工业烟气脱硫脱硝技术

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中和
CaCO3＋H2O←→Ca2++HCO3-+OH- ；H+ +OH→H2O H+ + HCO3- → CO2(g) ＋H2O(l)
氧化
2CaSO3＋O2←→2CaSO4
结晶
CaSO4＋2H2O←→CaSO4.2H2O
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石灰石/石膏法的流程图
GGH 除雾器 烟囱 挡板门
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1#：从吸收塔直接取样后蒸发结晶的硫酸铵呈黄色 3#：通过分离提纯单元之后结晶的硫酸铵呈白色
检
测
结
果
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试样结晶后 GB535-1995优等 折算值 品折算值
0.00009% ≤0.007%
检测 项目
Fe总
测定值 单位 mg/l 检测方法 原子吸收法
1#
46.03
2#
0.049
Fe2+
中钢天澄的技术特点
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中钢集团天澄环保科技股份有限公司对氨 法脱硫技术多年的研究，形成了具有自 身特色的，完全自主知识产权的脱硫技 术。并已获得1项国家发明专利， 2项实 用新型专利。 • 高效去除硫铵溶液杂质 • 有效地控制氨的逃逸
高效去除硫铵溶液杂质
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目前，氨—硫铵法脱硫工艺普遍采用过滤器去除硫 酸铵溶液中的杂质，采用的是物理过滤法，对不溶杂质
硫铵品质
中钢天澄在天津江天重工钢铁厂105m2烧结机上进行了氨法烟 气脱硫工业化试验。通过化学、物理分离技术，将硫酸铵溶液 提纯，结晶出高品质的硫酸铵晶体。并将试样送至“天津市环 保保护科学研究院分析测试中心”进行分析化验。 从分析报告中可以很清楚地看到：通过分离提纯单元之后的 硫酸铵溶液中各种重金属成分均低于国家化肥硫酸铵标准《 GB535-1995》中优等品折算后的要求。
如粉尘等具有较好的去除效果，但是不能滤出溶解状态 的Fe2+、Fe3+等重金属离子，后产物硫酸铵品质较低。 中钢天澄公司改进传统氨法去除杂质工艺，采用物理、
化学相结合的方法，深度去除各种溶解及不溶解的粉尘 和重金属盐。去除效率达到99%。
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天津天重105M2烧结机氨法烟气脱硫工程中试
到
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3、循环流化床脱硫技术 技术特点： • 脱硫系统工艺流程较简洁； • 脱硫后烟气温度较高，脱硫系统无需进行 防腐； • 脱硫系统不产生废水。 • 不需要烟气换热设备 • 工艺水耗量低
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• 烟气系统分为烟气净化和烟气回流两个 部分:
•烟气净化部分 来自未处理的原烟气通过循环流化床吸收塔除 去烟气中的SO2等污染物，由脱硫引风机送至烟 囱排放。 •烟气回流部分 从增压风机后设臵一烟道至吸收塔入口。当低 负荷运行时，调节烟气回流，从而保证脱硫效率 和运行的经济性。
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酸雨会抑制土壤中有机物的分解和氮的固 定，淋洗与土壤粒子结合的钙、镁、钾等 营养元素，使土壤贫瘠化。酸雨伤害植物 的新生芽叶，影响其生长发育。 腐蚀建筑及金属材料如输电铁塔及电缆、 桥梁等，给国民经济造成重大损失。
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三、 二氧化硫污染控制技术
三、二氧化硫污染控制技术
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2、氨法脱硫技术 技术特点： • 操作弹性高 ，可适合不同规模烟气流量、 不同SO2浓度的烟气； • 脱硫效率高 • 系统阻力小 • 吸收剂利用率高、液气比小 • 副产品有效利用 • 既脱硫又脱硝
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吸收化学机理
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氨—硫铵法吸收是将氨水通入吸收塔中，使其 与含SO2的烟气接触，发生如下反应： NH3＋H2O＋SO2 === NH4HSO3 (1) 2NH3＋H2O＋SO2 === （NH4）2SO3 (2) (NH4）2SO3＋SO2＋H2O === 2NH4HSO3 (3) • 在通入氨量较少时，发生<1>反应 • 在通入氨量较多时发生<2>反应， • 而式<3>表示的才是氨—硫铵法中真正的吸收 反应。
引进美国Marsulex公司的烟气脱硫 技术
主要烟气脱硫工程业绩
