟气脱硫
干法烟气脱硫技术应用及其进展
干法烟气脱硫技术应用及其进展摘要本文主要论述了干法脱除烟气中SO2的各种技术应用及其进展情况，对烟气脱硫技术的发展进行展望，即研究开发出优质高效、经济配套、性能可靠、不造成二次污染、适合国情的全新的烟气污染控制技术势在必行。
关键词烟气脱硫二氧化硫干法前言：我国的能源以燃煤为主，占煤炭产量75%的原煤用于直接燃烧，煤燃烧过程中产生严重污染，如烟气中CO2是温室气体，SOx可导致酸雨形成，NOX也是引起酸雨元凶之一，同时在一定条件下还可破坏臭氧层以及产生光化学烟雾等。
总之燃煤产生的烟气是造成中国生态环境破坏的最大污染源之一。
中国的能源消费占世界的8%～9%，SO2的排放量占到世界的15.1%，燃煤所排放的SO2又占全国总排放量的87%。
中国煤炭一年的产量和消费高达12亿吨，SO2的年排放量为2000多吨，预计到2010年中国煤炭量将达18亿吨，如果不采用控制措施，SO2的排放量将达到3300万吨。
据估算，每削减1万吨SO 2的费用大约在1亿元左右，到2010年，要保持中国目前的SO2排放量，投资接近1千亿元，如果想进一步降低排放量，投资将更大[1]。
为此1995年国家颁布了新的《大气污染防治法》，并划定了SO2污染控制区及酸雨控制区。
各地对SO2的排放控制越来越严格，并且开始实行SO2排放收费制度。
随着人们环境意识的不断增强，减少污染源、净化大气、保护人类生存环境的问题正在被亿万人们所关心和重视，寻求解决这一污染措施，已成为当代科技研究的重要课题之一。
因此控制SO2的排放量，既需要国家的合理规划，更需要适合中国国情的低费用、低耗本的脱硫技术。
烟气脱硫技术是控制SO2和酸雨危害最有效的手段之一，按工艺特点主要分为湿法烟气脱硫、干法烟气脱硫和半干法烟气脱硫。
湿法脱硫是采用液体吸收剂洗涤SO2烟气以脱除SO2。
常用方法为石灰/石灰石吸收法、钠碱法、铝法、催化氧化还原法等，湿法烟气脱硫技术以其脱硫效率高、适应范围广、钙硫比低、技术成熟、副产物石膏可做商品出售等优点成为世界上占统治地位的烟气脱硫方法。
干法烟气脱硫工艺流程
干法烟气脱硫工艺流程
干法烟气脱硫工艺流程
干法烟气脱硫是一种常用的控制大气污染物的方法之一，特别适用于高硫煤燃烧产生的烟气脱硫。
下面将详细介绍干法烟气脱硫的工艺流程。
1. 烟气进入除尘器：烟气从燃烧炉中产生后，进入除尘器进行初步过滤。
该除尘器通过布袋过滤器或电除尘器等手段，将烟气中的粉尘颗粒物进行分离，使烟气净化程度提高。
2. 进入喷雾层：经过除尘后的烟气进一步进入以喷雾层为核心的脱硫器，喷雾层可以通过泵将脱硫剂溶液喷洒在烟气上。
3. 脱硫剂喷洒：喷雾层中的脱硫剂溶液可以是一氧化钙（CaO）或者是碳酸钙（CaCO3）等，这些脱硫剂具有和烟气中的硫氧化成硫酸盐的作用，从而减少烟气中的硫化物含量。
4. 硫酸盐沉积：通过脱硫剂喷洒后，烟气中的硫氧化成硫酸盐，并随着烟气流动到沉积层。
沉积层可以由堆积硫酸盐形成，并定期进行清理。
5. 脱硫烟气排放：经过沉积层的脱硫烟气变得净化，其中硫化物含量大大降低。
然后将净化后的烟气排放至大气中。
6. 余热回收：在工艺流程的最后，还可以通过余热回收系统利用脱硫过程中产生的热能。
这种方式可以使得能源利用率得到
提高，减少运行成本，同时也减少了对环境的影响。
干法烟气脱硫工艺流程中的每个步骤都有其特定的功能，通过这些步骤的有机结合，可以达到有效减少烟气中硫化物含量的目的，从而减少对大气环境的污染。
然而，需要注意的是，不同工艺流程的细节可能存在差异，具体的实施取决于烟气脱硫装置的设计和运行需求。
大气污染控制工程第八章,第一、二节 硫循环和硫排放
高磁分离器入料% 全硫 1.84 1.94 1.63 3.78 3.84 黄铁 矿硫 0.97 1.20 0.84 2.03 1.42 灰分 1.96 34.8 12.1 29.3 11.1
e. 微波辐射法脱硫
FeS2 Fe1 X S FeS
煤微波脱硫的原理是将煤和浸提剂组成的试样 在微波电磁场作用下产生极化效应，从而削弱煤中 硫原子和其他原子之间的化学亲和力，促进煤中硫 与浸提剂发生化学反应生成可溶性硫化物，通过洗 涤从煤中除去。
b.煤的超临界醇萃取脱硫
图6 超临界水氧化示意图
b.煤的超临界醇萃取脱硫
特点：
①同时脱除煤中的有机硫与无机硫； ②在不破坏原固体燃料燃烧性质的前提下，生 产出洁净的固体燃料。
C.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
1.1硫循环与硫排放
图1 硫循环及硫排放示意图
1.2硫循环和硫排放小结
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
S O2 SO2
人为活动是造成SO2大量排放的主要原因 大部分SO2的控制方法都可以用以下反应表示
CaCO3 SO2 0.5O2 CaSO4 CO2
石灰石粉、大理石粉、电石渣等都是制造工业固硫 型煤较好的固硫剂。
工业固硫型煤的特点
反应活性高 燃烧性能比原煤要好 型煤固灰及固硫能力比原煤好 表2 型煤与原煤燃烧性能的比较
