硫氧化物的控制
合集下载
硫氧化物综合控制方法
硫氧化物综合控制方法一、背景介绍硫氧化物是指由硫和氧组成的化合物，包括二氧化硫（SO2）、三氧化硫（SO3）、二氧化硫酸（Sulfurous acid，H2SO3）和硫酸雾（Sulfuric acid mist）。
它们是大气污染的主要来源之一，对人类健康和环境造成了严重威胁。
因此，控制硫氧化物排放已成为环保工作的重要任务之一。
二、主要措施1. 燃煤电厂采用脱硝技术燃煤电厂是硫氧化物排放的主要来源之一。
采用脱硝技术可以有效减少NOx排放量，从而降低SO2生成量。
常用的脱硝技术包括选择性催化还原（SCR）和选择性非催化还原（SNCR）等方法。
2. 采用低含硫燃料燃料中含有较高的硫分会导致排放出更多的SO2。
因此，采用低含硫燃料可以有效降低SO2排放量。
如使用天然气等清洁能源替代传统的煤炭等高污染能源。
3. 安装烟气脱硫设备烟气脱硫是目前最常用的控制SO2排放的技术。
它通过向烟气中注入一定量的碱性物质，如石灰石、苏打灰等，将SO2转化为硫酸钙等固体物质，从而达到减少SO2排放的目的。
常见的烟气脱硫设备包括湿法脱硫和干法脱硫两种。
4. 采用低氮燃料低氮燃料可以有效降低NOx排放量，从而减少SO2生成量。
如采用天然气、液化天然气等低氮燃料替代传统高污染能源。
5. 加强监管和治理加强对企业和工厂的监管力度，对违规排放行为进行严肃处理，并加大对环保投入力度。
同时推广环保意识，提高公众环保意识和参与度。
三、具体操作步骤1. 确定控制目标和指标在制定控制方案之前，需要先确定控制目标和指标。
根据不同行业、地区以及环境要求，确定硫氧化物排放的限值和控制目标。
2. 选择适合的控制技术根据不同企业、工厂的实际情况和硫氧化物排放特点，选择适合的控制技术。
对于燃煤电厂等大型企业，可以采用脱硝、烟气脱硫等技术；对于小型企业或者室内空气中SO2浓度较高的场所，则可以采用空气净化器等设备。
3. 设计和安装控制设备根据选定的控制技术，进行具体的设计和安装。
硫氧化物的污染控制
第二节 燃烧前脱硫
2）煤炭的转化
煤炭的转化是以化学方法为主将煤炭转化为洁净的燃料或化工产品，包括煤炭气 化、煤炭液化。
煤的气化
煤的气化，就是煤在氧气不足的情况下，进行不完全氧化的过程。即以符合
要求ห้องสมุดไป่ตู้煤作为原料在一定温度、常压或加压条件下，采用气化剂(如空气、氧、水
蒸气、氢等)和煤不断接触，进行热化学反应，使煤中有机质转化为含有一氧化碳
煤炭的固态加工是指在原煤投入使用之前，以物理方法为主对其进行加 工，这是合理用煤的前提和减少燃煤污染的最经济的途径。主要包括煤 炭洗选、型煤、水煤浆制备。常规的物理选煤一般采用重力分选法，它 是根据不同密度（粒度、形状）的物料在分选介质（水、空气及密度大 于水的介质）中，因其具有不同的运动状态，进行分选的方法。可除去 煤中的60％的灰分和约50％的黄铁矿硫。煤炭经洗选可大大提高燃烧效 率，大大减少污染物排放，入选1亿吨原煤一般可减少燃煤排放的 SO2100～150万吨，成本仅为洗涤烟气脱硫的十分之一。型煤是具有发展 中国家特点的洁净煤技术，与烧散煤相比，可节煤20％～30％，减少黑 烟排放80％～90％，颗粒物减少70％～90％，S02减少40％～60％；水煤 浆是新型的煤代油燃料，优质煤制成水煤浆其灰分小于8％，硫分小于1 ％，燃烧效率高，烟尘、SO2、NOx等排放都低于燃油和散煤，一般1.8～ 2.1吨水煤浆可代替1吨重油。
第二节 燃烧前脱硫
煤的液化
随着石油储量的逐渐减少，可以预见在未来的一定时期，将需要替代性液体 燃料。由于全球的煤炭储量极其丰富，煤炭液化是其中之一。 煤炭液化指煤经化学加工转化成烃类液体燃料和化工原料的过程。煤 炭液化的主要方法分为煤的直接液化和煤的间接液化二大类。 煤炭直接液化在早期工业化基础上，结合煤液化催化剂、供氢溶剂、 溶剂重质化及主要设备的研究和改进，使反应压力从70MPa降低到 10MPa, 反应时间从1h以上减少到几分钟，并有几十种煤直接液化方法， 其中的先进工艺技术已完成了50~600t/d煤大型中试，设计出日生产5 万桶合成原油的煤直接萃取化工厂。
