中国地质大学(武汉)大气污染控制工程第08章 硫氧化物的污染控制PPT课件
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大气污染控制工程 第八章硫氧化物的污染控制03课
❖ 除pH外，影响SO2吸收效率的其他因素包括：液/ 气比、钙/硫比、气流速度、浆液的固体含量、气体 中SO2的浓度以及吸收塔结构等，上述因素的典型 值见表8-5。
主要烟气脱硫工艺
❖ 1.石灰石/石灰法洗涤（续）
烟气脱硫工艺
污染气体 入口
清洁气体 出口
水洗喷管
去湿器 浆液喷嘴
搅拌器
循环泵
氧化空气 入口
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
双碱流程
“双碱流程”:为了克服 石灰-石灰石法容易结垢 的弱点和提高SO2的去除 率。采用碱金属盐类 （Na+、K+、NH4+等) 或碱类的水溶液吸收SO2 然后用石灰或石灰石再生 吸收SO2后的吸收液，将 SO2以亚硫酸钙或硫酸钙 形式沉淀析出，得较高纯 度的石膏，再生后的溶液 返回吸收系统循环使用。
❖ SNRB(SOX-NOX-ROX-BOX)法把所有的SO2、NOX 和颗粒处理都集中在一个设备内，即一个高温的集 尘室中。其原理是在省煤器后喷入钙基吸附剂脱除 SO2，在气体进布袋除尘器前喷入NH3，在布袋除 尘器的滤袋中放置SCR催化剂以去除NOx，布袋除 尘器位于省煤器和换热器之间，以保证反应温度在 300-500℃。
❖ WSA-SNOx法的原理是烟气先经过SCR反应器，在 催化剂作用下NOx被氨气还原成N2，随后烟气进入 改质器，SO2催化氧化为SO3，在降膜冷凝中凝结水 合为硫酸，进一步浓缩为可销售的浓硫酸(＞90％)。 该技术除消耗氨气外，不消耗其他化学药品，不产 生废水、废弃物等二次污染，不产生采用石灰石脱 硫所产生的CO2。
主要烟气脱硫工艺
❖ 1.石灰石/石灰法洗涤（续）
烟气脱硫工艺
污染气体 入口
清洁气体 出口
水洗喷管
去湿器 浆液喷嘴
搅拌器
循环泵
氧化空气 入口
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
双碱流程
“双碱流程”:为了克服 石灰-石灰石法容易结垢 的弱点和提高SO2的去除 率。采用碱金属盐类 （Na+、K+、NH4+等) 或碱类的水溶液吸收SO2 然后用石灰或石灰石再生 吸收SO2后的吸收液，将 SO2以亚硫酸钙或硫酸钙 形式沉淀析出，得较高纯 度的石膏，再生后的溶液 返回吸收系统循环使用。
❖ SNRB(SOX-NOX-ROX-BOX)法把所有的SO2、NOX 和颗粒处理都集中在一个设备内，即一个高温的集 尘室中。其原理是在省煤器后喷入钙基吸附剂脱除 SO2，在气体进布袋除尘器前喷入NH3，在布袋除 尘器的滤袋中放置SCR催化剂以去除NOx，布袋除 尘器位于省煤器和换热器之间，以保证反应温度在 300-500℃。
❖ WSA-SNOx法的原理是烟气先经过SCR反应器，在 催化剂作用下NOx被氨气还原成N2，随后烟气进入 改质器，SO2催化氧化为SO3，在降膜冷凝中凝结水 合为硫酸，进一步浓缩为可销售的浓硫酸(＞90％)。 该技术除消耗氨气外，不消耗其他化学药品，不产 生废水、废弃物等二次污染，不产生采用石灰石脱 硫所产生的CO2。
大气污染控制工程8第08章 硫氧化物的污染控制
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
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
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
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)
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
ห้องสมุดไป่ตู้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 ex p ( m R )
第八章 硫氧化物的污染控制
第八章硫氧化物的污染控制[教学目的] 通过本章的学习，使同学们了解硫循环及硫排放、燃烧前燃料脱硫、硫化床燃烧脱硫、当代脱硫方法，理解和掌握高浓度二氧化硫尾气脱硫、低浓度二氧化硫烟气脱硫。
[教学重点] 当代脱硫方法[教学难点] 低浓度二氧化硫烟气脱硫、硫化床燃烧脱硫[教学方法及手段] 课堂讲授[课外作业] P532 8.1和8.2[学时分配] 4学时[教学内容] （1）硫循环及硫排放；（2）燃烧前燃料脱硫；（3）硫化床燃烧脱硫；（4）高浓度二氧化硫尾气脱硫；（5）低浓度二氧化硫烟气脱硫§8-1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。
如果SO2排入大气，将最终沉降（干沉降和湿沉降），大部分落入海洋，随着长期的地质变化变成陆地物质的一部分，再经过漫长的地质变化，最终进入燃料和硫化物矿，并被人类采掘利用。
§8-2燃烧前脱硫燃烧前脱硫原煤在投入使用前，用物理、物理化学、化学及微生物等方法，将煤中的硫份脱除掉。
炉前脱硫还能除去灰份，减轻运输量，减轻锅炉的粘污和磨损，减少灰渣处理量，还可回收部分硫资源。
一、煤炭的固态加工1.煤炭洗选（1）物理选煤：利用黄铁矿硫和煤的密度不同而通过重力分选和水选将黄铁矿硫和部分矿物质除去。
这样可使煤的含硫量降低40%，灰份降低70%左右。
跳汰选煤系统是在上下脉动为主的介质体实现物料分选的重力选煤方法，它不改变煤的物理性质。
主要以水为分选介质。
跳汰过程的实质是矿粒(煤，矸石及其他伴生矿物)在水或风力作用下按各自的物理性质运动的过程。
（2）重介选煤系统重介选煤是用密度介于精煤与矸石(或中煤)之间的液体作为介质进行分选的方法。
密度低于介质的精煤漂浮，而密度高于介质的矸石或中煤则下沉。