燃烧性能 热变形特征 比表面积/ （m2/g） 孔隙率/% 原煤 不变 形 <5 <1 型煤 花卉形 >200 >20 燃烧性能 炉膛温度 /℃ 反应活性 α/% 原煤 940 30.1 型煤 1100 54.1
干法脱硫脱硝工艺流程介绍
干法脱硫脱硝工艺流程介绍干法脱硫脱硝工艺流程介绍，脱硫脱硝一体机效果好，烟气脱硫、脱硝一体化技术是目前控制SOx，和NOx排放的最有效手段之一。
近年来，烟气脱硫、脱硝一体化技术因其在同一套系统内实现同时脱硫与脱硝，具有设备精简、占地少、投资省和运行管理方便等优点，已成为大气污染控制领域中前沿性的研究方向。
一般来说，脱硫、脱硝技术按照脱除剂及反应产物的状态可分为湿法、干法和半干法三大类。
湿法工艺成熟、效率高，应用广泛，但存在成本高、占地面积与耗水量大、易产生二次污染、氨泄漏和设备腐蚀等问题；而干法、半干法虽然仍存在一些技术和经济等方面的缺陷，但由于具有耗水量少、运行成本低、设备简单、占地面积小等优点，因而成为极具发展前景的烟气净化技术。
氮氧化物治理工艺我国现阶段在实际工程上应用较多的脱硝技术有以下两种。
1、小型锅炉脱硝常用的脱硝方式是采用低氮燃烧器脱硝，其原理：低NOx燃烧器即低氮氧化物燃烧器，是指燃料燃烧过程中NOx排放量低的燃烧器，该设备能够降低燃烧过程中氮氧化物的排放值，缺点：燃烧温度会下降，燃料会增加8%以上，二氧化硫数值会上升。
2、大型锅炉用高温脱硝SNCR 法和中温脱硝SCR 法：在锅炉内喷入尿素或氨水等还原剂，催化剂让还原剂与烟气中NOx 反应，从而脱除烟气中NOx。
中温脱硝既选择性催化还原（SCR）氮氧化物脱除效率在90%以上，缺点：在锅炉内喷人大量的水溶液，会生成硫酸铵、亚硫酸、硫酸盐等，会腐蚀锅炉设备和管道；另外喷人大量的水气会带走很多的热量，导致天然气等燃料增加。
干法无氨低温脱硫-脱硝一体化技术核心产品为低温氧化催化材料，商品名：脱硫催化剂，代号：HYS-1001；脱硝催化剂，代号：HYN-1102；脱硫脱硝一体化催化剂，代号：HYSN-1203。
具有以下特点：创新：干法脱硫-无氨低温催化脱硝一体化技术是一种干法、低温脱硫、脱硝的新方法。
干法：不需要消耗水，同样不产生废水，烟囱不会产生大量的水蒸气排放。
大气污染控制工程-08硫氧化物的污染控制
1995年我国煤炭洗选能力3.8×108t，入洗量 2.8×108t ，入洗率22%。
——煤炭洗选只能去除部分无机硫，不能去除有机
二、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，生成不同热值的煤 气 移动床、流化床和气流床三种方法
—煤气中硫以H2S形式存在，先用湿法洗涤去除大部分
氧化镁 法
海水脱硫 法
氨法
氨水做吸收剂
NH 3 SO2 H 2O (NH 4 )2 SO3 (NH 4 )2 SO3 SO2 H 2O 2NH 4 HSO3
5.干法脱硫技术
干法喷钙脱硫
循环流化床烟气脱硫
二、同时脱硫脱氮工 艺
1.电子束辐射法
CaSO 4 CO CaO CO 2 SO 2 CaSO 4 H 2 CaO H 2O SO 2
870～930oC（二级再生法）
CaSO4 4CO CaS 4CO 2 CaSO4 4H 2 CaS 4H 2O
540～700oC
流化床燃烧方式为脱硫提供了理想的环境 CaSO 的摩尔体积大于CaCO ，部分孔隙堵塞，使
脱硫剂煅烧及硫酸盐化 过程
大气第8章简答题(1)
4．1．3 简答题L5aC1001 什么是环境污染？答：环境污染是指自然原因与人类活动引起的有害物质或因子进入环境，并在环境中迁移、转化，从而使环境的结构和功能发生变化，导致环境质量下降，有害于人类以及其他生物生存和正常生活的现象，简称为污染。
L5aC2002 什么是三同时原则？答：三同时原则是指一切企事业单位，在进行新建、改建和扩建时，其中防止污染和其他公害的设施，必须与主体工程同时设计，同时施工，同时投产。
L5aC2003 什么是大气污染？答：大气污染是指人类活动所产生的污染物超过自然界动态平衡恢复能力时，所出现的破坏生态平衡所导致的公害。
L5aC3004 简述火力发电厂的生产过程？答：火力发电厂的生产过程概括起来就是:通过高温燃烧把燃料的化学能转变成热能，从而将水加热成高温高压蒸汽，然后利用蒸汽推动汽轮机，把热能转变成转子转动的机械能，再通过发电机把机械能转变为电能。
L5aC3005 火力发电厂对环境造成的污染主要有哪几个方面？答：火力发电厂对环境造成的污染主要有以下几个方面：⑴排放粉尘造成污染；⑵排放硫氧化物、氮氧化物造成污染；⑶排放固体废弃物（粉煤灰、渣）而造成污染；⑷排放污水造成污染；⑸生产过程中产生的噪声污染；⑹火电厂车间、场所的电磁辐射污染；⑺排放热水造成的热污染。
L5aC4006 空气中SO2沉降途径及危害？答：大气中的SO2沉降途径有两种：干式沉降和湿式沉降。
SO2干式沉降是SO2借助重力的作用直接回到地面的，对人类的健康、动植物生长以及工农业生产造成很大危害。
SO2湿式沉降就是通常说的酸雨，它对生态系统，建筑物和人类的健康有很大的危害。