第八章硫氧化物的污染控制
870～930oC（二级再生法） CaSO44CO CaS4CO2 CaSO44H2 CaS4H2O
540～ 700oC C aSH 2O C O 2 C aC O 3H 2S
大气污染控制技术与原理
-34-
*
第三节 燃烧中脱硫
五、炉内喷钙脱硫技术的现状
1. 炉内喷钙脱硫在煤粉炉未广泛应用的原因 1) 炉内温度太高 2) 烟气中含有较多的CO2和H2O 3) 炉内喷入的脱硫剂容易发生烧结 4) 表面积快速减少 5) 反应活性和反应速率降低 6) 超过1300℃时，产物CaSO4易于分解成CaO和SO2 7) 脱硫率较低(10~30%)
年份
1985-2002年SO2排放量变化趋势图
大气污染控制技术与原理
-8-
*
排 放 量 /104t
第一节 硫循环与硫排放
我国SO2排放的地区分布
250 200 150 100 50
0
全省 控制区
省份
1995年我国各省SO2排放情况
山东 河北 山西 河南 贵州 江苏 四川 辽宁 广西 陕西 广东 湖南 重庆 内蒙 湖北 江西 浙江 上海 安徽 云南 甘肃 北京 新疆 天津 福建 黑龙江 吉林 宁夏 青海 海南 西藏
大气污染控制技术与原理
-35-
*
第三节 燃烧中脱硫
2. 新的研究进展 1) 提高吸收剂的活性，改善SO2的扩散过程 以有机钙盐代替石灰石，或以有机固体废弃物和 石灰为原料制备的有机钙混合物，其优点为： a. 便于现有锅炉的脱硫脱硝，达到环保要求 b. 有效地回收和利用城市固体废弃物，改善环境 c. 有机钙具有一定的热值，能降低锅炉的煤耗
大气污染控制技术与原理
-14-
0-20
540～ 700oC C aSH 2O C O 2 C aC O 3H 2S
大气污染控制技术与原理
-34-
*
第三节 燃烧中脱硫
五、炉内喷钙脱硫技术的现状
1. 炉内喷钙脱硫在煤粉炉未广泛应用的原因 1) 炉内温度太高 2) 烟气中含有较多的CO2和H2O 3) 炉内喷入的脱硫剂容易发生烧结 4) 表面积快速减少 5) 反应活性和反应速率降低 6) 超过1300℃时，产物CaSO4易于分解成CaO和SO2 7) 脱硫率较低(10~30%)
年份
1985-2002年SO2排放量变化趋势图
大气污染控制技术与原理
-8-
*
排 放 量 /104t
第一节 硫循环与硫排放
我国SO2排放的地区分布
250 200 150 100 50
0
全省 控制区
省份
1995年我国各省SO2排放情况
山东 河北 山西 河南 贵州 江苏 四川 辽宁 广西 陕西 广东 湖南 重庆 内蒙 湖北 江西 浙江 上海 安徽 云南 甘肃 北京 新疆 天津 福建 黑龙江 吉林 宁夏 青海 海南 西藏
大气污染控制技术与原理
-35-
*
第三节 燃烧中脱硫
2. 新的研究进展 1) 提高吸收剂的活性，改善SO2的扩散过程 以有机钙盐代替石灰石，或以有机固体废弃物和 石灰为原料制备的有机钙混合物，其优点为： a. 便于现有锅炉的脱硫脱硝，达到环保要求 b. 有效地回收和利用城市固体废弃物，改善环境 c. 有机钙具有一定的热值，能降低锅炉的煤耗
大气污染控制技术与原理
-14-
0-20
大气污染控制工程-第六章 硫氧化物的污染控制
工艺简单，费用低，但脱硫率低，有管道结垢、固体废物量大、废物及烟气性质改变等问题
40-70
先进燃烧技术
常压流化床(循环流化床)a
将煤和吸附剂加入燃烧室的床层（压力为常Байду номын сангаас或接近常压，从炉底鼓风成流化燃烧）
热效及脱硫率高，可燃劣质煤，但废物、颗粒物难处理，费用高
85-90
增压流化床b
原理类似常压流化床，燃烧室内压力为8至15个大气压
除常压床的特点外，还进一步提高了热效及添加剂利用率，且占地小，但热烟气净化难，对管材要求高
95
煤气化联合循环a
将煤气化后燃烧，驱动燃气轮机，余气烧锅炉，驱动汽轮机
能显著提高热效，脱硫率很高，但工艺复杂，费用高
85-99
层燃锅炉a
将石灰石和煤在床前或床层中混合后燃烧
工艺设备简单，费用低，但脱硫率低
<50
烟气循环g
将部分烟气同空气混合后鼓入燃烧器中
工艺设备简单，费用低，但脱硫率低
