定洲电厂烟气脱硫系统简介

固硫剂
钙系
金属氧化物
氢氧化物
盐类
钠系
氢氧化物
盐类
其他
金属氧化物
分子式 CaO MgO Ca(OH)2 Mg(OH)2 CaCO3, MgCO3 NaOH KOH Na2CO3 K2CO3 MnO2 Fe2O3 SiO2 Al2O3
石灰石、大理石粉、电石渣是工业上较好的固 硫剂，应用废液做粘结剂，如碱性纸浆黑液， 也有一定的固硫作用。盐泥、糖泥、钙渣、烟 道灰等可以作为粘结剂和脱硫剂。
机理：煤在加热热解释放出挥发分时，硫侧链和环硫链 由于结合较弱，因此硫醇、硫化物等在低温（低于 450℃）时首先分解，产生最早的挥发硫，硫茂的结构 比较稳定，要到930 ℃时才开始分解析出、在氧化环境 下，它们全部生成二氧化硫。硫醇氧化反应最终生成 SO2。
元素硫：
单质硫在炉膛里直接和氧气反应生成SO2，
故原煤必经分选以除去煤中的矿物质。
目前选煤工艺普遍应用的是重力分选法（可降低40~90%的
S）,此法对有机硫含量较大或精炼还不能达到环保条例的要求。
正在研究的新脱硫法有：浮选法、氧化脱硫法、化学浸出法、
化学破碎法、细菌脱硫法、微波脱硫法、磁力脱硫及溶剂精炼等，
工业上应用的很少。
型煤固硫是控制SO2的一条经济有效途径。
高梯度强磁分离煤脱硫技术 煤中有机硫为逆磁性 而大部分无机硫为顺磁性，利用磁性不同分离。
微波辐射法 煤中黄铁矿的硫最容易吸收微波， 有机硫次之，煤基质基本不吸收微波。微波吸 收后削弱化学键，采用浸取液洗涤煤中硫，可 以去无机硫，也可以去有机硫，目前在实验室 状态。
化学处理法，如在煤中加入碱溶液，在一定反应 条件下，脱去无机和有机硫，但该工艺成本高， 对煤质有一定影响，在工程上应用少。
控制技术：在运行中要控制好煤粉细度和风量。煤 粒若破碎至大于0.5mm的颗粒度，可除去30％～50％的 黄铁矿硫。如果要除去更多的硫化铁硫，则应将煤磨的 更细，使煤的颗粒尺寸达到0.05mm～0.2mm，再采用 泡沫浮选工艺，可除去煤中40％～90％的硫化铁硫，但 是其成本将会成倍增加，而且洗选法不能脱除有机硫及 在煤中嵌布很细的硫化铁硫，所以这种方法在火力发电 厂通常已经不采用了。
2、SOX的形成： 煤在燃烧期间，所有的可燃硫都会在受热过
程中从煤中释放出来，在氧化气氛中所有的可燃 硫均被氧化成SO2：
黄铁矿硫：
在炉膛里，它可以直接与氧气反应生成二氧化硫。其反 应方程式：
4 FeS2 + 11 O2 == 2 Fe2O3 + 8 SO2。 有机硫：
其主要形式是硫茂，约占有机硫的60％，它是煤中最普 遍的含硫有机结构，其他形式有硫醇，二氧化硫和硫醚. 他们在炉膛里燃烧是均会生成二氧化硫。
2. 脱硫技术现状
全世界约200种脱硫技术，可分为三类
燃烧前脱硫——燃料脱硫 如洗煤、型煤等
燃烧中脱硫——燃烧脱硫 如炉内喷钙、循环 流化床等
燃烧后脱硫——烟气脱硫FGD 湿法、干法
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（1）燃烧前脱硫：
① 煤的洗选：
煤中的黄铁硫的比重为4.7～5.2，比煤的比重1.25大 的多，因此可将煤打碎后利用两者的比重不同，用选洗 法将煤中的黄铁硫和部分其他矿物质除去。
② 煤炭的转化
煤炭的转化主要是气化、液化。即对煤进行脱硫或加
氢改变其原有的碳氢比、使煤转变为清洁的二次燃料。
A.煤的气化
煤的气化技术发展很快：“第一代”干式排灰的鲁奈加 压气化（已商业化）和科柏斯-托切克气化；“第二代”液 态排渣气化、Hygas气化、Cogas气化等未商业化；“第三 代”处于实验阶段的煤催化气化。
第一节 燃烧过程SOx的形成及控制
一、燃料中硫的形成机理
燃料中的硫在燃烧过程中与氧反应，主要产物是
SO2和SO3，但SO3的浓度相当低，即使在贫燃料状态 下，生成的SO3也只占SO2生成量的百分之几。在富燃 料状态下，除SO2外，还有一些其它S的氧化物，如SO 及其二聚物（SO）2，还有少量一氧化二硫S2O。这些 产物化学反应能力强，所以仅在各种氧化反应中以中 间体形式出现。
燃烧时：
故一般主要生成SO2,计算时可忽略SO3。
1.煤燃烧中硫化物形成机理： 煤中的可燃硫主要分成四种形态：
黄铁矿硫（FeS2） 硫酸盐硫（CaSO4 2H2O，FeSO4 2H2O,） 有机硫(CXHYSZ) 元素硫。
其中黄铁硫和有机硫及元素硫是可燃硫，占 煤中硫分的90％以上，硫酸盐硫是不可燃硫，是 煤灰的组成部分，对环境基本无污染。
方程式：S + O2 == SO2 在炉膛的高温条件下存在氧原子或在受热面
上有催化剂时，一部分二氧化硫会转换成三氧化 硫。方程式：SO2 + O → SO3。三氧化硫通常生 成的较少，只占二氧化硫的0.5－2％左右。三氧 化硫与烟气中或空气中的水蒸汽结合生成硫酸， 不仅可以腐蚀燃煤设备，最重要的是会造成空气 污染。
跳汰选煤 是各种密度、粒度和形状的物料在不断 变化的流体中运动过程。属于物理选煤，主要利 用煤中各种成分比例不同，而去处部分灰份和黄 铁矿，不能去有机硫。
重介质选煤 采用磁铁矿和水配置的悬浮液作为选 煤的介质，利用不同浮力进行选煤，属于物理方 法。
浮选选煤 是气、液固三相界面的分选过程，包括 水中矿物颗粒粘附在气泡，然后上浮到煤浆液体 表面。因为煤的湿润性较好而矿物的湿润性较差。
生产煤出气煤主气要中是H2HS含2、量C几O、百C到H几4等千，mg煤/m中3。硫的H2S形式存在。 去除方法有干法、湿式法。
B. 煤的液化 直接液化 SRC-Ⅱ法
间接液化 鲁奈气化-弗托合成法
煤的液化时耗水量很大，排水含高浓度COD，要求大规 模水处理设施。
③型煤固硫技术
– 将不同原料经过筛分按照一定比例配煤，粉碎后同经过 预处理的粘结剂和固硫剂混合，经过机械设备成型与干 燥，得到具有一定形状和成品的工业固硫型煤。固硫剂 按照化学形态分为钙系、钠系及其他。
生物脱硫 利用微生物破坏煤中无机硫和有机硫， 可以达到经济、有效的脱硫，但目前的难点是 找到能破坏煤中硫而不影响碳结构的高效菌种。 国外准备进行半工业实验，国内目前处于起步 阶段。
煤炭的固态加工
国外要求用于发电、冶金、动力的煤质标准是：
炼焦煤：硫分<1%，灰分6~8%；
动力煤：硫分0.5~1%，灰分15~20%；