重介选煤能达到很高的分选精度，可以获得高的分选效率。
浮游选煤系统根据煤与矸石表面亲水性之间的差别将精煤与矸石分开。
浮游选煤中使用捕集剂和起泡剂。
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
硫氧化物的污染控制 课件
870～930oC（二级再生法） CaSO4 4CO CaS 4CO2 CaSO4 4H2 CaS 4H2O
540～700oC CaS H2O CO2 CaCO3 H2S
25
第四节 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％
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 11
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
回收利用有S经O2济 12效O2益SO3 化学反应式SO3 H2O H2SO4
反应1为放热反应，温度低时转化率高
26
四层催化床温度与SO2转化率的关系
27
单级和二级SO2氧化吸收工艺
28
3、某冶炼厂采用二级催化转化制酸工艺回收尾气中的SO2。尾气 中含SO2为12%，O2为13.4%，N2为74.6%（体积）。如果第 一级的SO2回收效率为98%，第二级的回收效率为95%，问： （1）总回收效率为多少？ （2）如果第二级催化床操作温度为700K，催化转化反应的平衡 常数K=100，应平衡时SO2的转化率为多少？
脱硫剂煅烧及硫酸盐化 过程
19
三、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，是对脱硫影响最大的性能参 数
脱硫率（）可以1用exCpa(/Sm（R)R）近似表达
2.煅烧温度
m－综合影响参数
存在最佳脱硫温度范围
540～700oC CaS H2O CO2 CaCO3 H2S
25
第四节 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％
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 11
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
回收利用有S经O2济 12效O2益SO3 化学反应式SO3 H2O H2SO4
反应1为放热反应，温度低时转化率高
26
四层催化床温度与SO2转化率的关系
27
单级和二级SO2氧化吸收工艺
28
3、某冶炼厂采用二级催化转化制酸工艺回收尾气中的SO2。尾气 中含SO2为12%，O2为13.4%，N2为74.6%（体积）。如果第 一级的SO2回收效率为98%，第二级的回收效率为95%，问： （1）总回收效率为多少？ （2）如果第二级催化床操作温度为700K，催化转化反应的平衡 常数K=100，应平衡时SO2的转化率为多少？
脱硫剂煅烧及硫酸盐化 过程
19
三、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，是对脱硫影响最大的性能参 数
脱硫率（）可以1用exCpa(/Sm（R)R）近似表达
2.煅烧温度
m－综合影响参数
存在最佳脱硫温度范围
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
大气污染控制化学PPT课件
大气污染物
按照ISO的定义，“大气污染物，系指由于人类活动或自 然过程排人大气的并对人或环境产生有害影响的物质。”
气溶胶状态污染物和气态污染物
1．气溶胶状态污染物：沉降速度可以忽略的固体粒子、液体 粒子或固体和液体粒子在气体介质中的悬浮体。 一次气溶胶：从排放源排放的微粒（烟囱排出的烟粒、风刮起 的灰尘以及海水溅起的浪花等。 二次气溶胶：从源排放的气体，经过某地大气化学过程所形成 的微粒（火力发电厂、钢铁厂、金属冶炼厂、化丁厂、水泥厂 及工业和民用锅炉排放出的H2S和S2O气体，经过大气氧化 过程，最终转化为硫酸盐微粒。
清洁与污染空气的成分含量对比
大气污染的形成条件： 一、大量的污染物排人大气中； 二、受当地不利气象条件的影响，使这些 污染物不能在大气中及时扩散稀释； 三、污染物在大气中积累或变化，以及有些 污染物的协同作用，使这些污染物的浓 度达到危害的程度。
大气污染流程图
大气污染控制的内容： ①查明污染物的来源； ②查明污染物在大气中的物理化学行为及其对人体、动 物、食品等的影响；③制定大气污染物监测手段，查明 污染物在大气中的存在状态与存在浓度；④研究控制途 径与治理方法； ⑤提供立法管理的依据。
3 大气污染控制化学
3 大气污染控制化学
3.1 大气污染 3.1.1 大气污染源和大气污染物 3.1.2 大气污染控制的主要内容 3.2 气态污染物控制 3.2.1 硫氧化物的污染控制 3.2.2 氮氧化物的污染控制 3.2.3 含挥发性有机物废气净化 3.2.4 其他废气净化技术
大气污染
一般说，从自然科学的观点来看，“空气”和“大气” 两者并无实质性的差别。仅在研究近地层空气污染规律时， 往往将室外空气称为“大气”，将室外地区性空气污染称 为“大气污染”，而对室内或车间内的空气污染称“空气 污染”，亦有人将大气污染理解为这两种污染的总称。 国际化标推组织(IS0)认为，“大气污染，通常是指由于 人类活动和自然过程引起某些物质进人大气中，呈现出足 够的浓度，达到了足够的时间，并因此而危害了人体的舒 适、健康和福利或危害了环境。”
大气课件-大气污染控制工程(第五讲2)-653
Air Pollution Control Engineering
控制区范围
Lecture Five
省、区、市 江苏省 山东省
河南省
陕西省
控制区范围（国家重点扶持的贫困县除外）
徐州市区及邳州市、新沂市
