工业污染核算(芒硝分解释放二氧化硫)

工业污染核算计算类型汇总

1. 玻璃生产计算方法

平板玻璃熔炉产生SO2的原因是燃料中含有硫分，原料中含有芒硝（Na2SO4），这些含硫物燃烧氧化或分解，导致烟气中有大量SO2产生。燃料（重油、天然气、煤气、煤炭）燃烧

产生SO2，还有作为玻璃澄清剂的芒硝（Na2SO4，约占平板玻璃配料总量的2～5％，）融化过程，硫分约90％参与分解产生SO2。

表5—67不同芒硝含率融化后SO2产生量

2％ 2.5％3％ 3.5％4％ 4.5％5％芒硝含率

SO2产生量

kg/重量箱玻璃0.11 0.138 0.165 0.193 0.22 0.248 0.275 kg/t玻璃 2.2 2.76 3.3 3.86 4.4 4.96 5.5 目前我国平板玻璃熔炉所用燃料，主要是重油和天然气两种。其中90％左右的生产线采

用重油作为燃料。重油含硫量（重油含硫量一般在2％或以下）直接决定了SO2排放水平的高低。单位玻璃产品燃料燃烧产生的SO2主要与燃料类型（重油或天然气）、单位玻璃产品燃

料消耗量、燃料含硫率有关。

玻璃融化产生的SO2量由芒硝融化和燃料燃烧产生SO2量之和。计算方法如下：

（1）使用天然气为燃料SO2产生量（天然气含硫忽略）

G硫﹦2.2×（χ/2）㎏/t玻璃

（2）使用重油为燃料SO2产生量

G硫﹦2.2×（χ/2）＋ 1.95 B0S ㎏/t玻璃

其中： G硫—吨玻璃SO2产生量㎏/t玻璃

χ％—芒硝含率

B0—吨玻璃重油消耗量

S—重油含硫率％

如果没有B0值，可按2009年我国玻璃行业热耗指标中的B0值。

（3）SO2去除量

G硫去﹦G硫η㎏/t玻璃η—脱硫设施的脱硫率

（4）SO2排放量

G硫排﹦G硫（1－η）㎏/t玻璃

例如：500t玻璃熔窑，使用含硫2％的重油为燃料，芒硝含率3％，SO2产生量则为：

G硫﹦2.2×（3/2）＋ 1.95 ×179×2％

﹦3.3＋6.98 ﹦10.28 ㎏/t玻璃

表5—68 不同燃料SO2排放水平（单位：mg/Nm3）

燃料天然气含1％S重油含2％S重油

SO2排放水平300－1000 1200－1800 2200－2800

2. 火电脱硫计算方法

该电厂10 000 t含硫率1%的燃煤燃烧后产生的二氧化硫量为17×10 000=170 000 kg（产生

量）。

审核该电厂在Ca/S 1.05、石灰石纯度80% 条件下去除 1 kg二氧化硫需消耗石灰石量为

2.048 kg/kg。消耗289t石灰石为可以去除的二氧化硫总量为289 000÷2.048= 141 113 kg

（实际去除量）。

实际去除率=141 113÷170 000=83.01%

若正常去除率0=95%，则运行率V=83.01%÷95%=87.38%。

3. 炼焦生产计算方法：

炼焦二氧化硫排放量＝

2×[V燃/ （280+1000×（H -22％）]×{[(32/34)×（280+1000×（H - 22％）×0.008/ B0S煤]×（1-Kη硫）＋（280+1000×（H -22％）×320×10-6/ B0S煤}×B0S煤×90％㎏/t焦