L4aC2008 什么是酸雨？答：酸雨通常是指pH值小于5.6的雨雪或其他形式的降雨（如雾、露、霜），是一种大气污染现象。
酸雨的酸类物质绝大部分是硫酸和硝酸，它们是由二氧化硫和氮氧化物两种主要物质在大气中经过一系列光化学反应、催化反应后形成的。
烟气脱硫技术方案
烟气脱硫技术方案引言烟气脱硫是一种通过减少燃煤过程中排放的硫氧化物（SOx）来减少大气污染的技术。
硫氧化物是燃煤过程中产生的一种污染物，它们对环境和人类健康造成严重影响。
烟气脱硫技术方案旨在通过使用适当的装置和化学物质来捕捉和处理燃煤过程中产生的硫氧化物，以减少其排放量。
本文将介绍几种常见的烟气脱硫技术方案。
干法烟气脱硫技术干法烟气脱硫技术是一种通过直接添加干性吸收剂来脱硫的方法。
这种方法将干燥的吸收剂直接喷入烟气中与硫氧化物反应，并通过物理或化学吸收来捕捉硫氧化物。
1. 硫化钠法硫化钠法是一种常见的干法烟气脱硫技术，它使用硫化钠作为吸收剂。
在燃煤过程中，硫化钠被喷入烟气中，与硫氧化物发生反应生成硫化物沉淀。
这种沉淀可以通过过滤或离心分离进行收集和处理。
硫化钠法的优点是适用于高温烟气和大气量的处理，并且能够同时去除硫氧化物和一些其他的污染物。
然而，硫化钠法也存在一些局限性，例如对硫氧化物的去除效率有一定的限制，且处理后的硫化物沉渣需要进行安全处理。
2. 活性炭吸附法活性炭吸附法是另一种干法烟气脱硫技术，它使用活性炭作为吸附剂来去除烟气中的硫氧化物。
活性炭具有大比表面积和高吸附能力，能够有效地吸附硫氧化物并捕捉其排放。
在这种方法中，烟气经过活性炭的吸附层，硫氧化物被吸附在活性炭表面上。
一旦活性炭饱和，就需要更换或再生活性炭。
活性炭吸附法的优点是吸附剂容易获取和处理，去除效率高，且处理后的活性炭可以进行再生和重复使用。
然而，这种方法的缺点是对于高温烟气不适用，且活性炭选择和设计需要考虑到烟气中的其他污染物。
湿法烟气脱硫技术湿法烟气脱硫技术是通过向烟气中喷射液体吸收剂，并在冷却和湿润的条件下将其与硫氧化物反应，将硫氧化物从烟气中去除的方法。
1. 石灰石-石膏湿法脱硫法石灰石-石膏湿法脱硫法（简称石膏法）是一种常见的湿法烟气脱硫技术。
在这种方法中，石灰石和水形成石膏混合物，喷射到烟气中与硫氧化物发生反应生成石膏沉淀。
大气污染控制工程(PART 4)
SO2被雾化的Ca(OH)2浆液或Na2CO3溶液吸收 温度较高的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1/2~1/3)
主要烟气脱硫工艺
主要烟气脱硫工艺
喷雾干燥法
主要烟气脱硫工艺
喷雾干燥法
主要烟气脱硫工艺
3.喷雾干燥法烟气脱硫（续）
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
影响吸收效率的主要因素 a、浆液的pH值
有些固体物质在水溶液的溶解度与pH值关系密切见下表 所示（补表9-2）。
补表9-2：
在50℃不同pH值时CaSO3· (1/2)H2O和CaSO4· 2O的溶解度 2H
烟气中二氧化硫净化技术
高浓度SO2尾气的回收和净化
冶炼厂、硫酸厂和造纸厂等工业，SO2浓度通常2～40％ 化学反应式
1 SO2 O2 SO3 2 SO3 H 2O H 2 SO4
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
双碱流程
主要烟气脱硫工艺
氨法 氨水做吸收剂
NH 3 SO2 H 2O ( NH 4 )2 SO3 ( NH 4 )2 SO3 SO2 H 2O 2 NH 4 HSO3
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，市场份额石灰法洗涤（续）
图9-15 回转圆筒式雾化器
主要烟气脱硫工艺
《干法烟气脱硫》课件
• 干法烟气脱硫技术简介 • 干法烟气脱硫技术工艺流程 • 干法烟气脱硫技术应用案例 • 干法烟气脱硫技术的前景与展望
目录
Part
01
干法烟气脱硫技术简介
干法烟气脱硫技术的定义与原理
定义
干法烟气脱硫技术是指利用固体吸收剂或催化剂，在无水或几乎无水的条件下，将烟气 中的硫氧化物转化为硫酸盐或硫磺，从而实现脱硫目的的技术。
脱硫产物主要由硫酸钙和 亚硫酸钙组成，具有较高 的利用价值。
脱硫产物的处理
通过脱水、干燥等工艺处 理脱硫产物，使其达到符 合要求的含水率和粒度分 布。
脱硫产物的利用
脱硫产物可作为建筑材料 、化工原料等，实现资源 化利用。
工艺流程的优化与改进
STEP 02
STEP 01
优化措施
工艺流程分析
对现有干法烟气脱硫工艺 流程进行全面分析，找出 存在的问题和改进潜力。
详细描述
随着国家对大气污染防治的重视和环保政策 的日益严格，干法烟气脱硫技术将在燃煤电 厂、工业锅炉、垃圾焚烧等领域得到广泛应 用。同时，随着技术的不断完善和进步，干 法烟气脱硫技术有望在更大规模和更高效率 的烟气治理项目中发挥重要作用。
THANKS
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01