15-25
注：a 表示已商业化；b 表示尚在开发；g 表示商业示范
燃烧中脱硫技术和先进燃烧技术
第二节 燃烧前燃料脱硫 一、煤炭的固态加工 原煤必须经过分选，以除去煤中的矿物质。 选煤工艺是重力分选法。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、微波脱硫及溶剂精练等多种方法，但至今在工业上实际应用的方法为数很少。 型煤固硫是另一条控制SO2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，制得多种型煤。美国型煤加石灰石固硫率达87%，烟尘减少2/3；日本蒸汽机车用石灰使型煤固硫率达70-80%，脱硫费用仅为选煤的8%。
40-70
先进燃烧技术
常压流化床(循环流化床)a
将煤和吸附剂加入燃烧室的床层（压力为常Байду номын сангаас或接近常压，从炉底鼓风成流化燃烧）
热效及脱硫率高，可燃劣质煤，但废物、颗粒物难处理，费用高
85-90
增压流化床b
原理类似常压流化床，燃烧室内压力为8至15个大气压
除常压床的特点外，还进一步提高了热效及添加剂利用率，且占地小，但热烟气净化难，对管材要求高
95
煤气化联合循环a
将煤气化后燃烧，驱动燃气轮机，余气烧锅炉，驱动汽轮机
能显著提高热效，脱硫率很高，但工艺复杂，费用高
85-99
层燃锅炉a
将石灰石和煤在床前或床层中混合后燃烧
工艺设备简单，费用低，但脱硫率低
<50
烟气循环g
将部分烟气同空气混合后鼓入燃烧器中
工艺设备简单，费用低，但脱硫率低
15-25
注：a 表示已商业化；b 表示尚在开发；g 表示商业示范
燃烧中脱硫技术和先进燃烧技术
第二节 燃烧前燃料脱硫 一、煤炭的固态加工 原煤必须经过分选，以除去煤中的矿物质。 选煤工艺是重力分选法。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、微波脱硫及溶剂精练等多种方法，但至今在工业上实际应用的方法为数很少。 型煤固硫是另一条控制SO2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，制得多种型煤。美国型煤加石灰石固硫率达87%，烟尘减少2/3；日本蒸汽机车用石灰使型煤固硫率达70-80%，脱硫费用仅为选煤的8%。
第08章 硫氧化物的污染控制
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（CaCO3•MgCO3） 炉内化学反应
燃烧中脱硫
型煤脱硫
主要是用石灰、沥青和无硫纸浆黑液等作为胶黏剂，将 煤粉加工成一定形状和体积的煤。 热分解反应 Ca(OH)2 →CaO+H2O 固硫剂合成反应 Ca(OH)2+SO2 →CaSO3+H2O CaO+SO2 →CaSO3 固硫产物高温分解 CaSO3 →CaO+SO2 2CaSO4 →2CaO+2SO2+O2
例题与习题
某工厂有两台相同容量的锅炉，一
台燃用含硫3.5%、热值为26000 kJ/kg的高硫煤，并配备脱硫效率 为92%的脱硫装置；另一台燃用含 硫0.9%、热值为38000 kJ/L的燃 料油，油比重为0.92。比较两台锅 炉的SO2排放量。
例题与习题
某2×300
MW的新建电厂，其设计 用煤的硫含量为4.5 %，热值为 27300 kJ/kg，电厂设计热效率为 35 %。计算该厂要达到我国火电厂 的SO2排放标准所需的最小脱硫效 率。
第八章 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（高浓度）
第08章 硫氧化物的污染控制
燃烧前脱硫
2.煤炭液化
在适宜的反应条件下转化为洁净的液体燃料和化工
原料的过程。
直接液化：煤浆在较高温度和压力、催化剂和溶剂， 加氢裂解转化为液体产品的过程。 间接液化：煤气化产生合成气（CO+H2），再以合 成气为原料，在一定的温度和压力下，定向的催化 合成液态烃类燃料或化工产品的工艺。
工艺多，应用比直接液化广，但产油率低 费托（F--T）合成法和甲醇转化制汽油（MTG）。 耗水量很大，所排水COD值很高，需要大规模废水处理设备。 成本高。
