第七章2二氧化硫污染控制技术

高浓度SO2尾气的回收和净化
高浓度SO2尾气的回收和净化
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10-4～10-3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
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低浓度SO2烟气脱硫
3.应用概况
近30年来，烟气脱硫技术逐渐得到了广泛的应用。1980
年 全 球 电 厂 烟 气 脱 硫 总 容 量 约 为 30GW ， 1990 年 增 加 到 130GW。1998年在全世界226GW装机容量电厂安装的烟气脱 硫装置中，有86.6％是湿式抛弃法，10.9％是干式抛弃法，只 有2.3％采用了再生回收工艺。综合考虑技术成熟度和经济因 素，当前全世界应用最广的还是湿式石灰石脱硫法。
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
CaCO3 CaO CO2 流化床燃烧方C式aO为脱SO硫2 提 12供O了2 理想的Ca环SO境4 CaSO4的摩尔体积大于CaCO3，由于孔隙堵塞，CaO不可能完
Na2CO3/NaOH/Na2SO3 溶液吸收
再生：
Al2(SO4)3Al2O3 溶液吸收,空气氧化 CaCO3/
H2O 吸收，Fe3+/Mn2+催化氧化
Ca(OH)2
海水中 CO32-、HCO3-等碱性物质
Na2SO3 溶液循环吸收，加热分解、补充 Na2CO3
Na2CO3 溶液吸收，浓缩、结晶
NH3 的水溶液吸收，H2SO4 分解
第七章 气态污染物控制技术
第一节 气态污染物净化原理 第二节 二氧化硫污染控制技术 第三节 氮氧化物污染控制技术 第四节 挥发性有机物污染控制技术 第五节 大气污染物的稀释法控制技术
第二节 二氧化硫污染控制技术
一 石灰石/石灰湿法烟气脱硫 二 氧化镁湿法脱硫 三 海水烟气脱硫 四 湿式氨法烟气脱硫 五 喷雾干燥法烟气脱硫 六 循环流化床烟气脱硫
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
干 循 烟气循环流化床（CFB）
环 流
回流式循 环流化床（RCFB）
法 化 新型一体化脱硫系统(NID)
床 气体悬浮吸收脱硫（GSA）
干
荷电干粉喷射脱硫（SDSI）
回 电子束照射法（EBA）
法 收 活性炭吸收法 法 催化氧化法
脱 硫剂及操 作
CaCO3/Ca(OH)2 浆液吸收，空气氧化
CaCO3/Ca(OH)2 浆液吸收
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
1 exp(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的烧结作用变得严重
NH3/NH4HCO3 溶液吸收，浓缩、结晶
Mg(OH)2 浆液吸收，吸收产物干燥、煅烧
ZnO 烟灰浆液吸收，酸/热分解/空气氧化
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
1100oC以上（一级再生法） CaSO4 CO CaO CO2 SO2 CaSO4 H2 CaO H2O SO2
870～930oC（二级再生法） CaSO4 4CO CaS 4CO2 CaSO4 4H2 CaS 4H2O
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
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%
1995年我国煤炭洗选能力3.8×108t，入洗量 2.8×108t ，入洗率22%。
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
低浓度SO2烟气脱硫
当前全世界的主要脱硫方法
方
法
石灰石/石灰－石膏法 －亚硫酸钙法
间接石灰石/石灰： 钠－钙双碱法
碱式硫酸铝法
湿
液相催化氧化法
海水脱硫
钠碱法：威尔曼洛德法
回
亚硫酸钠法
法 收 氨吸收法：氨－酸法 亚硫酸铵法
法 金属氧化物法：氧化镁法 氧化锌法
半 喷雾干燥法（SDA）
炉内喷钙－炉后活化法(LIFAC)
540～700oC CaS H2O CO2 CaCO3 H2S
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
SO3 H2O H2SO4
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
截至2010年底,我国共计运行1673台100MW及以上火电机组 (包括燃油、燃气），2012年我国新投运火电厂烟气脱硫机组 总容量约4500万千瓦;截至2012年底,累计已投运火电厂烟气脱 硫机组总容量约6.8亿千瓦。。在已安装的烟气脱硫装置中， 世界上有的工艺技术，我国大部分都有。 (见SO2排放的年际 变化）