02
03
活化过程
在干法烟气脱硫工艺中， 吸收剂的活化是一个重要 环节，通过活化反应提高 吸收剂的反应活性。
反应机理
吸收剂与烟气中的二氧化 硫发生化学反应，生成硫 酸钙和亚硫酸钙等产物。
反应条件控制
通过控制反应温度、停留 时间、烟气流速等工艺参 数，提高脱硫效率。
脱硫产物的处理与利用
脱硫产物的性质
详细描述
某水泥企业采用干法烟气脱硫技术，通过选用合适的脱硫剂 和优化工艺参数，实现了烟气中二氧化硫的有效去除。该技 术的应用有助于提高水泥产品的质量和环保性能，为新型建 材领域的发展提供了有力支持。
大气污染控制工程第八章第四节干法烟气脱硫
➢炉内喷射石灰石和多级燃烧器技术 （LIMB （Limestone injection multistage burner ））
图2 LIMB脱硫系统工艺流程
➢ 炉内喷钙化学反应过程
• 当纯化过的石灰石或熟石灰喷射到炉膛燃烧室 的上部，它们瞬间煅烧成氧化钙； CaCO3(S) CaO(S) CO2 (g)1 熟石灰来自锅炉烟气 78
9
3 2
排至烟囱
4 5
6 排至灰场
图4 荷电干式吸收剂喷射脱硫技术工艺流程图 1－熟石灰仓；2－输送熟石灰风机；3－喷枪主体； 4－高压电源；5－高压包心电缆；6－安装板；7－烟气
通道；8－除尘器；9－引风机
优点为：投资费用较低，约占总投资的5%～6%， 建设周期短；运行费用较低；系统耗电小，约占 机组额定发电量的1.2%～1.6%；工艺布置简单， 占地面积小；系统操作简单、维护方便，系统通 过计算机进行集中控制；无喷浆和喷水系统，无 废水排放；适合含硫中等的煤种；适合小型机组， 尤其适合老电厂的改造，原有烟道及相关设备不 用更换，只需在烟道上稍做改造即可满足此技术 脱硫要求。
3.5粉煤灰干式烟气脱硫技术
图 6 煤灰干式烟气脱硫基本原理及工艺流程
3.5粉煤灰干式烟气脱硫技术
❖ 第一台大型实用的设备
❖ 地点：日本的占东厚真电厂。
❖ 运行参数为：
❖
处理烟气量644000Nm3/h
❖
入口SO2 浓度2288mg/m3
❖
入口烟气含尘浓度200mg/Nm3,
❖ 脱硫率大于90%，
（8）建设费用(含脱硫界区范围内原有建筑物拆迁 费用)9,430万元，低于国家计委批复的预算控制数 10,400万元。按烟气处理量30×104m3/h，对应于 90MW发电能力，则单位建设投资约1000元／kW
大气污染控制工程
大气污染控制工程第一章绪论第一节大气与大气污染一、大气污染指由于人类活动或自然过程引起某些物质进入大气中，呈现出足够的浓度，达到了足够的时间，并因此而危害了人类的舒适、健康和福利或危害了生态环境。
二、全球性大气污染问题温室效应、臭氧层破坏和酸雨。
第二节大气污染物及其来源一、大气污染物指由于人类活动或自然过程排入大气的，并对人和环境产生有害影响的物质。
按存在形态可分为两大类：气溶胶状态污染物和气态污染物①气溶胶状态污染物：粉尘、烟、飞灰，黑烟、霾、雾；②气体状态污染物：一次污染物：直接从污染源排到大气中的原始污染物质；SO X、NO X二次污染物：由一次污染物与大气中已有组分或几种一次污染物之间经过一系列化学或光化学反应而生成的与一次污染物性质不同的新型污染物。
光化学烟雾、硫酸烟雾。
二、大气污染物的来源和发生量大气污染物的来源：自然污染源和人为污染源。
自然源：自然原因向环境释放污染物的地点或地区，如火山喷发、森林火灾等。
人为源：按空间分布：点源、面源按人类活动：生活型污染、工业型污染、交通型污染三、中国城市大气污染概况以煤烟型为主，主要污染物为颗粒物和SO2。
第四节大气污染综合防治一、大气污染综合防治为了达到区域环境空气质量控制目标，对多种大气污染控制方案的技术可行性、经济合理性、区域适应性和实施可能性等进行最优化选择和评价，从而得出最优的控制技术方案和工程实施。
二、大气污染综合防治措施1、全面规划、合理布局；2、严格环境管理；3、控制大气污染的技术措施；（1）实施清洁生产。
（2）实施可持续发展的能源战略。
（3）建立综合性工业基地。
（4）对SO2实施总量控制。
4、控制污染的经济政策；（1）保证必要的环境保护投资。
（2）实行“污染者和使用者支付原则”。
5、控制污染的产业政策；6、绿化造林；7、安装废气净化装置。
第五节环境空气质量控制标准环境空气质量标准：各种污染物在环境空气中的允许浓度大气污染物排放标准：污染源排入大气的污染物浓度限制大气污染物控制技术标准：未达到污染物排放标准而从某一方面做出的具体技术规定大气污染警报标准：预防发生污染事故而规定的污染物含量的极限值第二章燃烧与大气污染第一节燃料的性质一、煤1、煤的工业分析评价工业用煤的主要指标：包括测定煤中水分、灰分、挥发分和固定碳，以及估测硫含量和热值。
大气污染控制工程
大气污染控制工程————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期:ﻩ28447 大气污染控制工程大纲河海大学编一、课程性质及其设置目的与要求ﻫ (一)课程性质和特点《大气污染控制工程》课程是培养环境工程专业学生的一门重要专业课程，它的特点是包括了大气科学、环境化学、化工原理和污染控制学等多学科交叉的一门专业课程。