不易堵塞。
三、流化床燃烧脱硫的影响因素
循环流化床的物料回收循环特性使得它可使用颗粒尺寸
仅为100µ m左右的脱硫剂，而鼓泡流化床为了防止夹带 过多不得不采用1000µ m左右的颗粒。 这是循环流化床锅炉的脱硫效率和脱硫剂利用率比鼓泡 流化床高的一个原因。
三、流化床燃烧脱硫的影响因素
4.脱硫剂的种类
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
地壳——石膏或硬石膏 大气——H2S、SOx 人类使用的化石燃料都含有一定量的硫 燃料中硫的化学形态
天然气——H2S 石油 低含硫量汽油，高含硫量重油 煤 黄铁矿FeS2 有机硫
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
常压趋向石灰石
脱硫剂来源难易也直接影响到脱硫剂的选择
第三章固定源硫氧化物污染控制
该系统包括烟气换热系统、吸收塔脱硫系统、脱硫剂浆液 制备系统、石膏脱水和废水处理系统。
由于石灰石价格便宜，易于运输和保存，因而已成为湿法 烟气脱硫工艺中的主要脱硫剂，石灰石—石膏法烟气脱硫 技术成为优先选择的湿法烟气脱硫工艺。
该法脱硫效率高（大于95%），工作可靠性高，但该法易 堵塞是指吸收剂为液体或浆液。 由于是气液反应，所以反应速度快，效率高，脱硫剂利用率
高。 该法的主要缺点是脱硫废水二次污染；系统易结垢，腐蚀；
脱硫设备初期投资费用大；运行费用较高等。
（1）石灰石—石膏法烟气脱硫技术
该技术以石灰石浆液作为脱硫剂，在吸收塔内对烟气进行 喷淋洗涤，使烟气中的二氧化硫反应生成亚硫酸钙，同时 向吸收塔的浆液中鼓入空气，强制使亚硫酸钙转化为硫酸 钙，脱硫剂的副产品为石膏。
第二节 燃烧前脱硫-1煤炭洗选
煤炭洗选脱硫，即在燃烧前对煤进行净化，去除原煤中部分 硫分和灰分。分为物理法、化学法和微生物法等。
无法满足燃煤二氧化硫污染控制要求，故只能作为燃煤脱硫 的一种辅助手段。
2.煤炭的转化
煤的气化 煤的液化 能耗较大，成本比较高
第三节 燃烧中脱硫
煤燃烧过程中加入石灰石或白云石作脱硫剂，碳酸钙、 碳酸镁受热分解生成氧化钙、氧化镁，与烟气中二氧化硫 反应生成硫酸盐，随灰分排出。
2、半干法烟气脱硫技术
旋转喷雾干燥法：该法与湿法烟气脱硫工艺相比，具有设 备简单，投资和运行费用低，占地面积小、烟气脱硫率等 特点，达75%—90%。美国和丹麦联合研制出的工艺。
该法利用喷雾干燥的原理，将吸收剂浆液雾化喷入吸收塔。 在吸收塔内，吸收剂在与烟气中的二氧化硫发生化学反应 的同时，吸收烟气中的热量使吸收剂中的水分蒸发干燥， 完成脱硫反应后的废渣以干态形式排出。
由于石灰石价格便宜，易于运输和保存，因而已成为湿法 烟气脱硫工艺中的主要脱硫剂，石灰石—石膏法烟气脱硫 技术成为优先选择的湿法烟气脱硫工艺。
该法脱硫效率高（大于95%），工作可靠性高，但该法易 堵塞是指吸收剂为液体或浆液。 由于是气液反应，所以反应速度快，效率高，脱硫剂利用率
高。 该法的主要缺点是脱硫废水二次污染；系统易结垢，腐蚀；
脱硫设备初期投资费用大；运行费用较高等。
（1）石灰石—石膏法烟气脱硫技术
该技术以石灰石浆液作为脱硫剂，在吸收塔内对烟气进行 喷淋洗涤，使烟气中的二氧化硫反应生成亚硫酸钙，同时 向吸收塔的浆液中鼓入空气，强制使亚硫酸钙转化为硫酸 钙，脱硫剂的副产品为石膏。
第二节 燃烧前脱硫-1煤炭洗选
煤炭洗选脱硫，即在燃烧前对煤进行净化，去除原煤中部分 硫分和灰分。分为物理法、化学法和微生物法等。
无法满足燃煤二氧化硫污染控制要求，故只能作为燃煤脱硫 的一种辅助手段。
2.煤炭的转化
煤的气化 煤的液化 能耗较大，成本比较高
第三节 燃烧中脱硫
煤燃烧过程中加入石灰石或白云石作脱硫剂，碳酸钙、 碳酸镁受热分解生成氧化钙、氧化镁，与烟气中二氧化硫 反应生成硫酸盐，随灰分排出。
2、半干法烟气脱硫技术
旋转喷雾干燥法：该法与湿法烟气脱硫工艺相比，具有设 备简单，投资和运行费用低，占地面积小、烟气脱硫率等 特点，达75%—90%。美国和丹麦联合研制出的工艺。