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武汉钢电2*200MW机组烟气脱硫工程—（石灰石－石膏法）
国家环保总局 “十五”计划重点火电脱硫项目，武汉市节 能减排的重大工程。该工程脱硫率达到95%以上，二氧化硫的排 放浓度小于96mg/m3，每年减排二氧化硫3400吨以上，占武钢二 氧化硫排放总量的1/3 。
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2）对植物的危害 SO2气体能直接作用于植物的茎叶，使茎 叶受害。 SO2浓度与危害程度成正相关，浓度越大 影响植物延续时间越长，导致死亡的时间 越短。
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3）酸雨：雨水pH值小于5.6称为酸雨，包括 雨、雪、雹和雾。 酸雨对水体、植物和土壤等整个生态系统 的影响是显著的。 流域土壤和水体底泥中的金属在酸性严重 时可被溶解进入水中毒害鱼类；水体酸化 还会导致生物组成结构发生变化，耐酸藻 类、真菌增多，而有根植物、细菌和无脊 椎动物减少，有机物的分解率降低。
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布袋除尘器
净烟气挡板门
增压风机
烟气再循环挡板门
循环流化床反应塔
旁路挡板门
烟囱
原烟气
原烟气挡板门
• 线表示脱硫时烟气走向 • 线表示烟气回流方向 • 线表示烟气旁路烟道
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• 吸收剂系统可以采用直接购买熟石灰或购买生石 灰进行熟化制成熟石灰 直接购买熟石灰
外购的熟石灰Ca(OH)2将由罐车送入脱硫岛吸收剂储仓， 通过气动或机械运输系统从吸收剂储仓槽直接加到吸收 反应器中。 购买生石灰熟化 外购的CaO（生石灰）将由罐车送入脱硫岛吸收剂料仓 （CaO仓）。然后生石灰将被运输到消化装臵，在此将 生成Ca(OH)2。 熟化石灰将运送到Ca(OH)2中间储存装 臵。用来烟气脱硫的水合石灰通过气动或机械运输系统 从Ca(OH)2中间储存槽直接加到反应器中。
锅炉 燃料 空气 除尘 除尘器
增压风机 氧化空气 引风机 浆液排出泵 吸收器
循环泵 料仓
洗涤水 皮带过滤机 水力旋流器 旋流器 真空泵 石膏输送机 石膏 滤饼水箱 冲洗滤饼 滤液水箱 石膏溢流水箱 去吸收塔 去球磨机 循环箱 湿式球磨机 废水 皮带机 浆液箱 斗式提升机
粉仓
金属分离器
主要系统和设备
Mn2+ Cu2+
mg/l
mg/l mg/l
紫外分光光度法
原子吸收法 原子吸收法
7.64
1.845 0.419
0.0596
1.780 0.013L 0.0033% 0.00002%
Pb2+
Zn2+ Ca2+
mg/l
mg/l mg/l
原子吸收法
原子吸收法 原子吸收法
0.809
0.575 0.800
0.099
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脱硫装臵可利用率高； 脱硫剂的可获得性和易处理性：石灰石 储量丰富、价格低无毒无害、处臵安全； 脱硫副产品的处臵和可利用性：脱硫副 产物为二水石膏，可作为水泥缓凝剂， 也可用于纸面石膏板、粉刷石膏，石膏 砌块等。
吸收化学机理
吸收
SO2(g)＋H2O(l)←→SO2(l)＋H2O(l) ←→H++HSO3- ←→SO32-+2 H+
1）电力行业
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火电厂是烟尘、SO2和NOx等大气污染物 排放的主要来源。 1987 年，我国电力装机容量仅为1 亿千瓦， 1995 年增至2 亿千瓦。 截止2007 年底，全国火电装机容量 5.5442 亿千瓦。 2007 年我国火电SO2、烟尘、NOx 的排 放量分别为1259 万吨、297 万吨、840 万吨。
0.215 0.190
0.00018%
0.0004%
0.005%（以Pb计）
Al3+
mg/l
等离子发射光谱法
1.22
0.1L
有效地控制氨的逃逸
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• 在脱硫塔内设臵了独立的工艺水喷淋层，由于 氨和硫酸铵具有良好的溶解性，工艺水层形成 了一个水的封锁，减少了逃逸。 • 不同区域设臵不同的pH值和温度值，有效控 制氨的逃逸。 • 加氨点设在循环泵入口处，这样可以利用泵的 叶轮变成一个天然的混合器，氨可以和浆液均 匀的混合，不会造成局部的氨浓度过高而引起 氨逃逸。 • 预洗涤区域和脱硫区域的硫酸铵浓度控制在不 同的水平，脱硫区域的硫酸铵溶液浓度尽量低， 减少了随着雾沫夹带的逃逸硫酸铵。
2）钢铁行业
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钢铁行业二氧化硫排放量约占全国工业二 氧化硫排放总量的8%，仅次于火电行业， 位居第二位 钢铁行业的二氧化硫主要由烧结球团产生。 据统计，2008年全国重点统计的钢铁企 业二氧化硫排放量约为110万吨，其中烧 结环节80万吨，占排放总量的70%以上。 在个别企业，这一比例达到90%左右。
主要系统和设备