济南市区及章丘市、青岛市区及胶州市、胶南市、莱西市 淄博市区、枣庄市区及滕州市、潍坊市区及青州市 高密市、昌邑市、烟台市区及龙口市、莱阳市、莱州市 招远市、海阳市、济宁市区及曲阜市、兖州市、邹城市 泰安市区及新泰市、肥城市、莱芜市区 德州市区及乐陵市、禹城市
Lecture Five
• 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
硫循环与硫排放
Air Pollution Control Engineering
郑州市区及巩义市、洛阳市区及偃师市、孟津县 焦作市区及沁阳市、孟州市、修武县、温县、武陟县 博爱县、安阳市区及林州市、三门峡市区及义马市 灵宝市、济源市区
西安市区、铜川市区、银市区、张掖市
宁夏 新疆
银川市区、石嘴山市区 乌鲁木齐市市区
Air Pollution Control Engineering
总体指标
2005年，二氧化硫、尘（烟尘及工业粉尘）、化学需氧量、氨 氮、工业固体废物等主要污染物排放量比2000年减少10％ (约1800 万吨)。
主要污染物排放总量控制指标
Air Pollution Control Engineering
Lecture Five
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
《大气污染控制工程》教案-第八章
学习必备欢迎下载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。
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CaCO3 CaOCO2 CaOSO2 12O2 CaSO4 ➢ 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
第三节 流化床燃烧脱硫
第三节 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
➢ 二氧化硫等气态污染物形成的二次微细粒子
第一节 硫循环与硫排放
第一节 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
SO2 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
F u zh o u H a n g zh o u
S ha n g h a i
第一节 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 da rd 0
3
g / m
第二节 燃烧前脱硫
❖ 1.煤洗煤
➢ 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%。
第二节 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
第五节 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
第五节 低浓度SO2烟气脱硫－燃烧后脱硫
第五节 低浓度SO2烟气脱硫－燃烧后脱硫
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
第三节 流化床燃烧脱硫
第三节 流化床燃烧脱硫
第八章 硫氧化物的污染控制
❖ 1. 硫循环及硫排放 ❖ 2.燃烧前脱硫技术与工艺 ❖ 3.燃烧中脱硫技术与工艺 ❖ 4.高浓度SO2尾气的回收和净化 ❖ 5.低浓度SO2烟气脱硫
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
第四节 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 H2OH2SO4
➢ 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
第四节 高浓度SO2尾气的回收和净化
第四节 高浓度SO2尾气的回收和净化
➢ 脱硫率（）可以用Ca/S（R）近似表达
1exp(mR)
2.煅烧温度
m－综合影响参数
➢ 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
第三节 流化床燃烧脱硫
第三节 流化床燃烧脱硫
第三节 流化床燃烧脱硫
❖流化床燃烧脱硫的影响因素
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
❖ 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
第三节 流化床燃烧脱硫
❖ 流化床燃烧技术
❖脱硫剂的再生
不同温度下的再生反应
➢ 1100oC以上（一级再生法） CaSO4CO CaOCO2SO2 CaSO4H2 CaOH2OSO2
➢ 870～930oC（二级再生法） CaSO44CO CaS4CO2 CaSO44H2 CaS4H2O
➢540～ 700oC C aSH 2O C O 2 C aC O 3H 2S
第一节 硫循环与硫排放
百分比（%）
❖ 我国SO2排放的行业特点
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
第一节 硫循环与硫排放
❖ 我国北方城市SO2污染现状
250 200 150 100
50 0
3
g / m
W u lu m u q i L an z h ou Y in c h u a n X i 'a n
Z h en g zh ou T a iy u a n H u h ou t J in a n S h iJ Z B e ijin g T ia n jin g
S h en yan g C h an g ch u n
H a r b in
W H O S ta n d a r d
C h eng d u K u n m ing C h o n g q in g G u iy a n g N a n n in g C h a ng sha
