第06章_硫氧化物的污染控制.ppt

第六章 硫氧化物的污染控制 1. 硫循环及硫排放 2.燃烧前和燃烧中脱硫技术与工艺 3.燃烧后脱硫技术与工艺 4.燃煤二氧化硫污染控制技术综合评价 5.中国控制酸雨和二氧化硫污染的政策、措施和重大行动 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 二氧化硫使树木呼吸困难 魁北克加拿大地球勘探局的马蒂内·萨瓦德在分析了一家铜冶炼厂附近的云杉树年轮中的碳同位素的比例后，得出二氧化硫这类污染物可能大大减少树木吸收二氧化碳的数量。　　　　由于二氧化硫的污染，在炼铜厂附近的云杉吸收二氧化碳比正常情况少25％。她认为二氧化硫以和二氧化碳同样的方式通过称为气孔的小孔进入树叶，二氧化硫在树叶内产生一种反应，改变着其中的pH值并引起气孔关闭，这种被损坏的树叶无法吸收更多的二氧化碳。 　　这种损害是长久性的，即使炼铜厂排放的二氧化硫在1980年就减少了90％以上，这些云杉树仍然难以吸收二氧化碳。早先的研究曾证明二氧化硫在温室中对树木吸收二氧化碳会产生负面影响，但萨瓦德是第一次报道在野外也有这种现象。 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 硫循环与硫排放 美国 以燃煤发电为主，需大幅消减SO2 1990年颁布新清洁大气法，规定了总量控制目标，在1990年全美排放2000万吨的基础上，今后每年消减100万吨，到2000年总排量减小一半至1000万吨，今后不再超过这一水平 改变燃料，采用低硫煤或天然气 采用烟气脱硫技术 实行SO2排放许可证制度 硫循环与硫排放 日本 日本是世界上控制SO2 最有成效、最为严格的国家 从60年代中期开始，日本的GDP开始高速增长，到90年代末， SO2排放总量反而下降 。主要通过以下途径，减小了SO2排放量 替换燃料减少1/3多 节能减少1/3 工业结构改造减少2/5 烟气脱硫减少1/5， 硫循环与硫排放 我国SO2排放的年际变化 硫循环与硫排放 我国SO2排放的地区分布 硫循环与硫排放 我国SO2排放的行业特点 硫循环与硫排放 我国北方城市SO2污染现状 硫循环与硫排放 我国南方城市SO2污染现状 硫循环与硫排放 1999年全国城市酸雨的频率统计 硫循环与硫排放 20世纪90年代末我国酸雨区域分布 硫循环与硫排放 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% 1995年我国煤炭洗选能力3.8×108t，入洗量2.8×108t ，入洗率22%。 燃烧前脱硫 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 移动床、流化床和气流床三种方法 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 燃烧前脱硫 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 直接脱硫和间接脱硫 燃烧中脱硫 流化床燃烧技术 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 流化床燃烧脱硫 流化床燃烧脱硫 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 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 流化床燃烧脱硫 流化床燃烧脱硫的影响因素 1.钙硫比 表示脱硫剂用量的指标，影响最大的性能参数 流化床燃烧脱硫的影响因素 流化床燃烧脱硫的影响因素 流化床燃烧脱硫的影响因素 3.脱硫剂的颗粒尺寸和孔隙结构 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 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 流化床燃烧脱硫的影响因素 脱硫剂的再生 不同温度下的再生反应 冶炼厂、硫酸厂和造纸厂等工业，SO2浓度通常2％～40％ 化学反应式 反应1为放热反应，温度低时转化率高 工业上一般采用多层催化床层 高浓度SO2尾气的回收和净化 高浓度SO2尾气的回收和净化 低浓度SO2烟气脱硫－燃烧后脱硫 燃烧设施直接排放的SO2浓度通