式中：

V燃为炼焦燃烧用的焦炉煤气量；

H为炼焦煤的挥发分；

B0为吨焦煤耗量；

S煤为焦煤含硫率；

K为脱硫设施的运行率；

η硫为脱硫设施正常运行时的脱硫率；

90％为硫化物转化为SO2的转化率。

（一）炼焦过程中的硫平衡测算

炼焦过程除了产生H2S外，还会产生SO2、COS、CH3SH、CS2等气态硫化物，SO2绝大部分

会被还原为H2S。炼焦过程中硫平衡测算时，涉及到的变量有三个，即吨焦煤耗 B0、焦煤含

硫 S煤、焦炭含硫 S焦。

1．炼焦过程中硫元素的流失量测算

若吨焦煤耗 B0=1350㎏/t焦；焦煤含硫 S煤=0.8％；焦炭含硫 S焦=0.68％，则焦炭中

的硫占总硫量的63％，即(S焦×1000)/ B0S煤=(0.68％×1000)/ (1350×0.8％)= 63％。

吨焦硫元素流失量为：

B0S煤－1000×S焦＝10.8－6.8=4㎏/t焦，即吨焦硫元素流失量占焦煤总硫量的37％。

2．焦炉荒煤气产生量测算

焦炉荒煤气产生量为：

V0 =280+1000×（H - 22％）m3/t煤

式中: H—炼焦煤的挥发分。

若炼焦煤的挥发分H为38％，则V0=440 m3/t焦。

3．焦炉荒煤气含硫量测算

出焦散逸煤气中含硫量占焦煤总硫量的 1.4％，折合0.15㎏/t焦（H2S、焦油、有机硫等）。

焦炉荒煤气中H2S平均浓度约为6～10g/m3，若H2S浓度为8 g/m3，则焦炉荒煤气中的硫为(32/34)×V0×0.008=(32/34)×440×0.008=3.31㎏/t焦；则焦炉荒煤气中的含硫量占焦

煤总硫量的比例为(32/34)×（V0×0.008）/ B0S煤=(32/34)×（440×0.008）/ (1350×0.8％)=31.1％。

焦油（液态）中含硫量换算后约为0.34㎏/t焦，占焦煤总硫量的 3.2％。

气态有机硫在焦炉煤气中的浓度约320 mg/m3，气态有机硫含硫量换算后约为0.14㎏/t 焦，占焦煤总硫量的 1.3％。

（二）回用于炼焦的焦炉煤气燃烧二氧化硫排放量测算

生产1吨焦炭，加热约需焦炉煤气190m3。

1.回用的焦炉煤气有脱硫措施

脱除煤气体中硫化物的方法很多，通常可分为湿法和干法两大类，而湿法脱硫则按溶液的吸收和再生性质又区分为湿式氧化法、化学吸收法、物理吸收法以及物理-化学吸收法。

①湿式氧化法是借助于吸收溶液中载氧体的催化作用，将吸收的H2S氧化成为硫磺，从而使吸收溶液获得再生。该法主要有改良ADA法、栲胶法、氨水催化法、PDS法及络合铁法等。

②化学吸收法系以弱碱性溶液为吸收剂，与H2S进行化学反应而形成有机化合物，当吸

收富液温度升高，压力降低时，该化合物即分解放出H2S。烷基醇胺法、碱性盐溶液法等都

属于这类方法。

③物理吸收法常用有机溶剂作吸收剂，其吸收硫化物完全是一种物理过程，当吸收富液压力降低时，则放出H2S。属于这类方法的有冷甲醛法、聚乙醇二甲醚法、碳酸丙烯酯法以

及早期的加压水洗法等。

④物理=化学吸收法，该法的吸收液由物理溶剂和化学溶剂组成，因而其兼有物理吸收和化

学反应两种性质，主要有环丁砜法、常温甲醛法等。

目前焦炉煤气净化主要采用湿法脱硫工艺，HPF法、TV法和FRC法是目前采用较多的荒煤气粗脱硫技术，但是还有许多问题需要解决；PDS法是非常具有竞争力的方法，其脱硫成

本只有ADA法的30％左右，脱硫脱氰能力优于ADA法。

干法脱硫技术是煤气深加工和高效利用时必不可少的脱硫方法，如果能够克服其缺点，干法脱硫将以其操作简单可靠的优点得到更好的应用前景。