大气污染控制工程-第六章 硫氧化物的污染控制

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1、第六章硫氧化物的污染控制早期的二氧化硫污染限于局地，造成局地环境大气中二氧化硫浓度升高；近100年来，由二氧化硫等酸性气体导致的酸沉降成为举世瞩目的区域性环境问题；最近，人们开始关注由二氧化硫等气态污染物在大气中形成的二次微细粒子，它不仅影响人体健康、大气能见度，甚至导致全球气候变化。控制二氧化硫的排放已经成为世界各国的共同行动。第一节硫循环及硫排放硫是地壳中第六丰富的元素，其丰度约为260×10-6(质量分数）。在地壳中硫主要以硫酸盐的形式存在，其中大部分是石膏CaSO42H2O或硬石膏CaSO4。石膏是一种化学惰性、无毒、微溶于水的矿物质，在全球范围广泛存在。人类使用的

2、所有有机燃料都含有一定量的硫。例如，木材中含硫量大约0.1%、煤炭中的含硫量大约在0.5%-3%、石油的含硫量在木材和煤炭之间。燃料燃烧时，燃料中的硫将转化为SO2排入大气，最终沉降海洋和陆地，经过漫长的地质变迁将进入燃料和硫化物矿，被人类采掘利用。因此，控制SO2排放的重点，是控制与能源活动有关的排放。控制的方法有：采用低硫燃料和清洁能源替代、燃料脱硫、燃烧过程中脱硫和末端尾气脱硫。燃烧前脱硫技术技术工作原理特点SO2削减率（%）煤的替换用含硫量低的燃料替换煤无需另外处理设施，简便易行，但受资源分布限制50-80选煤物理法利用比重、表面性质、磁力、电力或其它物理属性的差异来

3、分离煤中杂质工艺较简单，费用适度，但脱硫率底10-50化学法b用化学方法去除煤中以化学键结合的硫分脱硫率高，但能耗和费用高，有化学处理费用问题60-90生物法b用特别的菌种来去除煤中的硫分脱硫率高，费用适度，目前需寻找特别菌种>90煤的加工和转化型煤用机械方法将煤与固硫一起压制成一定强度、形状的煤制品有提高热效、脱硫双重作用，投资小，费用底，目前需寻找廉价粘结剂40-60煤的气化a在一定温度和压力的反应器中将煤转化气体工艺较简单，脱硫率高，但使用时有煤气输送及安全问题85-99煤的液化b直接液化是用物化方法将煤直接液化；间接液化是先气化，后液化煤液混合物a将细煤粉与加入适量添

4、加剂的液体混合配成燃料运输储存方便，可节能工艺简单，费用适度，脱硫率高注：a表示已商业化；b表示尚在开发；g表示商业示范燃烧中脱硫技术和先进燃烧技术技术工作原理特点SO2削减率（%）燃烧中脱硫炉内喷脱硫剂g炉内喷脱硫剂将干吸附剂直接喷入炉膛，吸附剂分解后与SO2反应工艺简单，费用低，但脱硫率低，有管道结垢、固体废物量大、废物及烟气性质改变等问题40-70先进燃烧技术常压流化床(循环流化床)a将煤和吸附剂加入燃烧室的床层（压力为常压或接近常压，从炉底鼓风成流化燃烧）热效及脱硫率高，可燃劣质煤，但废物、颗粒物难处理，费用高85-90增压流化床b原理类似常压流化床，燃烧室内压力为8

5、至15个大气压除常压床的特点外，还进一步提高了热效及添加剂利用率，且占地小，但热烟气净化难，对管材要求高95煤气化联合循环a将煤气化后燃烧，驱动燃气轮机，余气烧锅炉，驱动汽轮机能显著提高热效，脱硫率很高，但工艺复杂，费用高85-99层燃锅炉a将石灰石和煤在床前或床层中混合后燃烧工艺设备简单，费用低，但脱硫率低<50烟气循环g将部分烟气同空气混合后鼓入燃烧器中工艺设备简单，费用低，但脱硫率低15-25注：a表示已商业化；b表示尚在开发；g表示商业示范第二节燃烧前燃料脱硫一、煤炭的固态加工原煤必须经过分选，以除去煤中的矿物质。选煤工艺是重力分选法。分选后原煤含硫量降低40%-90

6、%。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、微波脱硫及溶剂精练等多种方法，但至今在工业上实际应用的方法为数很少。型煤固硫是另一条控制SO2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，制得多种型煤。美国型煤加石灰石固硫率达87%，烟尘减少2/3；日本蒸汽机车用石灰使型煤固硫率达70-80%，脱硫费用仅为选煤的8%。1、原煤洗选、分选及效果分析利用煤中矿物质和有机质的密度不同，亲水性等表面性质差异脱除表面的无机硫，脱硫效率

7、在40%以下；洗选可降低灰分和硫分，减少烟尘和SO2排放，并提高燃烧效率。发达国家原煤入洗率在60%以上。煤炭洗选技术是一种采用物理、化学或生物方法除去或减少煤中所含的硫份、灰份的洁净煤技术，目前，我国广泛采用的是物理选煤方法。常用的有重力分选法、浮选法等。重力分选法煤中黄铁矿的密度一般大于3.0，而煤的有机质母体密度仅1.2-1.8。因此，根据密度的差异，采用重力分选方法排除大于1.8密度级的重产物，可达到同时脱灰脱硫的目的。重力分选常用方法有：摇床、螺旋分选机、跳汰、水介质旋流器、重介质旋流器等，其