本课程系统地介绍了大气污染控制的原理、控制技术与方法和有关设计计算问题。
ﻫ本课程在内容上共分为８章。
第1章是大气污染控制工程绪论,主要介绍了大气与大气污染相关概念、大气污染物及其来源、大气污染的影响、大气污染综合防治以及环境空气质量控制标准。
第2章是燃烧与大气污染，主要介绍燃料的性质、影响燃料燃烧过程的因素、燃料燃烧的理论空气量、烟气体积及污染物排放量的计算、燃料燃烧过程中硫氧化物、颗粒物、氮氧化物等污染物的形成过程与形成机理。
第３章是颗粒染污物控制技术基础，主要介绍颗粒的粒径及粒径分布、粉尘的物理性质、净化装置的性能等。
第4章是除尘装置，主要介绍机械除尘器、电除尘器、湿式除尘器、过滤式除尘器的除尘原理、除尘效率及其影响因素、除尘器的应用及旋风除尘器、电除尘器和袋式除尘器的设计、除尘器的选择和发展。
第5章是硫氧化物污染控制技术，主要介绍硫的循环与排放、燃料燃烧前的脱硫技术、流化床燃烧脱硫、高浓度二氧化硫尾气的回收与净化、低浓度二氧化硫的烟气脱硫技术（干法、半干法和湿法脱硫典型工艺及其应用、烟气脱硫工艺的综合比较)。
第6章是固定源氮氧化物污染控制,主要介绍氮氧化物的性质及来源、燃烧过程中氮氧化物的形成机理、低氮氧化物燃烧技术、烟气脱硝技术。
第7章是城市机动车污染控制,主要介绍汽油发动机污染物的形成与控制、柴油发动机污染物的形成与控制等。
第8章是大气污染和全球气候,主要介绍温室气体和全球气候变化、臭氧层破坏问题、致酸前体物和酸雨。
《大气污染控制工程》教案-第八章
第八章硫氧化物的污染控制第一节硫循环及硫排放（自学）第二节燃烧前燃料脱硫一、煤炭的固态加工按国外用于发电、冶金、动力的煤质标准，原煤必须经过分选，以除去煤中的矿物质。
目前世界各国广泛采用的选煤工艺仍然是重力分选法。
分选后原煤含硫量降低40~90%。
硫的净化效率取决于煤中黄铁矿的硫颗粒大小及无机硫含量。
正在研究的新脱硫方法有浮选法、氧化脱硫法、化学浸出法、化学破碎法、细菌脱硫、微波脱硫、磁力脱硫及溶剂精炼等多种方法，但至今在工业上实际应用的方法为数很少。
煤型固硫是另一条控制二氧化硫污染的经济有效途径。
选用不同煤种，以无粘结剂法或以沥青等为粘结剂，用廉价的钙系固硫剂，经干馏成型或直接压制成型，制得多种煤型。
二、煤炭的转化1.煤的气化煤的气化是指以煤炭为原料，采用空气、氧气、二氧化碳和水蒸气为气化剂，在气化炉内进行煤的气化反应，可以生产出不同组分、不同热值的煤气。
煤气化技术总的方向是，气化压力由常压向中高压发展；气化温度向高温发展；气化原料向多样化发展，固态排渣向液态排渣发展。
随着煤气化技术的发展，目前已形成了不同的汽化方法。
按煤在气化炉中的流体力学行为，可分为移动床、流化床、气流床三种方法，均已工业化或已建示范装置。
2.煤的液化煤炭液化是把固体的煤炭通过化学加工过程，使其转化为液体产品（液态烃类燃料，如汽油、柴油等产品或化工原料）的技术。
根据不同的加工路线，煤炭液化可分为直接液化和间接液化两大类。
直接液化是对煤进行高温高压加氢直接得到液体产品的技术，间接液化是先把煤气化转化为合成气，然后再在催化剂作用下合成液体燃料和其他化工产品的技术。
煤炭通过液化将其中的硫等有害元素以及矿物质脱除，产品为洁净燃料。
直接液化比较著名的工艺有：溶剂精炼煤法、供氢溶剂法、氢煤法、德国新工艺、英国的溶剂萃取法和日本的溶剂分解法等。
间接液化的典型工艺是弗—托合成法，又称一氧化碳加氢法。
其主要反应是合成烷烃的反应以及少量合成烯烃的反应。
干法烟气脱硫技术
干法烟气脱硫技术干法烟气脱硫技术定义：喷入炉膛的CaCO3高温煅烧分解成CaO，与烟气中的SO2发生反应，生成硫酸钙；采用电子束照射或活性炭吸附使SO2转化生成硫酸氨或硫酸，统称为干法烟气脱硫技术。
1 NID烟气循环硫化床脱硫技术NID（ Novel Integrated Desulphurization ）干法烟气脱硫技术是ALSTOM 公司在其120套半干法脱硫装置的基础上创造性开发的新一代的烟气干法脱硫技术，它借鉴了半干法技术的脱硫原理，又克服了此种技术使用制浆系统而产生的弊端。
因此具有投资低、设备紧凑的特点，适用于300MW及以下机组。
技术特点1)NID技术采用生石灰（CaO）的消化及灰循环增湿的一体化设计，保证新鲜消化的高质量消石灰（Ca(OH)2）立刻投入循环脱硫反应；2)利用循环灰携带水分，在粉尘颗粒的表面形成水膜。
粉尘颗粒表面的薄层水膜在一瞬间蒸发在烟气流中，在极短的时间内形成温度和湿度适合的理想反应环境。
同时也克服了传统半干法脱硫反应器中可能出现的粘壁问题；3)由于建立理想反应环境的时间减少，使得总反应时间大大降低成为可能，可有效地降低脱硫反应器高度；4)烟气在反应器中高速流动，整个装置结构紧凑、体积小、运行可靠。
装置的负荷适应性好；5)脱硫副产物为干态，系统无水产生。
终产物流动性好，适宜用气力输送。
脱硫后烟气不必再加热可直接排放；6)对吸收剂要求不高，可广泛取得。
