烟气中SO2的治理技术和工艺
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➢540～ 700oC C aSH 2O C O 2 C aC O 3H 2S
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%)
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长沙
我国南方城市SO2污染现状
贵阳、重庆
250 200 150 100 50
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3
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80年代初我国酸雨区域分布
20世纪90年代末我国酸雨区域分布
2004年全国降水酸度分布
2011年全国降水酸度分布
北京市SO2污染控制
锅炉煤改气
2011年中国环境状况公报（大气环境）（2012年6月6日） 全国城市环境空气质量总体稳定 ，酸雨分布区域无明显变化。
2011年，全国酸雨分布区 域主要集中在长江沿线及 以南–青藏高原以东地区。 主要包括浙江、江西、福 建、湖南、重庆的大部分 地区，以及长江三角洲、 珠江三角洲、湖北西部、 四川东南部、广西北部地 区。酸雨区面积约占国土 面积的12.9%。
•流化床燃烧脱硫的影响因素 • 1.钙硫比（<2.5） – 表示脱硫剂用量的指标，影响最大的性能参数
❖ 2.煅烧温度（850～890℃） ➢ 存在最佳脱硫温度范围 ➢ 温度低时，孔隙量少、孔径小，wk.baidu.com应被限制在颗粒外表面 ➢ 温度过高，CaCO3的烧结作用变得严重
• 3.脱硫剂的颗粒尺寸和孔隙结构（一般0～2mm的石灰石粒度） – 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 – 孔性质：比表面积、孔容积、空隙率、孔径分布 – 比表面积及空隙率：白云石最大，Ca(OH)2次之，CaCO3 为最小。
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
燃烧中脱硫
•又称炉内脱硫，即在燃烧过程中，加入固硫剂，使煤中硫转 化为硫酸盐，加以脱除。
• 流化床燃烧技术(CFBC) – 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
二、二氧化硫污染的控制
主要包括：1、燃烧前脱硫 2、燃烧中脱硫 3、燃烧后脱硫（烟气脱硫）
目前国内外应用最广泛的方法是烟气脱硫！！
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%
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 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
❖大 部 分 SO2的 控 制 方 法 都 可 以 用 以 下 反 应 表 示
CaCO3SO20.5O2 CaSO4CO2
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
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
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
太原
我国北方城市SO2污染现状
250 200 150 100
50
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0
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2011年全国降水pH年均值等值线示意图
2011年，监测的468个市（县）中，出 现酸雨的市（县）227个，占48.5%； 酸雨频率在25%以上的140个，占29.9%； 酸雨频率在75%以上的44个，占9.4%。
2011年，降水pH年均值低于5.6 （酸雨）、低于5.0（较重酸雨） 和低于4.5（重酸雨）的市（县） 分别占31.8%、19.2%和6.4%。与 上年相比，酸雨、较重酸雨和重 酸雨的市（县）比例分别降低 3.8个百分点、2.4个百分点和 2.1个百分点。
烟气中SO2的治理技 术和工艺
硫氧化物的污染－关注热点
➢ 早期
➢ 近100 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
一、硫循环与硫排放
化石燃料含有硫 化❖ 石人 燃为 料活 动 燃是 S 烧造 时成 O2，S O硫2 大 大量 SO 部排 2放 分的 转主 化要 原 为因 SO2
• 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 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
• 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
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
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%)
H a r b in
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 G u a ng zho u
N a n ch a n g H e fe i
N a n ji n g F u zh o u
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
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我国南方城市SO2污染现状
贵阳、重庆
250 200 150 100 50
W H O S ta n da rd 0
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80年代初我国酸雨区域分布
20世纪90年代末我国酸雨区域分布
2004年全国降水酸度分布
2011年全国降水酸度分布
北京市SO2污染控制
锅炉煤改气
2011年中国环境状况公报（大气环境）（2012年6月6日） 全国城市环境空气质量总体稳定 ，酸雨分布区域无明显变化。
2011年，全国酸雨分布区 域主要集中在长江沿线及 以南–青藏高原以东地区。 主要包括浙江、江西、福 建、湖南、重庆的大部分 地区，以及长江三角洲、 珠江三角洲、湖北西部、 四川东南部、广西北部地 区。酸雨区面积约占国土 面积的12.9%。
•流化床燃烧脱硫的影响因素 • 1.钙硫比（<2.5） – 表示脱硫剂用量的指标，影响最大的性能参数
❖ 2.煅烧温度（850～890℃） ➢ 存在最佳脱硫温度范围 ➢ 温度低时，孔隙量少、孔径小，wk.baidu.com应被限制在颗粒外表面 ➢ 温度过高，CaCO3的烧结作用变得严重
• 3.脱硫剂的颗粒尺寸和孔隙结构（一般0～2mm的石灰石粒度） – 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 – 孔性质：比表面积、孔容积、空隙率、孔径分布 – 比表面积及空隙率：白云石最大，Ca(OH)2次之，CaCO3 为最小。
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
燃烧中脱硫
•又称炉内脱硫，即在燃烧过程中，加入固硫剂，使煤中硫转 化为硫酸盐，加以脱除。
• 流化床燃烧技术(CFBC) – 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
二、二氧化硫污染的控制
主要包括：1、燃烧前脱硫 2、燃烧中脱硫 3、燃烧后脱硫（烟气脱硫）
目前国内外应用最广泛的方法是烟气脱硫！！
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%
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 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
❖大 部 分 SO2的 控 制 方 法 都 可 以 用 以 下 反 应 表 示
CaCO3SO20.5O2 CaSO4CO2
我国SO2排放的年际变化
排放量/104t
2400
2000
1600
1200
800
400
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1985
1987
1989
1991
1993
1995
1997
1999
2001
年份
1985-2002年SO2排放量变化趋势图
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
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
太原
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
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2011年全国降水pH年均值等值线示意图
2011年，监测的468个市（县）中，出 现酸雨的市（县）227个，占48.5%； 酸雨频率在25%以上的140个，占29.9%； 酸雨频率在75%以上的44个，占9.4%。
2011年，降水pH年均值低于5.6 （酸雨）、低于5.0（较重酸雨） 和低于4.5（重酸雨）的市（县） 分别占31.8%、19.2%和6.4%。与 上年相比，酸雨、较重酸雨和重 酸雨的市（县）比例分别降低 3.8个百分点、2.4个百分点和 2.1个百分点。
烟气中SO2的治理技 术和工艺
硫氧化物的污染－关注热点
➢ 早期
➢ 近100 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
一、硫循环与硫排放
化石燃料含有硫 化❖ 石人 燃为 料活 动 燃是 S 烧造 时成 O2，S O硫2 大 大量 SO 部排 2放 分的 转主 化要 原 为因 SO2
• 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 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
• 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
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