W uh a n u a ng zho u N a n ch a n g
H e fe i N a n ji n g
CaCO3SO20.5O2 CaSO4CO2
第一节 硫循环与硫排放
第一节 硫循环与硫排放
❖ 我国SO2排放的年际变化
排放量/104t
2400
2000
1600
1200
800
400
0 1985
1987
1989
1991
1993
1995
1997
1999
2001
年份
1985-2002年SO2排放量变化趋势图
➢ 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
第三节 流化床燃烧脱硫
第三节 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
第三节 流化床燃烧脱硫
第三节 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
➢ 二氧化硫等气态污染物形成的二次微细粒子
第一节 硫循环与硫排放
第一节 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
SO2 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
F u zh o u H a n g zh o u
S ha n g h a i
第一节 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 da rd 0
3
g / m
第二节 燃烧前脱硫
❖ 1.煤洗煤
➢ 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%。
第二节 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
第五节 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
第五节 低浓度SO2烟气脱硫－燃烧后脱硫
第五节 低浓度SO2烟气脱硫－燃烧后脱硫
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
第三节 流化床燃烧脱硫
第三节 流化床燃烧脱硫
第八章 硫氧化物的污染控制
❖ 1. 硫循环及硫排放 ❖ 2.燃烧前脱硫技术与工艺 ❖ 3.燃烧中脱硫技术与工艺 ❖ 4.高浓度SO2尾气的回收和净化 ❖ 5.低浓度SO2烟气脱硫
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
第四节 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 H2OH2SO4
➢ 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
第四节 高浓度SO2尾气的回收和净化
第四节 高浓度SO2尾气的回收和净化
➢ 脱硫率（）可以用Ca/S（R）近似表达
1exp(mR)
2.煅烧温度
m－综合影响参数
➢ 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
第三节 流化床燃烧脱硫
第三节 流化床燃烧脱硫
第三节 流化床燃烧脱硫
❖流化床燃烧脱硫的影响因素
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
❖ 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
第三节 流化床燃烧脱硫
❖ 流化床燃烧技术
❖脱硫剂的再生
不同温度下的再生反应
➢ 1100oC以上（一级再生法） CaSO4CO CaOCO2SO2 CaSO4H2 CaOH2OSO2
➢ 870～930oC（二级再生法） CaSO44CO CaS4CO2 CaSO44H2 CaS4H2O
➢540～ 700oC C aSH 2O C O 2 C aC O 3H 2S
第一节 硫循环与硫排放
百分比（%）
❖ 我国SO2排放的行业特点
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
第一节 硫循环与硫排放
❖ 我国北方城市SO2污染现状
250 200 150 100
50 0
3
g / m
W u lu m u q i L an z h ou Y in c h u a n X i 'a n
Z h en g zh ou T a iy u a n H u h ou t J in a n S h iJ Z B e ijin g T ia n jin g
S h en yan g C h an g ch u n
H a r b in
W H O S ta n d a r d
C h eng d u K u n m ing C h o n g q in g G u iy a n g N a n n in g C h a ng sha
W uh a n u a ng zho u N a n ch a n g
H e fe i N a n ji n g
CaCO3SO20.5O2 CaSO4CO2
第一节 硫循环与硫排放
第一节 硫循环与硫排放
❖ 我国SO2排放的年际变化
排放量/104t
2400
2000
1600
1200
800
400
0 1985
1987
1989
1991
1993
1995
1997
1999
2001
年份
1985-2002年SO2排放量变化趋势图
➢ 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
第三节 流化床燃烧脱硫
第三节 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