7)通过减小吸收塔的尺寸和降低占地面积以及避免采用复杂昂贵的消化制备系统，大大降低了初投资和运行费用；8)脱硫效率高，脱硫效率可达90％以上。
技术参数钙硫比( Ca/S)：<1.4物料循环次数：30—150脱硫效率：>90%SO3脱除效率：>99%除尘效率：>99.9%系统可利用率：>98%NID烟气循环硫化床脱硫技术工艺原理图2 PW-CFB循环流化床烟气脱硫技术CFB循环流化床烟气脱硫技术具有脱硫效率高、建设投资少、占地小、结构简单、易于操作、运行费用低等特点，适用于中小型火力发电机组。
烟气脱硫技术方案
烟气脱硫技术方案烟气脱硫技术方案一、背景随着能源需求的不断增加，传统煤炭等化石能源的使用也不断增多。
而燃烧这些化石能源会产生大量的二氧化硫等有害气体，对环境及人类健康造成很大的危害。
因此，对烟气进行脱硫处理已成为现代工业生产的必要手段。
本文旨在探讨一种适用于大气污染治理的烟气脱硫技术方案。
二、技术原理目前烟气脱硫的主要方式有湿法脱硫和干法脱硫两种。
本方案采用湿法脱硫技术，其基本原理是将烟气中的二氧化硫与喷洒进入吸收塔内的脱硫剂反应生成硫酸钙或硫酸铁等水溶性盐，从而使烟气中的二氧化硫得到有效的去除。
三、技术流程及设备本方案的技术流程主要分为四个步骤：喷射、吸收、分离、再生。
下面将详细介绍每个步骤所需的设备。
1. 喷射喷射是将脱硫剂裂解成雾状液体后喷洒到吸收塔内与烟气进行接触反应的过程。
该步骤所需设备为脱硫剂处理装置，主要包括水箱、加料器、裂解器以及喷射管等部分。
2. 吸收吸收即是将喷洒进入吸收塔内的脱硫液体与进入吸收塔内的烟气进行接触反应的过程。
为保证吸收效果，该步骤所需设备包括吸收塔、除雾器、进出口管道以及循环泵等部分。
3. 分离分离即是将已吸收的废气通过除雾器进行除雾，然后通过气体处理系统进行处理、净化，最终排放。
为了保证分离效果，该步骤所需设备包括除雾器和气体处理系统。
4. 再生再生即是将脱硫液体与吸收的二氧化硫形成的硫酸钙或硫酸铁等水溶性盐进行再生的过程。
为了保证再生效率，该步骤所需设备为再生设备，主要包括加热器、再生器以及输送管等部分。
加入步骤之间的配套设备，如泵站、调节阀等，即可形成完整的烟气脱硫处理系统。
四、技术优势本方案采用的烟气脱硫技术具有以下优势：1. 脱除效果好：湿法脱硫技术能够去除90%以上的二氧化硫，对国家的环境保护和污染防治具有重要意义。
2. 技术成熟：湿法脱硫技术已被广泛应用于各类工程中，其操作简便、技术成熟、稳定可靠，能够达到较好的脱硫效果。
3. 设备可靠：本方案所需设备大多数是国内知名厂家生产的成熟设备，且设备性能稳定，可以确保设备的可靠运行。
大气污染控制工程：第08章 硫氧化物的污染控制
第五节 低浓度SO2烟气脱硫
（2）海水脱硫法
曝气池
使海水中亚硫酸盐转化为无害的硫酸盐； 释放出CO2使海水的 pH升高到6.5以上。
特点:
①没有处理；
海水脱硫是否会造成对 海洋环境的二次污染？
④只用于低硫煤（<1%）电厂的脱硫
第五节 低浓度SO2烟气脱硫
➢ 脱硫剂停留时间长； ➢ 对锅炉负荷变化的
适应性强； ➢ 较小规模锅炉应用。
第五节 低浓度SO2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 • 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
1.煤炭洗选 ——除去煤中的矿物质
物理选煤（重力分选法） 有机硫含量大或煤中黄铁矿分布很细的 物理化学选煤（浮选法） 情况下，重力分选不能达到要求
微生物选煤（利用微生物代谢产物从煤中溶浸硫）
2.型煤固硫
型煤：是将一定的粒度的不同粉煤，按照不同燃烧要求，进行 混配、加工成型，通常也称固硫型煤。
固硫技术： 加入固硫剂，使型煤在燃烧过程中产生的硫氧化物立即转化为 固态的含硫化合物，固定在炉渣及煤灰中，由此减少二氧化硫 等废气排放。
第二节 燃烧前脱硫
煤的液化 液化产物：液态烃燃料或化工原料等液体产品 液化后：煤炭中的硫等元素以及矿物质脱除，成为洁 净燃料
方法：直接液化和间接液化
直接液化：对煤进行高温高压加氢直接得到液体产品； 间接液化：先把煤气化为合成气（CO+H2），然后再 在催化剂作用下合成液体燃料和其他化工产品
第二节 燃烧前脱硫
《干法烟气脱硫》课件
• 干法烟气脱硫技术简介
目录
• 干法烟气脱硫工艺流程
• 干法烟气脱硫技术应用案例
• 干法烟气脱硫技术发展前景与趋势
• 干法烟气脱硫技术在实际应用中的问题与对策
01
干法烟气脱硫技术简介
定义与原理
定义
干法烟气脱硫技术是一种利用干
态的脱硫剂去除烟气中二氧化硫
的方法。
原理
通过与烟气中的二氧化硫反应，
脱硫项目，可以罗列出如下内容
钢铁厂采用烧结机烟气脱硫
技术，对烟气进行处理，去除
其中的硫氧化物和氮氧化物。
该技术inout采用固体吸收剂，
通过与烟气中的污染物发生化
学反应，将污染物转化为无害
物质。
烧结机烟气脱硫技术具有较高
的脱硫效率和较低的运行成本
，适用于钢铁厂的烟气处理。
某大型化工企业烟气脱硫项目
03
干法烟气脱硫技术应用
案例
某电厂烟气脱硫工程