该法利用喷雾干燥的原理，将吸收剂浆液雾化喷入吸收塔。 在吸收塔内，吸收剂在与烟气中的二氧化硫发生化学反应 的同时，吸收烟气中的热量使吸收剂中的水分蒸发干燥， 完成脱硫反应后的废渣以干态形式排出。
硫氧化物的污染控制
h o n g q in g G u iy a n g N a n n in g C h an gs h a
W u h an u a n g zh o u N a n ch an g
H efei N a n j in g
F u zh o u H a n g zh o u
S h an gh ai
❖ 我国南方城市SO2污染现状
250 200 150 100
50 W H O S ta n da rd
0
3
g / m
硫循环与硫排放
❖ 1999年全国城市酸雨旳频率统计
40%
35%
30%
25%
城
市 比
20%
例
15%
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旳城市有98个 占统计城市旳37.12%
百分比（%）
60
50
40
30
20
10
0 电力
化工
水泥
食品
机械
造纸 石油加工 化纤
橡胶
塑料
行业
1995年我国各工业行业SO2排放占行业排放总量的百分比示意图
印刷业
❖ 我国北方城市SO2污染现状 250 200 150 100 50 W H O S ta n d a r d 0
3
g / m
W u lu m u q i L an zh ou
流化床燃烧脱硫
流化床燃烧脱硫旳影响原因
❖ 1.钙硫比 ➢ 表达脱硫剂用量旳指标，影响最大旳性能参数 ➢ 脱硫率（）能够用Ca/S（R）近似体现
1exp(mR)
m－综合影响参数
❖ 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旳烧结作用变得严重
W u h an u a n g zh o u N a n ch an g
H efei N a n j in g
F u zh o u H a n g zh o u
S h an gh ai
❖ 我国南方城市SO2污染现状
250 200 150 100
50 W H O S ta n da rd
0
3
g / m
硫循环与硫排放
❖ 1999年全国城市酸雨旳频率统计
40%
35%
30%
25%
城
市 比
20%
例
15%
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旳城市有98个 占统计城市旳37.12%
百分比（%）
60
50
40
30
20
10
0 电力
化工
水泥
食品
机械
造纸 石油加工 化纤
橡胶
塑料
行业
1995年我国各工业行业SO2排放占行业排放总量的百分比示意图
印刷业
❖ 我国北方城市SO2污染现状 250 200 150 100 50 W H O S ta n d a r d 0
3
g / m
W u lu m u q i L an zh ou
流化床燃烧脱硫
流化床燃烧脱硫旳影响原因
❖ 1.钙硫比 ➢ 表达脱硫剂用量旳指标，影响最大旳性能参数 ➢ 脱硫率（）能够用Ca/S（R）近似体现
1exp(mR)
m－综合影响参数
❖ 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旳烧结作用变得严重
第8章硫氧化物的污染控制
《火电厂烟气脱硫关键技术与设备国产化规划要点》 国家经贸委制定（1999） 国产化目标分为四步： ．至2005年末，湿法烟气脱硫设备国产化率达95%以上。其它 若干种烟气脱硫工艺也要基本实现脱硫设备国产化。 ．至2010年，湿法烟气脱硫设备国产化率达100%。掌握其它 若干种烟气脱硫工艺的设计，设备国产化率达到95%以上。 《火电厂烟气脱硫关键技术与设备国产化规划要点》 国家经贸委制定（1999） 实施火电厂烟气脱硫国产化的措施是： ．加强火电厂烟气脱硫国产化的组织领导； ．组织实施烟气脱硫国产化示范工程； ．积极扶植脱硫设备的生产和供应；实行招投标制度，加强规 范化管理； ．培育和扶持有实力的脱硫工程公司； ．研究制定促进火电厂 脱硫国产化的配套政策。