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烟气系统——烟道、升压风机、挡板门 吸收系统——吸收塔、浆液循环泵、氧化风 机、搅拌器、除雾器、喷嘴及喷淋层 氨水供应系统——氨水储槽 、输送泵、阀门 后产物处理系统 ——旋流器、卧式螺旋沉降 离心机 、离心机 、流化床干燥器 电气及控制系统——DCS、烟气在线监测仪 表 辅助系统——给排水、暖通、消防等系统
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3、燃烧后烟气脱硫 按脱硫过程是否加水和脱硫产物的干湿 形态，烟气脱硫又可分为湿法、半干法 与干法三类工艺。 湿法：石灰石—石膏法、氨法、镁法、 钠法； 半干法：循环流化床法、NID法； 干法：烟道喷射法；
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四、主要烟气脱硫技术
四、主要烟气脱硫技术
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1、石灰石—石膏法 技术特点： 技术成熟、应用广泛，运行可靠，是目前 世界上燃煤电厂脱硫工艺中应用最为广泛 的脱硫技术，国内有运行经验； 适用范围广：不受燃煤含硫量与机组容量 的限制，影响脱硫效率的因素少，市场占 有率大； 脱硫效率高：可达95%以上；
吸收化学机理
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• 在吸收过程中所生成的酸式盐NH4HSO3对 SO2不具有吸收能力，随吸收过程的进行，吸 收液中的NH4HSO3数量增多，吸收液吸收 能力下降，此时需向吸收液中补充氨，使部 分NH4HSO3转变为（NH4）2SO3，以保持 吸收液的吸收能力。 • NH4HSO3＋NH3 === （NH4）2SO3 <4>
吸收化学机理
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• 因此氨—硫铵法吸收是利用（NH4） 2SO3－NH4HSO3的不断循环的过程来 吸收烟气中的SO2。 • 当被处理烟气中含有O2或SO3时，发生 如下反应： • 2（NH4）2SO3 ＋ O2 === 2（NH4） 2SO4 • 2NH4HSO3 ＋ O2 === 2NH4HSO4 • 2SO2＋ O2 === 2SO3
1、煤燃烧前脱硫 煤燃烧前脱硫是通过各种方法对煤进行化， 去除原煤中所含的硫分、灰分等杂质。 燃烧前脱硫： 煤炭洗选：物理洗煤、化学洗煤、微生 物洗煤 煤炭气化 水煤浆技术：普通水煤浆、精细水煤浆 煤炭液化
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2、燃烧中脱硫 燃烧中脱硫是在煤燃烧过程中加入石灰石或 白云石粉作为脱硫剂，CaCO3、MgCO3 受热分解成CaO、MgO，与烟气中的SO2 反应生成硫酸盐，随灰分排出。 燃烧中脱硫 型煤技术 循环流化床燃烧 高效低污染发电：增压循环流化床发电
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烟气系统——烟道、升压风机、挡板门 吸收系统——吸收塔、浆液循环泵、氧化风 机、搅拌器、除雾器、喷嘴及喷淋层 石灰石制备系统——石灰石贮仓、磨机、旋 流器 石膏脱水系统——旋流器、真空皮带机、石 膏库 电气及控制系统——DCS、烟气在线监测仪 表 辅助系统——给排水、暖通、消防等系统
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3）有色等其他行业
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粗铜冶炼是有色金属冶炼行业SO2排放大户。 铅、锌冶炼排放SO2。 其他中小锅炉排放SO2。
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二、 二氧化硫污染的危害
二、二氧化硫污染的危害
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1）对人体的危害 对组织器官的损伤对肺、心血管、脑和神 经组织、肝肾的损伤。 对遗传组织的损伤SO2是不需要体内代谢转 化的、直接的细胞色体断裂剂和遗传毒性 因子，长期接触低浓度SO2有引起体内细胞 遗传组织损伤的危险。
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SO2污染控制技术
2010年10月
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主要内容
一、二氧化硫的污染机制
二、二氧化硫污染的危害 三、二氧化硫污染的控制技术 四、主要烟气脱硫技术 五、氮氧化物控制技术
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一、 二氧化硫的污染机制
一、二氧化硫的污染机制
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1、二氧化硫的理化特性 二氧化硫(SO2)是具有辛辣及窒息性气味的无 色气体，有刺激性气味。 2、大气环境中二氧化硫的生成 SO2是大气污染的主要物质之一，污染主要 来自于含硫燃料的燃烧和采用各种含硫原料 的工艺过程。