大气污染控制工程第八章硫氧化物污染控制.ppt

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1、燃料脱硫：煤炭加工：重力分选、浮选（40~50%脱硫率）、型煤加工煤炭转化：气化、液体燃烧中脱硫炉内喷钙循环流化床(CFB,CirculatingFluidizedBed)流化床燃烧脱硫的影响因素1.钙硫比2.煅烧温度3.脱硫剂的颗粒尺寸和孔隙结构4.脱硫剂的种类脱硫剂再生11000C以上（一级再生法）高浓度SO2尾气的回收和净化多段催化，段间冷却石灰石系统的最佳操作pH为5.8-6.2；石灰系统约8。烟气脱硫（FlueGasDesulfurization，FGD）1.石灰石/石灰法洗涤核心装置——吸收塔，洗

2、涤塔第八章硫氧化物的污染控制1.燃烧前和燃烧中脱硫技术与工艺2.燃烧后脱硫技术及其研究进展3.燃煤二氧化硫污染控制技术综合评价掌握各种脱硫技术的原理、过程、特点掌握几种常用的烟气脱硫技术的流程、化学反应、优缺点初步学会选择二氧化硫控制工艺硫氧化物的污染－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

3、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。第一节硫循环与硫排放硫循环与硫排放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人为活动是造成SO2大量排放的主要原因大部分SO2

4、的控制方法都可以用以下反应表示因此，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。第二节燃烧前脱硫1.煤炭的固态加工（1）煤炭洗选物理洗选（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，脱硫效率在40%以下）化学洗选微生物洗选我国以物理选煤为主（>90%）。主要采用重力分选法和浮选法。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。重力分选法煤中黄铁矿的密度一般大于

5、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，其中摇床等前四种设备所用的分选介质均为水，运行费用较低，适合于易选或中等可选煤，重介质旋流器以磁铁矿粉悬浮液为介质，其运行费用较高，适合于难选煤，其分选效率高于以水为介质的重力分选方法。燃烧前脱硫（2）型煤加工选用不同煤种、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

6、，制得多种型煤，固硫率在50%左右。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%。燃烧前脱硫2.煤炭的转化对煤进行脱碳或加氢，以改变其原有的碳氢比，把煤转化为清洁的二次燃料。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气主要是H2、CO和CH4等可燃混合气。煤气中的硫主要以H2S形式存在。燃烧前脱硫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：直接液化是对煤炭进

7、行高温高压加氢直接得到液体产品的技术，间接液化是把煤气化转化为合成气（CO+H2)，然后再在催化剂作用下合成液体燃料和其它化工产品的技术。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。2.重油脱硫重油钼、钴和镍等金属氧化物作催化剂高压加氢反应切断碳与硫的化合键，以氢置换出碳，同时氢与硫作用形成H2S吸附除去H2S生产过程中，碳会沉积在催化剂表面，重油中钒、镍金属的有机化合物与氢反应也会沉积在催化剂上，导致催化剂中毒。燃烧前脱硫第三节燃烧中脱硫即炉内脱硫，在煤燃烧过程中加入吸收剂吸收燃烧生成的

8、SO2，如炉内喷钙技术与各类流化态燃烧锅炉。流化床燃烧脱硫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：燃烧颗粒在料层内上下翻滚，与空气充分混合，接触时间长；流化床内的料层主要由炙热的灰渣粒子组成，占95％以上，新煤不超过5％分类按流态：鼓泡流化床（循环比<4:1）和循环流化床（CFB,循环比约20:1）按运行压力：常压流化床和增压流化床脱硫率可达95%流化床燃烧