我国以物理选煤为主。跳汰占59%、重介质选煤占 23%、浮选占14%。
煤炭洗选的作用
（1）提高煤炭质量，减少燃煤污染物排放 煤炭洗选可脱除煤中50%－80％的灰分、30%－40％ 的全硫（或60%~80%的无机硫），燃用洗选煤可有效减少 烟尘、SO2和NOx的排放，入洗1亿t动力煤一般可减排60～ 70万tSO2，去除矸石16Mt。 （2）提高煤炭利用效率，节约能源
煤炭质量提高，将显著提高煤炭利用效率。一些研究表明： 炼焦煤的灰分降低1%，炼铁的焦炭耗量降低2.66%，炼铁 高炉的利用系数可提高3.99%；合成氨生产使用洗选的无烟 煤可节煤20%；发电用煤灰分每增加1%，发热量下降 200～360J/g,每度电的标准煤耗增加2～5g；工业锅炉和窑 炉燃用洗选煤，热效率可提高3%~8%；
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
怎么控制硫氧化物污染
怎么控制硫氧化物污染
硫化物污染已给世界上许多国家造成巨大危害。
据美国与瑞典统计，每年污染造成的损失分别为五百亿美元和四十亿美元，而由硫化物引起的损失均各占一半，尤其是酸雨已成为一个公害。
给人类的健康生存带来了极大挑战，那么，怎么控制硫氧化物污染呢？
一、采用低硫燃料。
此种措施是减少二氧化硫排放的有效途径之一，一些较发达的国家规定了燃料的最高含硫量，但烟气仍需通过脱硫净化方可达标排放。
二、使用高烟囱排放。
该措施能降低二氧化硫的当地排放绝对量，但没有从根本上解。
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
硫氧化物的污染控制
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
第二节燃烧前脱硫
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
3.喷雾干燥法烟气脱硫（续） 主要过程 吸收剂制备 吸收和干燥 固体捕集 固体废物处置 影响去除效率的工艺变量包括：烟气出口温度接近绝热饱和温度的程度、吸收剂当量比及SO2入口浓度。
其他湿法脱硫工艺 海水脱硫法
其他湿法脱硫工艺（续） 氨法 氨水做吸收剂
5.干法脱硫技术
干法脱硫技术 干法喷钙脱硫 该工艺的核心是锅炉炉膛内喷石灰石粉部分和炉后的活化反应器
1
2
时 间 政 府 行 动 1996年 全国人大批准《国民经济和社会发展“九五”计划和 2010年远景目标纲要》，国务院批复《国务院关于 环境保护若干问题的决定》，提出重点治理两控区 污染，要求到2000年所有工业污染源达标 1998年3月 国务院批复了国家环保局上报的“两控区”划分方案 （国函[1998]5号）。两控区划定范围约占国土面 积的11.4%，二氧化硫排放量占全国的近60% 1998年5-6月 国家环保总局布置了制定“酸雨和二氧化硫污染控制 行动方案”的工作计划，要求“两控区”的城市在 1998年年底前完成二氧化硫“双达标”规划
1
干法脱硫技术
2
影响系统脱硫性能的因素包括：炉膛喷射石灰石的位置和粒度、活化器内喷水量和钙硫比。
3
通常，在炉膛上方温度为950~1150℃的区域喷入石灰石粉。粒度80%小于40μm，纯度大于90%，炉内脱硫率约为20%~30%。
硫氧化物污染控制
H e fe i N a n jin g F u zh ou H a n gzh ou S ha n gh a i
硫循环与硫排放
❖ 我国南方城市SO2污染现状
250 200 150 100
50 W H O S ta n d a rd
0
3
g / m
硫循环与硫排放
燃烧前脱硫
❖ 1.煤炭的固态加工 ➢ 煤炭洗选包括：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% 跳汰选煤：原煤在上、下交变的脉动水流中，按密度大小分选的过程。 （跳汰选煤：原煤经过若干水流上、下脉动的作用，密度小的精煤逐渐浮到上