某电厂采用干法烟气脱硫技术，对燃煤烟气进行处理，去除其中的硫氧化物和氮氧
化物。
该技术采用 固体吸收剂，通过与烟气中的污染物发生化学反应，将污染物转化为
无害的物质。
干法烟气脱硫技术具有较高的脱硫效率和较低的运行成本，适用于大型电厂的烟气
处理。
某钢铁厂烧结机烟气脱qm硫>(); 关于某钢铁厂烧结机烟气
最佳的脱硫效果。
定期检查和维护吸收塔内
部结构，防止堵塞和磨损
，保持设备良好运转状态
。
副产物的处理与利用
副产物种类
主要为脱硫石膏、亚硫酸
钙等。
副产物处理方法
脱水、干燥、提纯等，根
据需要可进一步加工成建
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CaSO3 H 2 O 1 2 O2 CaSO4 2H 2 O
3.2管道喷射烟气脱硫技术
图4 管道喷射烟气脱硫工艺流程图
管道喷射烟气脱硫技术
最普通的管道喷射形式如下： ① 干消石灰，需增湿； ② 干钠基吸收剂，不需要增湿； ③ 喷石灰浆或管内洗涤，不需要单独的增 湿步骤； 喷水增湿的作用有两个，一是增强了吸收剂的 活性，提高了脱硫率；其次是调节了粉尘的特性， 以保持ESP的性能。
图7 干式烟气脱硫流程图
4、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
燃煤二氧化硫污染控制技术综合评价
缺点为：脱硫效率低(60%～75%)； 钙硫摩尔比大(约1.5左右)； 吸收剂利用率低； 熟石灰的品质要求高，对颗粒粒径及其含水量要 求比较严格；对到达吸收剂喷口处的烟气粉尘浓度 要求严格；除尘器除尘效率受一定影响；管道易堵 塞；脱硫产物不能利用。
3.4 电子束照射烟气脱硫技术（EBA）
图5 电子束烟气脱硫脱硝工艺流程图
第七节 干法烟气脱硫
1. 特点：
① 技术流程简单； ② 用较低的投资可以达到中等的脱 硫效果；
2.种类：
炉内喷钙 管道喷射 混合喷射 吸收剂喷射技术
3.研究热点
电法干式脱硫
高能电子活化氧化法（电子束照射 法、脉冲电晕等离子体法） 荷电干粉喷射脱硫 超高压脉冲活化分解法
3.1.炉内喷钙烟气脱硫技术
1.炉膛中进行的化学反应 2.第二阶段是在活化反应器中进行的反应。在活 化器内喷入雾化水，使烟气增湿，烟气中未反应 的CaO与水反应生成在低温下有很高的活性的 Ca(OH)2与烟气中剩余的SO2反应，生成CaSO3， 接着部分被氧化成CaSO4。
化学过程
CaO H 2 O CaOH 2
其他的管道喷射工艺
a. 有限区域分散喷雾(CZD) b. E-SOx工艺 C. ADVACATE工艺
3.3荷电干式吸收剂喷射脱硫技术（CDSI charged dry sorbent injection）
熟石灰 1 7 8 9 排至烟囱 4 5 6 排至灰场 锅炉烟气 3 2
图4 荷电干式吸收剂喷射脱硫技术工艺流程图 1－熟石灰仓；2－输送熟石灰风机；3－喷枪主体； 4－高压电源；5－高压包心电缆；6－安装板；7－烟气 通道；8－除尘器；9－引风机
运行状况与应用分析
运行状况： 中日合作成都电厂EBA示范装置投运以来，运行状况达 到预期效果。以1998年5月22日~5月24日平均值为例，烟气 量30.0833×104m3/h ，烟气入口SO2浓度4358mg/m3 ，出 口526mg/m3 ，脱硫率88％。 副产品养分(即含氮量)为18％~20％，经检测副产品重金 属含量远低于农用粉煤灰重金属含量国家标准。植物盆裁与农 田试验的初步结果表明：该副产品对种子发芽和作物生长均无 不良影响，其肥效与等氮量的尿素、硫酸铵相当。因其含有硫 素营养，对缺硫土壤和需硫量高的作物更为适宜。副产品作为 复合肥生产原料已投放市场，可全部农业应用。
工艺原理
（1）游离基的生成： 燃煤排烟由氮、氧、水蒸汽、CO2等主要成分 及SO2、NOx等微量有害成分构成。当电子束照射烟 气时，电子束能量大部分被烟气中的氮、氧、水蒸汽 HO2基、N基)： N2、O2、H2O→OH、 O 、HO2、N
（2）SO2与NOx的氧化：
应用分析：
(1)建设投资：如在300MW发电机组全规模烟 气量进行电子束脱硫脱氮，则单位造价可控制在 800元／kW以内，投资规模适度； (2)脱除效率：可按脱硫率90％~95％与脱硝率≥60 ％设计；
(3)运行成本：成都电厂示范项目在设计烟气SO2浓 度下运行，测算的每kwh电的脱硫费用为0.013元， 是完全可以承受的。 (4)设备国产化：按成都电厂示范项目设备总费用计 算，国产化率为61.4％。 (5)副产品：固体副产品可全部提供农业应用。无废 水排放。
特殊的效果：
（1） 煤灰和石膏能加速脱硫化学反应， 使反应完全 （2）脱硫效率超过活性炭，同时还具有 脱硝的能力 （3）反应温度低，对脱硫有利，但会使 水分的不利影响增大
3.5粉煤灰干式烟气脱硫技术
图 6 煤灰干式烟气脱硫基本原理及工艺流程
3.5粉煤灰干式烟气脱硫技术
第一台大型实用的设备 地点：日本的占东厚真电厂。 运行参数为： 处理烟气量644000Nm3/h 入口SO2 浓度2288mg/m3 入口烟气含尘浓度200mg/Nm3, 脱硫率大于90%， Ca利用率大于80%， 占地面积为5000m2。