❖ 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 ➢ 颗粒孔隙应有适当的孔径大小，既保证有较大的比表面积， 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
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
SO2
1 2
O2
SO3
(a)
SO3 H2OH2SO4
(b)
➢ 反应(a)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
❖ 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
❖ 我国南方城市SO2污染现状
250 200 150 100
50 W H O S ta n d a rd
0
3
g / m
硫循环与硫排放
燃烧前脱硫
❖ 1.煤炭的固态加工 ➢ 煤炭洗选包括：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% 跳汰选煤：原煤在上、下交变的脉动水流中，按密度大小分选的过程。 （跳汰选煤：原煤经过若干水流上、下脉动的作用，密度小的精煤逐渐浮到上
❖ 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 ➢ 颗粒孔隙应有适当的孔径大小，既保证有较大的比表面积， 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
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
SO2
1 2
O2
SO3
(a)
SO3 H2OH2SO4
(b)
➢ 反应(a)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
❖ 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
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
四、我国SO2污染概况
➢ 我国SO2排放的年际变化 ➢ 我国北方城市SO2污染现状 ➢ 我国南方城市SO2污染现状 ➢ 我国SO2排放的行业特点
排放量/104t
我国SO2排放的年际变化
2800 2400 2000 1600 1200
800 400
0 1985 1987 1989 1991 1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007 2009 2011
二、造成二氧化硫污染严重的主要问题
➢ 能源结构以煤为主，能源利用效率低； ➢ 二氧化硫减排工作起步晚，国产脱硫技
术和设备水平不高； ➢ 二氧化硫排污费收费标准偏低，征收范
围较小。
表2 2010年世界主要国家一次能源消耗量构成简表（单位：％）
国家
美国
印度 德国
中国
英国
日本
法国
前苏 联
加拿 大
石油 37.2 29.7 36.0 17.6 35.2 40.2 33.0 19.7 32.3
0.10 mg/m3
“两控区”二氧化硫污染状况
SO2浓度分级 二级城市比例，% （SO2≤0.06 mg/m3） 三级城市比例，% （0.06 mg/m3＜SO2≤0.10 mg/m3）
二氧化硫污染控制区 2003年 2004年
39.1
40.6
25
29.7
酸雨控制区 2003年 2004年
75
69.4
Chengdu Kunming Chongqing Guiyang Nanning Changsha
Wuhan uangzhou Nanchang
Hefei Nanjing Fuzhou Hangzhou Shanghai
我国南方城市SO2污染现状
250 200 150 100
50 WHO Standard
截至2005年底，在已投运和在建的火电厂 烟气脱硫项目中，拥有国内自主知识产权项目的 总装机容量仅占脱硫项目总装机容量的7.4％。
➢脱硫工程长期稳定性能差、可用率低; ➢实际运行锅炉系统参数与设计值偏离太大（煤质