烟气中的SO2与NOx , 与因电子束照射而生成的游 离 基 进 行 反 应 ， 分 别 氧 化 成 硫 酸 （ H2SO4 ） 与 硝 酸 （HNO3） ：
SO2 SO2 NO NO NO HSO3 SO3 HNO2 NO2+OH NO2 HNO3 HSO4 HSO4 HNO3
（3）硫酸铵与硝酸铵的生成：
（8）建设费用(含脱硫界区范围内原有建筑物拆迁 费用)9,430万元，低于国家计委批复的预算控制数 10,400万元。按烟气处理量30×104m3/h，对应于 90MW发电能力，则单位建设投资约1000元／kW （9）运行费用经测算约为900万元，扣除副产品 销售收入后为630万元。每kwh电的脱硫费用约为 0.013元，每吨SO2除去的费用约为1000元。
3
162 元/t 0.85 元/m3 0.65 元/m3 0.90 元/m
H2SO4 + 2NH3 → (NH4)2SO4
HNO3 + NH3 → NH4NO3
SO2+2NH3+H2O+1/2O2 → (NH4)2SO4
从电子束照射到硫酸铵、硝酸铵生成所需的时间 极短，仅约1秒。
工艺特点
①电子束透过力、贯穿力强，经屏蔽后可在反应室内 集中供给高能量辐照烟气。反应速度快、时间短； ②在同一反应室内同时脱硫与脱硝； ③为干法过程，无废水排放； ④生成的副产品可作农用氮肥，无固体废弃物； ⑤对烟气条件的变化适应性强； ⑥实现了自动控制，操作较简便。
图1 炉内喷钙烟气脱硫工艺流程图
炉内喷射石灰石和多级燃烧器技术 （LIMB （Limestone injection multistage burner ））
图2
LIMB脱硫系统工艺流程
炉内喷钙化学反应过程
① 当纯化过的石灰石或熟石灰喷射到炉膛燃烧室 的上部，它们瞬间煅烧成氧化钙；
CaCO3 (S ) CaO(S ) CO2 ( g )
3025mg/m3
464mg/m3 360mg/m3 382mg/m3 脱氮率 7.0mg/m3 17.6％
（5）消耗量均在设计值以内。
（6）副产品含氮量分析：N含量=19.34％。 （7）反应屏蔽室周围X射线强度：电子束发生装置在 800kV×400mA×2额定工况运行时，经由法定检测 单位测试为0.1～ 0.2μSV/h ，低于国家标准中允许 X线强度不大于0.6μSV/h (公众标准)的规定。
脉冲电晕烟气脱硫技术 特点：
①高能电子通过电晕放电自身产生； ②能在单一的干过程中同时脱出SO2和NOx； ③对现有的电除尘器加以改造就可以实现； ④该方法在节能方面具有很大的潜力；
3.5粉煤灰干式烟气脱硫技术
将煤灰、石灰和石膏以一定比例混合，经蒸汽熟 化增加活性后干燥成直径约为6mm、长约为 3~10mm 的圆柱形颗粒组成 日本北海道电力公司 1985年开始进行研究 1988年底完成工业实用化研究（处理烟气量为 50000Nm3/h） 1991年首台煤灰脱硫装置（1/2 容量，处理 烟气量644000Nm3/h）年投入运行
680mg/m3
390mg/m3 10％ 2t／h
蒸汽耗量
出口烟气氨浓度(即反应剩余浓度)
<76mg／m3
（3）电子束发生装置主要参数： 直流高压电源 电子加速器 烟气量 800kV×l000mA 800kV×400mA×2 29.6×104m3／h
（4）环境监测主要数据：
入口烟气SO2浓度
入口烟气NOx浓度 出口烟气SO2浓度 出口烟气NOx浓度 脱硫率 86.8％ 出口烟气氨浓度
优点为：投资费用较低，约占总投资的5%～6%， 建设周期短；运行费用较低；系统耗电小，约占 机组额定发电量的1.2%～1.6%；工艺布置简单， 占地面积小；系统操作简单、维护方便，系统通 过计算机进行集中控制；无喷浆和喷水系统，无 废水排放；适合含硫中等的煤种；适合小型机组， 尤其适合老电厂的改造，原有烟道及相关设备不 用更换，只需在烟道上稍做改造即可满足此技术 脱硫要求。
CaO(S ) 2HCl( g) CaCl2 (S ) H 2 O( g)
CaO(S ) 2HF( g ) CaF2 (S ) H2O( g)
④ 若烟气中有SO3，炉内喷钙能比石灰石/石膏湿法 更有效的脱除SO3：
CaO(S ) 2SO3 ( g ) CaSO4
炉内喷钙影响因素
Ca(OH)2 (S)= CaO(S)+ H 2O(g)
② 约在7000C以上有氧情况下，新生的CaO与SO2 反应生成硫酸钙
CaO(S ) SO2 ( g ) 1 2 O2 ( g) CaSO4 (S )
③ 在较低温度下CaSO3也可能生成。如果煤中含有 卤元素，下列反应也能够发生：
该项技术的特点： • （1）脱硫率可以达到90% 以上，且性能稳定， 达到了一般湿法脱硫的水平； • （2）脱硫剂成本低，有益于环境保护； • （3）用水量少，无需排水处理和排气再加热， 设备总费用比湿法低1/4； • （4）煤灰脱硫剂可以重复利用，或可另作它用； （5）没有料浆系统，维护比较容易，设备简单 可靠。 粉煤灰烟气脱硫的基本反应式为： 粉煤灰+ 石灰+ 石膏+SO2→煤灰+石膏