变化、锅炉漏风、烟气温度变化等） ➢脱硫技术的消化吸收、创新不足
1983 排污收费 （二氧化硫未实施） 1992 酸雨污染严重的省、市征收二氧化
天然气 27.2 10.6 22.9 4.0 40.4 17.0 16.7 52.5 26.7
煤炭 23.0 53.0 23.9 70.5 14.9 24.7 4.8 16.5 7.4
核能 8.4 1.0 10.0 0.7 6.7 13.2 38.4 5.8 6.4 水电 2.6 4.8 1.3 6.7 0.4 3.9 5.7 5.5 26.2
14.7
23.4
超三级城市比例，%
35.9
29.7
10.3
7.2
（SO2>0.10 mg/m3）
请补充2005~2011年数据,并进行分析
四、SO2气体分类 按浓度分： 低浓度含SO2气体 <2％(0.1%~0.5%)， 燃料燃烧,尾气净化； 高浓度含SO2气体 ＞ 2％， 有色金属冶炼,制酸。
§8-2燃烧前燃料脱硫
硫排污费试点 1998 征收范围扩大到“两控区” 2003 全国
三、主要内容：
➢ 硫循环及硫排放 ➢ 燃烧前燃料脱硫 ➢ 燃烧中脱硫 ➢ 高浓度二氧化硫尾气的回收与净化 ➢ 低浓度二氧化硫烟气脱硫
§8-1 硫循环与硫排放
一、大气中SO2 的来源 1. 自然活动（约占总量的1/3） 火山爆发喷射； 沼泽、洼地等释放的H2S进入大气； 含硫有机物、海洋形成的硫酸盐进入大气。 2. 人为活动（约占总量的2/3） ①化石燃料燃烧 ＞80% ②有色金属冶炼 ③化工过程。
一、煤炭的固态加工——洗选技术
1. 目的 减少原煤中所含的硫分、灰分等杂质。
2、煤炭洗选方法（硫铁矿硫）： 1. 物理洗煤 2. 化学洗煤 3. 微生物洗煤
1、物理选煤： 基本原理：硫化铁的相对密度为4.7~5.2， 煤的相对密度1.25， 将煤破碎后利用其相对密度的不同，用洗选的方
法去除其中的硫化铁和部分其他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
• 大部分的SO2控制方法可表示为：
CaCO 3 SO2 0.5O2 CaSO 4 CO 2
三、 SO2污染控制途径 1.燃料脱硫 2.燃烧过程脱硫 3.燃烧后脱硫（烟气脱硫FGD) Flue Gas Desulfurization
年份
1985-2002年SO2排放量变化趋势图
我国北方城市SO2污染现状
250 200 150 100
50
WHO Standard
0
g/m3
Wulumuqi Lanzhou Yinchuan
Xi'an Zhengzhou
Taiyuan Huhout
Jinan ShiJZ Beijing Tianjing Shenyang Changchun Harbin
2、化学洗选
在一定温度和压力下，采用强酸、强碱和 强氧化剂通过化学氧化、还原提取、热解等步 骤来脱除煤中的黄铁矿。
适合在物理分选排除了大部分矿物质后的 最后一道工序。
3、生物脱硫
煤中无机硫大多以黄铁矿（FeS2）的形态存在 ,在 微生物的作用下，无机硫被氧化、溶解而脱除。
微生物的直接作用:
2FeS 2 7O2 2H2O 微生物 2FeSO 4 2H2SO4 4FeSO4 O2 2H2SO4 微生物2Fe2(SO4 )3 2H2O
2003年 2004年 2011
74.4 25.6
74.3 25.7
96.0 4.0
其中：超过三级 （＞0.10 mg/m3）
12.1
9.1
0
浓度平均值（mg/m3） 一般居住区空气质量标准 （二级标准年均值） 特定工业区空气质量标准 （三级标准年均值）
0.049 0.049 0.06 mg/m3
0.041
0
g/m3
我国SO2排放的行业特点
60
50
40
百分比（%）
30
20
10
0 电力
化工
水泥
食品
机械
造纸 石油加工 化纤
橡胶
塑料 印刷业
行业
1995年我国各工业行业SO2排放占行业排放总量的百分比示意图
二氧化硫浓度分级城市比例（2004年中国环境状况公报）
城市比例，% SO2浓度分级 达到二级（≤ 0.06mg/m3） 超过二级（＞0.06 mg/m3）